电动汽车充电设施及运营综述

电动汽车充电设施及运营电动汽车充电设施及运营安徽中科海奥电气股份有限公司董事长南京怡咖电气科技有限公司执行董事江苏双创联合会能源环保专委会副秘书长南京理工大学自动化学院产业教授南京EV创业谷创业导师陈滋健简介发展综述充电桩分类产品标准目录/CONTENTS充电站系统运营模式发展综述42015年国内新能源汽车产销分别达到34万辆和33万辆，同比增长超300%。完成《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）》中所提出的2015目标。与新能源汽车的爆发相比，充电基础设施建设远远落后。截至2015年底，国内已建成的充换电站3600座，公共充电桩4.9万个，车桩比大约为9：1，数据来源于产业研究智库5新能源车、桩现状按照新能源汽车与充电桩1：1的标准配比来看，充电基础设施建设缺口巨大。与新能源汽车的补贴和政策推广有序推进不同，充电设备之前用地、电力设施、补贴、运营模式等规划均未明确，因此建设节奏有所落后。随着新能源汽车销量的持续上扬，充电桩建设缺口将进一步加大，对新能源汽车的推广形成制约，充电桩加速建设已经迫在眉睫。充电桩规划建设缺口巨大2015年下半年起，国家明确了对充电设施的规划和建设指南，出台了《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》和《电动汽车充电基础设施发展指南；（2015-2020年）》两个纲领性文件，提出了充电桩建设要按照“桩站先行”的原则，适度超前建设，并对达到新能源汽车推广量的省市实行充电设施建设的奖励，促进车和桩的共同发展。2.8万个桩4万个桩480万个桩2014年2015年2020年全国充电桩建设发展趋势•充电桩的源头是国家电网，国网力求占充电运营的主导地位；•充电桩是电网的有机组成部分，不能有损于电网，而应有利于坚强电网。•ET+IT(能源技术+信息技术)的概念，发酵出来称之为SmartGrid(智能电网)，融入能源互联网。从电网的角度考虑充电桩需求•充电引导与出行规划•在线式支付结算•实时充电服务与能效管理•基于数据的分析、诊断、维保从运营商角度看充电桩需求•电动汽车能方便充电吗？（便捷）•电动汽车充电需要多少时间？（快速）•电动汽车充电的成本比油贵吗？（经济）•电动汽车充满跑多远，电池寿命？（持续）从消费者角度看充电需求产品标准美国、日本欧洲国际充电标准接口（交流慢充）•交流充电接口Type1和Type2的可以转换通过转换器进行适配•国际直流充电接口CHAdeMO标准（2010.3）国际充电标准接口（直流快充）•国际直流充电接口CCS标准(Type1/2+DC)国际充电标准接口（交直两用）•国标交、直流充电接口国标接口接鉴了国际标准充电桩相关标准1.国家标准：GBT18487.1-2015电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求GBT20234.1-2015电动汽车传导充电用连接装置第1部分：通用要求GBT20234.3-2015电动汽车传导充电用连接装置第3部分：直流充电接口GBT27930-2015电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议2.行业标准（能源局标准）：NBT33001-2010电动汽车非车载传导式充电机技术条件NBT33008.1-2013电动汽车充电设备检验试验规范第1部分非车载充电机3.企业标准（国家电网标准）：QGDW1233-2014电动汽车非车载充电机通用要求QGDW1591-2014电动汽车非车载充电机检验技术规范1.国家标准：a.名词解释、功能定义、规定直流充电桩工作流程；b.规定直流充电桩充电接口详细结构；c.规定直流充电桩与汽车BMS的CAN通信报文格式与内容；2.行业标准（能源局标准）：a.规定了充电桩的绝缘性能、充电输出、功能、安全要求、电磁兼容、防护等级等方面的测试方法3.企业标准（国家电网标准）：a.与行业标准雷同，但增加了充电通信兼容性测试，包括CAN通信物理层测试、链路层测试、应用层测试、协议规范测试等。标准功能充电桩分类按充电方式分类（直充、交流、无线）21电动汽车能源产品-充电桩21壁挂式交流充电桩落地式交流充电桩{交流充电桩便携式直流充电桩落地式直流充电桩{直流充电桩充电桩分类无线充电车载充电交流充电桩的特征•功率规格：7KW、22KW、40KW•充电桩输出交流电通过车载充电机转换成直流电给车载电池充电，功率较小，充电速度较慢•一般安装在小区、停车场等地23壁挂式交流充电桩配网系列壁挂式交流充电桩23壁挂式EV充电宝落地式交流充电桩产品描述：怡咖壁落地式交流充电桩是一款为电动汽车充电的辅助设备，集控制、显示等功能于一体，实现对整个充电过程的智能化控制。产品优势：适用范围广，落地式充电桩适用于公共停车场、居民小区停车场、企业专用停车场等各类露天车场与地下停车场。充电方式多样化：●充电桩按充电计费方式，可分为：1）按时间长短充电；2）按电量充电；3）按金额充电；4）充满为止●充电桩按启动方式，可分为：1）即到即充；2）定时充电●直观性强：采用嵌入式系统作为主控制器，包括IC卡管理、液晶显示、充电计费、充电管理、远程通信等功能，能将运行数据传到后台监控软件，通过后台主站，管理员可以实时监控交、直流智能充电桩的运行情况，为系统良好运行提供保障。落地式交流充电桩产品描述：怡咖壁挂式交流充电桩是一款为电动汽车充电的辅助设备，集控制、显示等功能于一体，实现对整个充电过程的智能化控制。产品优势：灵活使用：壁挂式充电桩适合在空间拥挤、周边有墙壁等固定建筑物进行壁挂安装，如地下停车场、车库、车队或超市。小巧易操作：外观时尚，设计轻巧；一键式操作；快速安装：安装操作便捷，直接悬挂于墙面、接线、固定即可。挂壁式交流充电桩直流充电桩的特征•功率规格：45KW、60KW、120KW、150KW、180KW•充电桩输出直流电直接给车载电池充电，功率较大，充电速度较快•一般安装在高速公路、充电站等地27落地式直流充电桩直流充电桩10-20kW落地式直流充电桩15-30kW落地式直流充电桩60-180kW落地式直流充电桩277-15kW便携式直流充电桩产品描述：广泛用于电动叉车，电动物流车，电动高尔夫球车，电动中巴车，电动越野车，电动游船等。产品优势：单片机依据电车(组)的耐受电流能力、寿命曲线、析气点等信息自动完成充电全过程；具有环境温度补偿功能，确保全天候条件下的温度适用性，可自动抗拒“过充”或“欠充”；具有脉冲充电功能，在确保蓄电池最佳寿命的前提下将其充满；具有手动“均充”功能；产品经三防处理和“防尘”设计，提高了运行可靠性。8.3、技术参数：便携式地面高频充电机（单相、三相）输入电压单相AC220V±10%三相AC380V±10%输入频率50/60HZ输出最高电压60V输出最大电流60A输出最大功率15KW工作效率92%功率因数0.9通信方式RS4857-15kW便携式直流充电桩适用车型分析产品描述：高档小区、停车场高速公路服务器、市政公共空间等公共区域分布式充电站建设。产品优势：采用大功率一体化设计方案，单机功率达20KW；全数字控制策略，具备BMS接口；彩色LCD触摸屏，人机界面友好；预留3G通信，便于充电机监控；可选择固定安装或定制移动万向轮；可选择室外机型和室内机型。技术参数：输入电压3相AC380V+-10%输入频率50/60HZ输出电压200-420V输出电流100A输出最大功率20KW输出稳定精度≤0.5%输出恒流精度≤0.5%输出纹波系数≤0.5%输入负载调整率≤0.5%工作效率95%功率因数0.99通信方式RS485/CAN2.0/GRPS/3G10-20kW落地式直流充电桩产品描述：高档小区、停车场高速公路服务器、市政公共空间等公共区域分布式充电站建设。产品优势：采用大功率一体化设计方案，单机功率达100KW以上；全数字控制策略，具备BMS接口；彩色LCD触摸屏，人机界面友好；预留3G通信，便于充电机监控；可选择固定安装或定制移动万向轮；可选择室外机型和室内机型。技术参数：输入电压3相AC380V±10%输入频率50/60HZ输出最高电压300V-750V输出最大电流240A输出最大功率100KW输出稳定精度≤0.5%输出恒流精度≤0.5%输出纹波系数≤0.5%输入负载调整率≤0.5%工作效率95%功率因数0.99通信方式RS485/CAN2.0/GRPS/3G60-180kW落地式直流充电桩适用车型分析无线充电优势：操作成本：无需线缆插拔安全隐患：舒适安全占用空间：不占据地表空间无线充电VS有线充电现有的有线充电方案：操作成本：线缆插拔需要人工操作安全隐患：恶劣天气等漏电风险占地空间：建桩需耗费大量土地资源两种无线充电原理高通Halo无线充电技术无线充电安全分析电能以磁场谐振的方式通过空间传输，这和无线电广播收音机的发射与接收原理类似。物质的共振状态是一种独特的现象，除了两个共振体之间有能量交流之外不会对其他物体产生影响，这是一种自然界的物理现象。MIT和沃尔沃的研发团队都表明其无线充电所用的电磁共振技术使用的磁场与地球磁场类似，对于人类的健康并无影响，其技术符合FCC的要求。高通Halo工作时的磁感应强度(也就是人们通常理解的辐射强度)约为100μT，符合ICNIRP(国际非电离辐射防护委员会)的相关标准｡事实上，在进行手机通话时，磁感应强度可以达到220μT，因此大家对于Halo的辐射水平可以有个较为形象的理解。目前在无线充电方面，国家还没有出台相应的标准。在电动汽车内，由于车壳屏蔽作用，磁场强度较小；在电动车外，虽然磁场强度较大，但仍小于ICNIRP推荐的安全限制。此外，干扰磁场强度随着距离的减少而迅速衰减，这就意味着在离开一段距离后，辐射干扰基本不存在影响。车载充电机电池包车载充电机电网DCAC交流充电桩电动乘用车车载充电机（1.5KW-3.3KW)产品描述：该自冷式车载充电机功率为1.5KW-3.3KW，采用全数字高频谐振软开关技术，独特的磁芯散热技术，保证了产品在极端恶劣的情况下可靠工作，广泛用于低俗电动轿车，电动观光车，电动清洁车和电动警用巡逻车等。产品优势：采用全桥移相软开关技术，效率高，电磁干扰小；内置多种充电曲线，大大延长蓄电池的使用寿命；整个充电机采用全密封，防水设计，同时采用了抗震处理，具有很高的防护等级，满足了汽车电器的使用标准；兼容铅酸电池，锂电池等各种动力电池，充电方式灵活，同时具备CAN通讯接口可以实时的和BMS通讯。技术参数：输入电压AC220V±15%输入频率50/60HZ输出最高电压400V输出最大电流35A输出最大功率3.3KW工作效率92%功率因数0.9通信方式CAN2.0冷却方式风冷交流充电桩与车载充电机——应用•电动乘用车通常标配有车载充电机以满足不能快速充电的情况下进行充电的需求，受限于车身空间、散热及交流取电的限制，车载充电机功率一般不大于5kW,主流厂商的配置是不大于3.5kW，通常家庭的AC220V就可以给车充电，充电时间介于5-8小时；•受制于交流电源的功率及获得的难度，通常电动中巴和电动大巴士不配置车载充电机的（特定线路场合运营的定制车除外），不能进行交流充电。分布式充电桩充电站按建站形式分类（一体机和分体机）分体机充电站充电站系统43供电监控系统动环管理系统用户APP计费管理系统收银系统点餐系统进销存系统发卡系统营销管理系统销售分析系统充电桩监控系统运维管理系统充电站系统的构成充电站后台监控系统总体拓扑图46通过监控后台建立云服务平台，整合大数据手机APP定位，查询附近充电站点，远程预约建立运营服务平台，用于对电动汽车的充电站点查询，WIFI管理，广告运营及购电用户的充值等进行运营管理。将充电服务的提供者和需求者在大数据下融合。监控系统后台数据库内容包括系统所采集的实时数据；配电设备、充电机的状态参数；作为历史资料长期保存的历史数据；经程序处理和修改的数据等。实时数据库：载入系统采集的实时数据，其数值应根据运行工况的实时变化而不断更新，记录设备的当前状态。应提供数据库维护工具和图形界面，以便用户在线监视、查询、排序和属性修改等。每个实时