低碳背景下的电动汽车充换电站规划
摘要: 从国内外发展情况入手,结合发展趋势的分析,确定相关技术参数,在此基础上确定充换电站的服务能力。依据城市规划预测电动汽车保有量,确定充换电站和交流充电桩的需求量,可以得出充换电站的数量。结合城市功能确定布局半径,从而对站点进行合理的布局。
    关键词:新能源纯电动汽车服务能力
   
    在应对气候变化的国际环境下,全球都在全力部署低碳技术的发展与应用。电动汽车是其中举足轻重的技术之一,其能源利用效率比传统燃油汽车高出46%以上,并具有13%-68%的二氧化碳减排潜力。发展电动汽车有利于中国节能减排目标的实现,缓解国家能源安全问题。
    建设电动汽车充换电站是电动汽车产业发展的前提,结合笔者参与的项目,本文对充换电站规划进行一定的探讨。
缸盖
东莞二手车网
国内外发展情况
    1.1国外发展情况
    世界主要汽车生产国及企业都在加大电动车辆的研制与开发力度, 电动汽车正迅速从研制试验阶段走向商品生产及应用阶段。
    日本在开发混合动力汽车方面处于全球领先地位,其混合动力车已形成产业化,丰田和本田两家汽车公司已批量生产销售混合动力汽车。日本已建立了开发高性能电动汽车动力蓄电池的最大新能源汽车产业联盟。
    美国在电动汽车产业化方面只是小批量生产和销售纯电动汽车,政府与三大汽车公司合作实施的新一代汽车合作计划和大燃料电池汽车协作计划,开发新一代汽车。
    1.2国内发展情况
    我国电动汽车的发展势头较快,但仍处于示范期,以政府主导的社会公共服务用车为主。
    为了大力推广电动汽车,2009年初国家启动了“十城千辆”新能源汽车示范推广工程,在
rav全国13个城市进行试点。
    北京市在奥运会期间开始应用纯电动汽车,2009年开始在公交和环卫等领域推广使用新能源汽车近900辆。预计到2012年,北京将达到5000辆新能源汽车的规模。
    上海市在世博会期间应用了新能源汽车1147辆。预计2012年公共交通新能源汽车达到4400多辆,私人新能源汽车达到大约2万辆,充电设施大约25000个。
北京高速路况实时查询
发展趋势分析
    2.1充电技术发展趋势分析
    广义的电动汽车主要可以分为三种类型:混合动力电动汽车(HEV),纯电动汽车(BEV)和燃料电池电动汽车(FCEV)。其中,FCEV作为未来电动汽车的理想解决方案之一,实现商业化尚需时日。相比之下,HEV和BEV是中短期内可实现产业化的主流电动汽车解决方案。
    2.2充电方式分析
    一般包括整车充电、电池更换两种模式,其中整车充电包括常规充电、中速充电和快速充电等,具体见表1。
    2.3充电要求分析
    在不同的运行模式下,电动汽车对其续驶能力、充电时间要求也不同,从而影响着充电的方式。因此,不同的电动汽车应根据其运营特征、耗电量大小、停放时间是否固定等特点,采取适合的充电方式。
    2.4技术参数
    包括充电参数和换电参数,由于目前国家尚未出台统一的标准,相关参数参考了《江苏省电动汽车充电设施建设典型配置》。
    充换电站一般可分为大型、中型和小型三类,充电参数包括占地面积、充电设备数量等。大型充换电站占地面积约2100平方米,配备12台充电机。中型充换电站占地面积约1200平方米,配备8台充电机。小型充电站占地面积约50~100平方米。
    换电参数是指电池更换时间,结合实际情况,约为20分钟左右。
充换电站布局规划
    3.1电动汽车保有量预测
    根据中国汽车工业发展规划,中国电动汽车产业的发展目标是:2015年新能源汽车保有量占汽车保有量的 5%~10%,2030年新能源汽车保有量占汽车保有量 50%以上。根据城市的机动车保有量和电动汽车的比例,即可确定电动汽车的保有量。同时,考虑每个城市的发展阶段,合理确定大中小电动汽车的比例。要注意的是,公交车、单位车一般是近期电动汽车大力推广的车型,而私家电动车的推广主要依托市场行为,其近期所占比例一般相对较低。
    为方便预测,根据电池组的数量和容量,将各种类型电动汽车折算成标准电动小汽车。大型、中型电动汽车的换算系数可以采用5、2。
车名字    3.2充换站需求预测
    3.2.1利用充换电站补充电能的电动汽车预测
    根据前述分析,大、中、小型电动汽车使用公用充换电站的概率参考值为1、0.9、0.2。
    3.2.2充换电站用电量需求预测
    定义电动汽车充换电站总充电需求为变量X(单位为千瓦时),地区电动汽车每天的用电需求总量可表示为:X=Q*C*N,N=L/S
    式中:Q——区域内标准电动小汽车保有量,辆;
    C——平均每辆标准小汽车每次充电容量,千瓦时/(辆×次);
    N——充电次数,次;
    L——每辆电动汽车日平均行驶里程,千米;
    S——单次充电平均续驶里程,千米。
    随着电池技术的不断进步和发展,上述参数会有不断的变化,在实际预测中应予以充分考虑。
    3.2.3充换电站数量预测
    单个充换电站的日服务能力包括充电服务能力和换电服务能力两部分。以2015年为例,单个充换电站日充电服务能力分析见表2。
    换电能力主要是依据备货电池组数量确定,以大型充换电站为例,备货电池组120组,可换60次标准电动小汽车,日均更换次数按2次考虑,日服务次数为120次。
    根据充换电站的用电需求总量,考虑大、中、小型充换电站之间的合理比例关系,即可计算得出充换电站的数量。
林肯价格
    3.3交流充电桩预测
    交流充电桩设备简单灵活,一般来说有私有交流充电桩、物业交流充电桩和公共交流充电桩等3种。
    中型车大部分为企业用车,一般使用充换电站或物业充电桩补充电能。小型车日常使用时以私有和物业充电桩为主,仅在周末出行在公共停车场较长时间停车时会使用公共交流充电桩。因此,公共交流充电桩仅作为日常充电设施的补充,使用比例较小,一般每天使用公共交流充电桩补充的电能按车辆充电日总需求量的20%-30%考虑。
    3.4充换电站布局规划
    3.4.1布局原则
统筹规划,建管并举
与交通密度和充电需求的分布相匹配
满足充换电站服务半径要求
满足城乡总体规划和路网规划要求
充分考虑电动汽车未来发展趋势
方便用户,合理布设
充分考虑本区域的输配电网现状
    3.4.2充换电站布局半径
    目前,电动汽车动力电池的理论单次充电行驶里程在150~200 km左右。考虑电池的寿命老化、交通拥堵等因素,单次充电行驶里程建议按100km计算,充换电站的服务半径一般按车辆平均行驶5-10分钟的标准控制。
    非城市建设用地内,根据道路等级确定不同的标准,充换电站布置间距按电动车一次充电所能行驶里程的30%~40%的标准设置。
    3.4.3方案评价
    方案评价主要考虑充电能力、布设密度、服务半径等三个方面。充电能力主要是依据城市变电站规划,对充换电站的总配电容量进行分析,是否在城市供电能力合理的供应范围之内。布设密度主要是评价充换电站的密度是否合理,满足电动车充电需求,这一点应结合服务半径同步进行评价。
结论
    大力发展电动汽车产业是响应国家低碳政策的重要举措,而建设电动汽车充换电站是电动汽车产业推广的前提和基石。
    影响电动汽车充换电站布局的主要因素有充电量需求、电动汽车运行模式、能源供给方式、充电时间等。进行充换电站规划时应充分考虑本区域输配电网现状,结合电动汽车未来发展趋势,在城市规划的指导下,使充换电站分布与电动汽车交通密度、充电需求分布尽量一致,满足充换电站服务半径要求。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。