[2010[1].12.26]电动汽车充电站建设现状及关键技术

电动汽车充电站建设现状及关键技术汇报提纲发展现状存在问题核心技术发展趋势奥巴马上台后，对充电站建设不遗余力；Betterplace公司与旧金山等城市斥资10亿美元建设充电网络；福特公司与能源伙伴开发“汽车—电网”通信系统……建设现状—美国路边充电机芝加哥全球首座太阳能充电站建设现状—日本50kW的快速充电机日本三菱商事与高速公路公司等合作，计划到2012年底兴建1000个快速充电站；2010年3月，日本宣布成立CHAdeMO协会，目的是推进充电设施、相关参数和接口的标准化；日本已有250座充电站，根据近期规划，计划2011年3月末，完成400座充电站建设，到2020年将在全国建成5000座充电站。日产逍客自动更换系统建设现状—法国巴黎市区充电站分布图雷诺集团就与法国电力公司签署协议，研发电动汽车与充电站通信系统；巴黎最早将清洁能源汽车引入公交系统，市区有大量纯电动公交车参与运营；法国政府和企业在公共场所、超市和住宅区大量增加充电站数量。巴黎电动公交客车建设现状—英国伦敦市区已经有60个免费汽车充电站；政府出资购买了500个Elektrobay充电站；梅赛德斯—奔驰英国经销网点安装电动汽车充电站。建设现状—德国德国威图公司提出汽车充电站方案，在停车场中普及汽车充电系统；2009年德国500亿欧元的经济刺激计划中部分用于充电站网络开发；柏林市2009年4月同能源公司等签署协议，将建立至少550个充电站。慕尼黑的TUV-E.ON充电站Smart电动汽车建设现状—国内2004年，北京建成国内首个电动公交客车充电站；2006年，比亚迪建成深圳电动汽车充电站；2008年，建设了国际上第一个集中式充换电站。按照5000辆商用车和30000辆乘用车布局规划电动汽车充电站，同步启动了小营、四惠、航天桥等大型充电站建设项目。建设现状—北京驻车场、枢纽站小营——140四惠——160北苑北一亩园——奥体南区——现状中心站挖潜康家沟——玉泉路——方庄——角门——规划中心站望京——东坝——定福庄——古城——世界公园——垡头——2009年10月，上海市电力公司投资建成上海漕溪电动汽车充电站，设置9个充电车位。2010年，上海世博会规划建设了可供120辆纯电动客车充电的集中式充换电站。累计服务车辆运行里程超过400万公里建设现状—上海广州大学城充电站于2010年11月运营，为亚运会用26辆纯电动客车提供换电和整车充电服务。建设现状—广州南方电网公司首批电动汽车充电站(桩)于2009年12月28日在深圳建成投运。截止2010年11月中旬，深圳已投运了4个电动汽车充电站和180个充电桩。建设现状—深圳湖北省电力公司已与省内13个地、市、州政府达成合作，2010年内将投资1.27亿元，在全省试点建设大中型电动汽车充电站16座、交流充电桩300个。天津2010年将新建5座电动汽车充电站，其中天津市华明镇电动汽车充电站已经基本建成。西安将于2010年建成4个中型电动汽车快换充电站和202个充电桩。石家庄位同充电站布置10台充电机、4个充电桩，可同时为14台车充电。其他大中城市也高度重视充电站建设和布局工作。建设现状—其他城市汇报提纲发展现状存在问题核心技术发展趋势主要问题⑴规划理论不健全：针对电动汽车应用的充电站建设规划布局理论尚未建立，各地的充电站建设尚处于定点示范建设阶段，没有建立于车辆应用、电网规划、城市规划相结合的充电站布局选址理论。电动汽车用地紧张充电站：快充？换电站：快换？充电桩：慢充？多种结合？充电站建设的规划与布局面临着供电能力、服务能力与城市用地紧张的矛盾。主要问题⑵标准和协议不统一：国内及国际上尚未建立电动汽车充电站统一的充电电气接口和通讯协议，国内与充电站建设设计、关键装备检验相关的标准尚处于研究初级阶段，尚未建立相应的标准体系；充电站建设、充电接口、通讯协调国标尚未建立，北京、深圳、安徽相继出台了充电站建设相关的地方标准。标准体系建设主要问题⑶检验平台未建立：作为充电站关键装备的充电机、电池更换设备以及充电站的总体技术状态检验、通讯能力检测尚未建立国内统一的测试检验平台；主要问题⑷运营管理不规范：充电站的运营管理尚处于起步阶段，尚未对其服务范围进行清晰定义，尚未建立成熟的运营管理模式。建设运营主体不明确已经成为电动汽车商业化应用的瓶颈问题之一。汇报提纲发展现状存在问题核心技术发展趋势(1)基于燃料需求等量化替换原则城市内充电设施规划模型一、充电站布局基础理论规划城区售油量折算或替代成充电量的计算原则(2)基于中心地理论的城市充电设施选址规划模型一、充电站布局基础理论提出了六边形中心和顶点建设原则，即能满足充电路径最短原则，又能消除充电站布局的重叠区，从而能使充电站获得较高的经济效益，并改善充电站的服务。(3)城市间线性道路充电站规划模型一、充电站布局基础理论基于该规划线路内耗电量与充电需求相等或等量替换原则二、充电站系统总体技术充电站拓扑结构：集成动力电池快速更换功能，在国际上首次提出对称布置、独立控制、充换结合的充电站完整构型。配电区充电监控区电池更换区运行调度区维修保养区整车充电分箱充电区二、充电站系统总体技术充电站系统匹配方法和理论配电容量需求模型备用电池配置模型服务能力计算模型充电机配置模型分箱充电配置方法三、动力电池快速更换技术实现动力电池快速、高效、安全、可靠、便捷的更换。特点：多重多层次定位，保证更换定位精度；多级渐进定位，确保电池箱到位锁止；平面触点盲插，实现信号自动连接；中央集中控制，完成更换操作。奥运充电站：世界上第一座具备电池更换功能的充电站四、充电机技术不同电池的智能识别与适应；高功率因数和输出电流和电压的稳定性；对电网的低谐波影响；快速充电的控制策略与方法；充电机产品的系列化、模块化开发。第一代：独立充电机、手工记录数据第三代：集群充电机，网络化监控充电数据第四代：充换电兼容、全天候数据跟踪、智能化调度第二代：独立充电机、自动监控充电数据四、充电机技术五、充电站及充电安全技术充电监控技术：在国内率先建立了充电站安全充电监控系统，提出了分区域监控概念，实现了充电机和电池组的实时状态监测。运行监控技术：在国际上率先提出并开发了完全自主知识产权的电动汽车运行监控调度系统，实现了对电动车辆运行状态的远程实时监控。运行监控系统总结逻辑架构图充电监控系统网络结构图充电过程安全控制和管理(1)构建了包括电池管理系统、充电机、烟雾报警系统的充电安全监控网络；(2)基于极端单体电池参数充放电控制策略，采用充电机和电池管理系统的闭环调节方式实现了充电过程的有效控制。五、充电站及充电安全技术VI充电机电池管理系统模拟总线采集电池数据：电压、电流、温度、AH累积、WH累积运算核心估算电池内阻、容量、SOC、SOE、SOH、最大充放电电流通讯总线输出电压、输出电流电池组输出电流控制执行机构动力电池组充电控制体系单体电压极限控制充电曲线分箱充电方法：在国际上首次提出了适用于更换模式的动力电池系统分箱充电方法。五、充电站及充电安全技术序号整车充电分箱充电1充电电压高，安全性差充电电压低，安全性好2单台充电设备功率大，技术难度大，设备成本高充电设备单机功率小，技术成熟，总体成本低3一致性差异增加快减缓一致性差异增加4电力谐波污染相对较大电力谐波污染相对较小5不适于更换模式下电池对称布置适于更换模式下电池对称布置6寿命短兼顾一致性，有效提高了电池使用寿命六、管理和应用模式基于电动汽车发展现状及技术经济性研究，建立了充电站电价核算模型。111100%CDCCDYYwJNDNCESCSPC充电站运行模式：在国际上首次创建并实践了车辆运行与电池供应分开为原则的电动客车租赁运行体系。运行调度管理：建立了电动客车行车间隔模型、配车计划模型、驾驶员调度模型，在国际上首次开发了充电站与车队运行调度管理技术，实现了车辆运营管理智能化。总中心分中心分中心Adsl车队专线专线专线调度组长劳人员统计员票务员技术安全服务调度员首站末站系统末站移动GPRS链路专线智能调度软件界面系统总体架构六、管理和应用模式运行数据统计方法：按照以功能模块为基础，兼顾数据合理性和可实施性的原则建立了的数据统计模块及操作规程。运行管理制度：基于示范运行和充电站管理实践，制定了相对完善的电动汽车充电站运行管理制度体系，形成管理制度、操作规范、应急预案等共计20余项。已在奥运会、世博会和亚运会应用。六、管理和应用模式七、充电站与加油站共建问题充电+加油北京市地方标准已经明确:与加油站共建的充电站，电池充电设备与更换电池设施应布置在加油加气站的可用地范围内，其安装位置应距离危险性设备爆炸危险区域3m，危险性设备爆炸危险区域见GB50156-2002附录B，距离柴油设备3m。八、移动方舱式充电站在标准集装箱内，安装充电或是换电所需设备，建立移动方舱式的能源补给措施。其优点在于不需进行土建施工，移动便携，占地面积小。九、标准体系充电站建设需要标准先行，提升充电站的社会化服务能力和多元化服务体系。基础设施电池维护与梯次利用电池编码电能供给设备电池系统及其管理车载充电机非车载充电机安全技术防范交流充电桩充电站运行管理充放电装置监控系统计量系统供电系统运营服务接口和通讯协议动力蓄电池包标志标识电动汽车电能供给与保障标准体系电池自动更换设备十、面向未来的V2G技术电动汽车接入电网的电网安全问题、间歇性问题、多目标控制问题。电能汇报提纲发展现状存在问题核心技术发展趋势发展趋势小型化：解决占地面积大的问题智能化：实现无人值守的充电服务集成化：充换结合、快慢结合多样化：投资主体多样化，管理机制多样化通用化：多车型、多种动力电池通用汇报结束谢谢！