亚运村电动汽车充电桩技术方案

1亚运村电动汽车充电桩技术方案广州南方电力集团科技发展有限公司2010年1月23第一部分充电桩发展的现状1.概述目前，珍惜地球上有限的石油资源，保护人类赖以生存的自然环境，减少温室气体排放量，遏制全球变暖趋势已经成为全世界各国面临的共同话题。汽车作为现代社会化大工业的产物，为推动人类文明向前跃进做出了巨大的贡献，给人类的生活带来了舒适和便捷。根据联合国的统计数据显示，目前汽车的耗油量已占全部石油消耗的75%,同时也带来了巨大的环境污染。要缓解这两个日趋严重的两个问题，汽车工业必然向着环保、清洁和节能的方向发展，包括发展清洁替代燃料汽车和电动汽车。电动汽车在环保、清洁、节能等方面占据明显的优势，据相关统计，电动汽车在能量利用率比燃油汽车高7.5个百分点，污染物排量仅为普通内燃机车的2－8%，基本无污染物排放。电动汽车具有无(低)污染物排放、噪音低、能效高、维修及运行成本低等优点，它的广泛普及将是缓解大气环境污染和能源紧缺的最有效方式之一。2.电动汽车发展现状电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。目前国际国内汽车厂商相继推出了相关的电动汽车产品，主要厂商有比亚迪，万向集团，上汽，奇瑞、大众、丰田、日产等。电动汽车详细可分为三类：即仅以车载蓄电池（或电容）为动力源的纯电动汽车，以多个车载动力源提供动力的混合动力电动汽车（当前主要是指以内燃机及蓄电池）和以燃料电池为动力的燃料电池汽车。经过近30年的努力，特别是过去10多年国家汽车生产和消费政策的调整，我国汽车产业呈现爆发式增长，产销规模在1998-2008年的10年间保持了20%以上的年均增幅。目前我国已跃居世界第一大汽车消费国和第三大汽车生产国。我国汽车工业发展为世界瞩目，但在传统燃油汽车领域与发达国家有很大差距，但在新能源汽车上的差距却没有那么大。特别在电动汽车领域，我国企业在关键的电池技术上获得了突破，具备了率先启动产业化的条件，有实现跨越的机会。电动汽车为我国汽车产业缩短差距、实现跨越提供了难得的重4大战略机遇。我国从“十五”时期开始实施新能源汽车科技规划，“863”项目共投入20亿元研发经费，形成了以纯电动、油电混合动力、燃料电池三条技术路线为“三纵”，以多能源动力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、动力蓄电池及其管理系统三种共性技术为“三横”的电动汽车研发格局。共计200多家整车及零部件企业、高校和科研院所，以及3000多名科技人员直接参加了电动汽车专项研发。经过近十年的发展，我国电动汽车的研发取得明显进展。到2009年，我国已形成约1800项专利，并开发出了多款电动汽车样车。目前，共有48个型号的各类电动汽车获得机动车新产品公告，其中，比亚迪、奇瑞、长安等企业的插电式和油电混合动力汽车已具备上市销售的条件。电动汽车在我国正在进入快速发展新阶段。3.电动汽车电池使用现状纯电动汽车的最大瓶颈是电池。电动汽车对电池的要求比较高，高比能、高比功率、快速充电和具有深度放电功能、循环和使用寿命长。铅酸电池作为比较成熟的技术，虽然其比能量、比功率和能量密度都比较低，但是高的性价比及高倍率放电，成为目前唯一能大批量生成的电动汽车用电池。镍镉电池和镍氢电池虽然性能好于铅酸电池，但是其性价比不高，含重金属，用完遗弃后对环境会造成严重污染。目前，越来越多的研究人员选用锂离子电池作为电动汽车的动力电池，因为锂离子动力电池有以下优点：工作电压高（是镍镉电池氢-镍电池的3倍）；比能量大（可达165WH/㎏，是氢镍电池的3倍）；体积小；质量轻；循环寿命长；自放电率低；无记忆效应；无污染等。如果采用锂离子电池，电动汽车成本难以降低。磷酸铁锂电池也是一种锂电池，其比能量不到钴酸锂电池的一半，但是其安全性高，循环次数能达到2000次，放电稳定，价格便宜，成为车用动力新的选择。比亚迪提出的“铁电池”由于官方没有透露确切消息，业界人士认为其为磷酸铁锂电池的可能性较大，高铁电池的可能性较小。高铁电池就是以高价铁盐阴极材料如：高铁酸钡、高铁酸钾构成的水系电化学电池体系。首次提出高铁5酸盐作正极材料的是以色列科学家，但是高铁电池稳定性及安全性很差，应用研究进展非常缓慢，目前还处于初步研究阶段。表1各种车用电池的性能比较电池类型能量（W·h/kg）功率（W/kg）能量密度（W·h/L）循环寿命（次）铅酸电池3513090500镍镉电池5517094500镍氢电池802251431000锂离子电池1201803601200磷酸铁锂电池120902102000燃料电池50060充电系统对于实际的电动汽车而言是不可缺少的支撑系统，同时电力企业作为关系国家能源战略和国民经济命脉的国有骨干企业，大力推动电动汽车的发展、充电站桩的建设具有重大意义。4.充电桩发展情况(1)、国外发展现状及相关政策新能源汽车替代传统燃料汽车，也许只是时间问题。随着油价高企、能源日益短缺，以节能环保为标志的新型汽车呼之欲出，世界各国对电动汽车、太阳能汽车、混合动力汽车等新能源汽车的热情高涨。各国纷纷加快发展新能源汽车的步伐，上至政府、下至企业，都在开足马力发展这种车型及其配套设施。在金融危机下，它更成为拉动汽车产业、刺激经济复苏的重要一环。电动汽车、在众新能源汽车大战中脱颖而出。要推动电动汽车在全球的普及，除了技术突破和标准统一外，相关基础设施建设也必须同步开展，像建路边加油站一样，各国都必须尽快建立起高效的“汽车充电站”网络。电动汽车充电站（桩）的建设正在全世界各国迅速铺开。日本:据报道，以色列和日本都希望通过制订明确的电动汽车充电站建设计划，帮助电动汽车在本国早日实现商业化。日本政府表示，为普及电动汽车，政府将在6三年内建千余座充电站。其中，日本东京电力公司将带头参与有关的基础建设，明年东京将率先建成200多个充电站，三年后，日本电动汽车充电站数量增加到1000个以上。日本国内年产电动汽车约10万辆，日本政府计划到2030年全面普及电动汽车。法国:巴黎是最早将清洁能源汽车引入公交系统的城市。在巴黎市区有大量纯电动公交车参与公共交通运营。随着电力驱动系统的开发成熟，纯电动轿车也在巴黎市民的生活中开始扮演越来越重要的角色。当人们都开上电动汽车的时候，人们希望处处可见的便不再是加油站，而是公用电动汽车充电站了。为方便市民出行，巴黎市政府拟出了一张“充电站分布图”，市民可以轻松地根据该图找到最近的充电站。从图上可以看出充电站的排列相当密集，并且广泛地分布于城区和郊区。充电站（桩）的建设正在紧张进行。法国巴黎充电站分布图：美国:推动新能源汽车发展是奥巴马政府能源政策的组成部分。日前，美国加利福尼亚州Santa－Monica市政府在SantaMonica修建了一座极具未来感的太阳能充电站。该充电站服务的车辆全都是TOYOTARAV4电动车，共计39辆。另外，美国旧金山市的电动汽车充电站日前也投入使用。市长纽瑟姆重申了旧金山要成为美国电动汽车首都的目标。奥巴马明确表示，美国政府计划投入数十亿美元用来推动插入式混合动力汽车的发展，目标是在2015年有100万辆电动汽车投7入使用。同时政府还投入4亿美元支持充电站等基础设施建设。德国：德国政府规划到2020年使电动汽车数量超过100万辆。为实现这一目标，在今年年初德国政府通过的500亿欧元的经济刺激计划中，很大一部分用于电动汽车研发、“汽车充电站”网络建设和可再生能源开发。法国：法国政府不仅采用多项政策优惠方案，“买环保汽车享受高额补贴”等鼓励市民使用电动汽车，法国政府还将投入4亿欧元，用于包括电动汽车在内的清洁能源汽车研发。法国已经从国家政策层面准备采取配套措施，保证电动车等环保汽车的顺利运行，电力公司还将建设几百个充电站，如在工作场所、超市和住宅区等大幅增加充电站的数量，从而使充电如同加油一样便捷。电动汽车在很多国家都已经形成了一定的规模，各国政府都在大力扶持大型汽车集团的同时，制定了环保和节能法规，采取投资税收优惠、政府补贴促进消费的政策，以“双P”战略即用Push(推)和Pull(拉)两种力量推动电动汽车产业的发展、促进电动汽车充电站（桩）配套基础设施的建设。(2)、国内发展现状及相关政策多年来，国家政策引导下，我国在电动汽车、充电电池、直流电机等领域取得了突破性进展，国内多家汽车公司，如比亚迪，万向集团，上汽，奇瑞等均研发出电动汽车，并在奥运场馆、多个城市的公交线路已经投入运行。电动汽车研发技术已经趋于成熟，多家汽车公司已经具备批量生产能力，多款电动汽车已经上市。与世界其他国家一样，电动汽车研发工作在我国也正在如火如荼的进行着。十五期间，国家从维护我国能源安全、改善大气环境、提高汽车工业竞争力、实现我国汽车工业的跨越式发展的战略高度考虑，设立电动汽车重大科技专项，通过组织企业、高等院校和科研机构，集中国家、地方、企业、高校、科研院所等方面的力量进行联合攻关。为此，从2001年10月起，国家共计拨款8.88亿元作为这一重大科技专项的经费。而且在电动汽车的关键技术领域获得了重大突破，已经具备产业化，商业化的能力。为了推动电动汽车产业化的进程，2009年3月20日，《汽车产业调整和振兴规划》正式发布。规划表示，要启动国家节能和新能源汽车示范工程，由中央财政安排资金给予补贴，支持大中城市示范推广混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车等节能和新能源汽车，建立电动汽车快速充电网络，加快停车场等公共场所公用充电设施建设。与此同时推出“十城千辆”电动汽车示范应用工程，计划将用3年左右的时间，每年发展10个城市，每个城市推出1000辆包括混合动力汽车、纯电动汽车在内的新能源汽车开展试运行，（涉及这些大中城市的公交、出租、公务、市政、邮政等领域）。目前，北京、上海、重庆、长春、大连、杭州、济南、武汉、深圳、合肥、长沙、昆明、南昌等13个城市入选参与“十城千辆”计划。2009年底召开的国务院常务会议决定，将节能与新能源汽车示范推广试点城市由13个扩大到20个，选择5个城市进行对私人购买节能与新能源汽车给予补贴试点。为推进我国节能环保汽车的技术进步，促进汽车工业产业升级，国务院颁布《汽车产业调整振兴规划细则》，“逐步实现国产电动汽车产销规模”堪称是对纯电动车产业化的最大支持。其中，3年内中央将投资100亿元专项资金，发展新能源汽车及车用电池组等关键技术，逐步实现国产电动汽车产销规模，总体形成国内50万辆电动、油电混合动力等新能源汽车产能；推动纯电动汽车、充电式混合动力汽车及其关键零部件的产业化，掌握新能源汽车的专用发动机和动力模块的优化设计技术、规模生产工艺和成本控制技术。掌握新能源汽车的专用发动机和动力模块的优化设计技术、规模生产工艺和成本控制技术。建立动力模块生产体系，形成10亿安时(Ah)车用高性能单体动力电池生产能力，发展普通型混合动力汽车和新燃料汽车专用部件，建立电动汽车快速充电网络，加快停车场等公共场所公用充电设施建设如充电站（桩）等措施使新能源汽车战略落到实处。在加速电动汽车充电站布局和建设中，国家电网、中石化、中海油、南方电网、中石油等大型央企纷纷发挥自身优势，均在全国范围内开始为充电站桩建设献力。9国家电网公司明确了电动汽车充电设施的建设目标、选址原则、供电方式、计量计费方式。同时编制完成电动汽车充放电装置通用技术要求等6项标准，编制完成10个省市公司建设方案并开展了电动汽车充电设施典型设计，比如以电动公交车为例，最快15分钟就可充满电。国家电网建成首家可满足各类电动汽车充电的充电站——上海漕溪充电站去年底正式运营，今年3月唐山南湖充电站建设完成。今年将在27个城市建立75座充电站和6209个充电桩。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，本期建设规模为两个充电站、134个充电桩，充电容量总计达2480千伏安。中石化北京石油分公司与北京首科集团成立合资公司，中石化旗下加油、加气站将改建成加油充电综合站。中海油去年向天津力神电池股份有限公司投资了50亿元，生产电动汽车使用的锂电池，正考虑在全国建设电池更换站网络