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首页 >新能源

充换电基础设施发展需做好10项工作

2021

/ 03/29
来源:

中国汽车报网

作者:

王秉刚

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  新能源汽车要快速发展,离不开充换电基础设施的及时跟进。如今,充换电基础设施建设已被列入国家“新基建”重点领域,今年的政府工作报告也提到要增加充电桩、换电站等设施,因此,如何构建多元、智能、便捷的基础设施体系,是新能源汽车产业发展面临的重要挑战。笔者认为,要推进充换电基础设施的发展,需做好10方面工作。

  第一,总结经验、理清思路,迎接电动汽车的高速发展。

  我国新能源汽车发展能取得举世瞩目的成绩,基础设施发挥了重要的支撑保障作用。2021年,中国新能源汽车将迈入快速发展阶段,基础设施也将面临新的机遇与挑战。因此,总结经验、整理思路、做好总体布局十分必要。在电动汽车基础设施建设应考虑的诸多因素中,笔者认为,安全、低碳、经济、方便这四点是基本要素。其中,安全性包括如何杜绝火灾、进行主动安全监控;经济性包括低成本、低电费、节约土地与建设费用、V2G技术的应用等;方便性包括在以停车位充电为主的总思路指引下,如何在公共充电站实现快充,以及适用情景的换电等;低碳化包括节能、绿色电能利用和削峰填谷等方面的问题。

  第二,充换电基础设施技术应呈多样化趋势,以满足电动汽车多样化需求。

  我国已经形成了包括两大领域(私人与公共领域)、三种属性(自有桩、公共桩、专用桩)、八大类充换电场景的多样化基础设施技术和应用。需要指出的是,各类车辆对基础设施的要求有明显区别,要从需求出发,发展多样化的技术与商业模式,努力把每种方式做到精细化、低成本、高效率。

  第三,私人电动车要以停车位慢充为主,公共充电站快充为辅。

  从近几年的统计发现,我国私人电动汽车配桩率稳定在68%左右,没有配上桩的车辆大部分是在单位停车场充电,这是目前的基本情况,也是今后的主要发展情况。在停车位慢充,已经是私人电动汽车充电的主要方式,它具有不另占土地、充电方便、投资少的优点。

  不过,目前停车位充电还存在火灾风险、无序充电等问题,未来将面临数量越发庞大的停车位充电桩,希望各方引起高度重视,如何提升其技术和管理。对此,笔者提出以下四点建议。一是要严格安全管理,尤其是地下车库要实行更严格的安全管理与监控;二是要建立电网、充电运营商与物业公司之间合作共赢的机制;三是在居民聚集区增设充电停车场设施,包括挖掘公共场所的潜力,同时解决停车难和充电难问题;四是在电动汽车集聚的场合要建立群控智能有序充电系统,实现安全有序充电。

  第四,大力发展群控有序充电系统,是今后充电基础设施建设的重要工作。

  笔者认为,群控有序充电系统应包括三个方面。

  一是安全监控。在充电前与充电过程中,要通过车和充电网的通讯,对电动汽车的健康状况进行监测,判断其是否适合充电,对有潜在故障的车辆给予警告或者停止充电,以确保充电安全。

  二是有序充电。以此协调电网与车辆之间的关系,既确保小区电网能够正常工作,又能够根据用户需求和电网的数据合理安排充电行为。

  三是进一步实现电能交易。要优化充电过程,起到削峰填谷作用,同时可以购买绿色电力为电动汽车充电,或开展车网的电能交易,即V2G。

  值得一提的是,在建立群控有序充电系统方面,要鼓励第三方充电运营商参加建设和经营。

  第五,公共领域应依据不同车辆的需求,合理布局充换电设施。

  目前,大多数城市已经制定了当地公共领域车辆电动化的计划。需要明确的是,公务车、网约车、出租车、公交车、物流车等不同车辆对充换电方式不尽相同,不同城市也存在差异,必须结合车辆的运行特点来考虑更适宜的方式,比如慢充、快充、快速换电、大功率充电以及在线充电等。公共领域车辆的设计要与充换电方式相结合,以获得最好的经济性和效率。

  另外,公共领域车辆较多在日间充换电,特别要重视与电网的协调,避免对局部电网造成冲击,所以未来必须开发智能绿色能源管理系统。

  第六,在适宜的情景下推广运用换电技术。

  2019年底,全国换电站有306座。到了2020年底,换电站已经增加到555座,其中奥动新能源有286座,占比约50%,蔚来和伯坦科技分别为175座和94座,可见换电站呈快速增长趋势。对于换电站的发展,政府部门已给予明确支持,所以如何提升换电技术,是接下来要关注的重要事情。

  快速换电技术适合日作业时间长的运营车辆,如大城市的出租车、网约车、物流车、专用车等。目前,奥动公司创新的20秒快换技术已经在出租电动车上得到应用;蔚来汽车在私人电动车上应用换电技术,打造了“电池银行模式”,是高端电动汽车销售与服务模式的一种创新。所以换电模式下一步怎么发展,要从实际出发。想要大规模发展,必须解决标准化问题,这样也可以减少土地的占用。

  第七,明确大功率充电技术的适用领域。

  目前,很多企业都在加快开发大功率充电技术,其主要应用场景包括以下方面:一是因为各种原因去公共充电站充电的私人电动汽车,比如要长途行驶或者临时电量不够,或者没有停车位充电条件的车辆;二是每日行驶里程很长的运营车辆,如出租车、旅游车、物流车、网约车等;三是公交车。所以未来在中高端乘用车的设计上,应该让车辆同时具备快充和慢充的接口。当然,大功率充电技术的应用,并不意味着要引导电动汽车能源供给回到传统汽车的加油站方式。

  第八,管理好满足小型车需求的小功率交流充电插座。

  近年来,随着中小城市与广大农村电动汽车的普及,小功率、低成本的充电插座得到广泛应用。以广西柳州市推广微型电动车经验为例,使用小功率交流充电插座,每台费用约3000元左右,具有低成本、安装简便的优点。随着小型电动车的普及,这种插座会得到大规模使用。为了确保这类插座的充电安全,现在的当务之急是必须进行相关标准的制定,而且严格执行。在管理上,一定要禁止不安全的、简易的所谓“飞线充电”。

  第九,发展V2G技术,实现车电双赢。

  发展V2G技术的现实意义,可以从三方面来看。

  对电动汽车用户而言,可以在低电价的时候给车辆充电,在高电价的时候将车辆存储的能量出售给电力公司,从而获得现金补贴,降低电动汽车的使用成本。

  对电网公司而言,不但可以减少因电动汽车大量发展带来的用电压力,而且还可以将电动汽车作为储能装置用于调控负荷,提高电网效率和可靠性,减少电网在储能建设上的投资。

  对汽车企业而言,V2G技术使得用户有效降低使用电动汽车的成本,从而推动电动汽车的生产与销售,汽车企业亦将受益。

  在发生自然灾害等情况下,具有电力输出功能的电动汽车还可以当作紧急电源使用,无形中增加了电动汽车的用途,对电动汽车的销售大有益处。

  第十,车网协同,实现低碳目标。

  简言之,充电基础设施的本质就是电网和车辆的接口。传统汽车和燃料电池汽车的基础设施,需要构建从能源采集、加工、输送到加注等整个体系。而电动汽车的能源直接来自电网,目前电网已经是最完善、最普及的能源供给体系,电动汽车的充电基础设施只是实现将电能从电网端到车辆端的传输。

  因此,要充分利用电网的能力实现车电融合,以最小的投资实现最佳的效果,来支持电动汽车大规模推广。在实际工作中,要避免将电动汽车的基础设施建设布局引导到以传统汽车加油站的方式去大规模建设公共充电站。

  在充换电基础设施建设上,一定要推动车网协同,大力推进智能有序充电,用V2G、微电网等技术,充分利用光伏发电、风力发电、水力发电等可再生能源电力,实现电动汽车能源绿色化,为实现国家碳中和的目标做贡献。

  (作者系国家新能源汽车创新工程专家组组长)

初审编辑:

责任编辑:张芳

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