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电动汽车充电模式与充电站建设研究
一、引言
电动汽车以电代油,能够实现“零排放”,噪音低,是解决能源和环境问题的重要手段。随着石油资源的紧张和电池技术的发展,电动汽车在性能和经济性方面已经接近甚至优于传统燃油汽车,并开始在世界范围内逐渐推广应用。以电动汽车为代表的新一代节能与环保汽车是汽车工业发展的必然趋势已经成为普遍共识。充电系统为电动汽车运行提供能量补给,是电动汽车的重要基础支撑系统,也是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节。在充电系统中,充电站的建设需要根据电动汽车的充电需求,结合电动汽车充电模式进行相应的规划和设计。本文主要从电能外部接入和配套设施资金投入方面对充电站的建设做了初步研究。
二、电动汽车充电需求分析
随着电动汽车融入社会生产和生活,其对电能的需求将影响城市现有的供配电体系,进而影响着电动汽车充电系统的建设和发展。电动汽车充电站的建设方式、建设容量等主要受以下因素的影响:
电动汽车充电量的总体需求
电动汽车充电量与电动汽车保有量及车辆的日均行驶历程、单位里程能耗水平等相关。以上海市为例,根据有关资料分析显示,到2020年电动汽车市场预计达到7万多辆,日电量总消费达到1840万kWh。
电动汽车运行模式
在不同的运行模式下,电动汽车对其续驶能力和充电时间要求也不同,直接影响充电站的建设方式和功率需求。
在公交运行模式下,由于公交车通常都有专门的停车场所,因此可在公交首末站停车场所建设充电站,利用夜间低谷时段进行常规充电;公交电动车一次充电续驶里程至少应满足单程运行里程,紧急情况下应能实现电能的快速补充。
在出租车运行模式下,根据其一次充电后的续驶里程,应在其相应的出行范围内提供必要的充电设施。在营运时段,应能通过快速充电或电池组快速更换完成电能补充。
在公务车或社会车辆运行模式下,电动车辆由单位、部门的驾驶员或社会大众驾驶,应在公务车集中的区域或居民小区建设相应的充电设施。
此外,对于充电站而言,车辆进入充电站的运行机制也会影响着充电站功率需求。车辆进入充电队列时间越集中,充电站电力负荷将越大,充电站功率需求将越大。
动力电池特性
不同种类动力电池具有不同的充电特性,~ C之间变化。电池系统额定电压相同的情况下,最高充电电压由于电池种类、结构型式上的区别也体现出一定的差别。对于不同种类的电池,充电方法及充电控制策略也不同。应根据其电池特性不同采用不同的充电方法。[1]
充电时间
不同运行模式的电动汽车对充电时间提出了不同的要求,而充电时间的不同需要不同的充电方式来满足。在电动汽车对充电时间要求不高的情况下,可在停运时间利用电力低谷进行常规充电,延长车辆的续驶里程;在充电时间较为紧迫的情况下,需要采用快速充电或电池组快速更换及时实现电能补充。

动力电池充放电工作效率受充电场所及其他环境条件的影响,尤其是受环境温度的影响。在常温下,电池充电接受能力较强,随着环境温度的降低,其充电接受能力逐渐降低。因此,随环境温度降低,充电站功率需求将增加。因而,建设充电站时应尽可能保证其环境不受人为温度条件的影响。[2]
三、电动汽车发展对充电技术的要求
尽管电动汽车的充电站建设受到上述因素的不同影响,其建设方式和建设要求需