電動汽車充電系統(tǒng)報告

1、 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月電動汽車充電系統(tǒng)電動汽車充電系統(tǒng) 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月 隨著我國經(jīng)濟社會發(fā)展水平不斷提高，汽車保有量持續(xù)攀升。大力發(fā)展電動汽車，能夠加快燃油替代，減少汽車尾氣排放，對保障能源安全、促進節(jié)能減排、防治大氣污染、推動我國從汽車大國邁向汽車強國具有重要意義。充電基礎(chǔ)設(shè)施主要包括各類集中式充換電站和分散式充電樁,完善的充電基礎(chǔ)設(shè)施體系是電動汽車普及的重要保障。進一步大力推進充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),是當(dāng)前加快電動汽車推廣應(yīng)用的緊迫任務(wù)，也是推進能源消費革命的一項重要戰(zhàn)略

2、舉措。 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月國家政策：國家政策：電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南（2015-2020）關(guān)于新能源汽車充電設(shè)施建設(shè)獎勵的通知關(guān)于加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見.關(guān)于印發(fā)西安市新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)實施方案(20142015年)的通知地方政策：地方政策：一、政策法規(guī)一、政策法規(guī) 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月u 截至2014年底,全國共建成充換電站780座，交直流充電樁3.1萬個，為超過12萬輛電動汽車提供充換電服務(wù)。u 2015年到2020年需要新建公交車充換電站

3、3848座，出租車充換電站2462座，環(huán)衛(wèi)、物流等專用車充電站2438座，公務(wù)車與私家車用戶專用充電樁430萬個，城市公共充電站2397座，分散式公共充電樁50萬個，城際快充站842座。電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南（2015-2020）指出： 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月其它政策大力度支持：u 新建住宅配建停車位應(yīng)100%建設(shè)充電設(shè)施或預(yù)留建設(shè)安裝條件；u 大型公共建筑物配建停車場、社會公共停車場建設(shè)充電設(shè)施的車位比例不低于10%；u 每2000輛電動汽車至少配套建設(shè)一座公共充電站；u 可將單位配建充電設(shè)施情況納入節(jié)能減排考核獎勵范圍；u 電

4、網(wǎng)企業(yè)不得收取接網(wǎng)費用；u 個人在自有停車庫、停車位，各居住區(qū)、單位在既有停車位安裝充電設(shè)施的，無需辦理建設(shè)用地規(guī)劃許可證、建設(shè)工程規(guī)劃許可證和施工許可證；u 對向電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)直接報裝接電的經(jīng)營性集中式充換電設(shè)施用電，執(zhí)行大工業(yè)用電價格，2020年前暫免收取基本電費；u 鼓勵設(shè)立充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展專項基金，發(fā)行充電基礎(chǔ)設(shè)施企業(yè)債券；u 探索利用基本養(yǎng)老保險基金投資支持充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；u 到2020年，基本建成適度超前、車樁相隨、智能高效的充電基礎(chǔ)設(shè)施體系，滿足超過500萬輛電動汽車的充電需求。 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月二、現(xiàn)狀及發(fā)展二、現(xiàn)

5、狀及發(fā)展目前，國內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)充電樁的公司有奧特迅、中恒電氣、上海普天、科陸電子、國電南瑞、許繼電氣、萬馬電纜、動力源等。截至2014年底,全國共建成充換電站780座，交直流充電樁3.1萬個，為超過12萬輛電動汽車提供充換電服務(wù)。根據(jù)電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃草案可知，我國到2020年充換電站數(shù)量需達到1.2萬個，充電樁達到450萬個；電動汽車與充電設(shè)施的比例接近標(biāo)配的1:1。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的2015-2020年中國電動汽車充電站行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告指出，在此要求下，預(yù)計未來六年國內(nèi)新能源汽車充電樁(站)的直接市場規(guī)模有望達到1260億元；充電樁(站)產(chǎn)業(yè)年利潤可達18-27億

6、元。如果未來充電設(shè)施的年建設(shè)規(guī)模達到千億元，預(yù)計充電樁(站)產(chǎn)業(yè)年利潤可達70-100億元。 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月三、電動汽車充電系統(tǒng)三、電動汽車充電系統(tǒng)u中心管理和數(shù)據(jù)庫層中心管理和數(shù)據(jù)庫層：用于和網(wǎng)絡(luò)運營商的手機支付平臺和用戶進行收發(fā)短信的功能；并通過下級中間管理層和遠程充電樁進行通信；充電結(jié)束，結(jié)算充電金額， 并保存數(shù)據(jù)。u中間管理層：中間管理層：用于管理、監(jiān)測和控制本站的充電樁的狀態(tài)及運行過程，接收發(fā)中心管理和數(shù)據(jù)庫層的指令并反饋充電樁狀態(tài)和數(shù)據(jù)，還具有打印票據(jù)的功能。u終端充電設(shè)施：終端充電設(shè)施：用于執(zhí)行充電任務(wù)，監(jiān)控充電參

7、數(shù)，保護系統(tǒng)安全；并通過中間管理層向中心管理和數(shù)據(jù)庫層進行數(shù)據(jù)的交換。 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月四、電動汽車充電設(shè)施四、電動汽車充電設(shè)施狹義狹義：充電設(shè)施是為電動汽車提供電能的補給裝置；充電設(shè)施直接接入電網(wǎng)，是電網(wǎng)的一部分。廣義廣義：充電設(shè)施是為保證電動汽車和電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟地提供電能的充電系統(tǒng)。以充電裝置為載體實現(xiàn)電動汽車與電網(wǎng)的互動。包括充電設(shè)備、充電站、電網(wǎng)以及延伸的土地、運營、電價、營業(yè)模式等龐大系統(tǒng)工程。 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月 電動汽車充電設(shè)施分類電動汽車充電設(shè)施分

8、類u 傳導(dǎo)式傳導(dǎo)式：通過充電電纜連接u 感應(yīng)式感應(yīng)式：無線充電模式u 更換電池式更換電池式：快速更換電池 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月u 傳導(dǎo)式充電傳導(dǎo)式充電l 概念：概念：以電纜為傳輸介質(zhì)，通過電纜和插頭連接，進行直接的電能傳輸。l 優(yōu)點：優(yōu)點：成本低，傳輸效率高； 缺點：缺點：需要人工操作，連接部分為易 損部件。l 關(guān)鍵技術(shù)要點：關(guān)鍵技術(shù)要點： 單相交流：220V/16(32)A； 三相交流：380V/32(63)A； 直流充電：0-700V/0A-幾百A； 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月

9、u 感應(yīng)式充電感應(yīng)式充電l 概念：概念：又稱非接觸式充電，基于電磁感應(yīng)原理的空間范圍內(nèi)的電能無線傳輸技術(shù)。l 優(yōu)點：優(yōu)點：使用方便、安全程度高、減少人工操作、提高與電網(wǎng)連接率有利于未來與電網(wǎng)互動的互聯(lián)要求； 缺點：缺點：成本較高，技術(shù)尚未完全成熟。l 關(guān)鍵技術(shù)要點：關(guān)鍵技術(shù)要點： 感應(yīng)式 ，共振式 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月u 更換電池充電更換電池充電l 概念：概念：通過全自動或半自動機械設(shè)備，進行快速電池更換；l 優(yōu)點：優(yōu)點：能源補給時間短、有利于合理安排充電功率、減小沖擊負荷； 缺點：缺點：成本高、標(biāo)準(zhǔn)化要求高。l 關(guān)鍵技術(shù)要點：關(guān)鍵技

10、術(shù)要點： 快速測量和定位技術(shù)； 車輛姿態(tài)識別和自動定位技術(shù)； 自動運行和控制技術(shù)； 安全防護技術(shù)； 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月u 傳導(dǎo)式充電傳導(dǎo)式充電p 直流充電樁直流充電樁俗稱“快充”，固定安裝在電動汽車外，與交流電網(wǎng)連接，可以為非車載電動汽車動力電池提供直流電源的供電裝置。p 交流充電樁交流充電樁俗稱“慢充”，固定安裝在電動汽車外，與交流電網(wǎng)連接，為電動汽車車載充電機（即固定安裝在電動汽車上的充電機）簡單來說，交流充電樁需要借助車載充電機來充電，直流快速充電樁不需要這個設(shè)備。二者在充電速度上差別較大，一輛純電動汽車（普通電池容量）完全放

11、電后通過交流充電樁充滿需要8個小時，而通過直流快速充電樁僅需要2到3個小時。交流充電樁給電動汽車的充電機提供電力輸入，由于車載充電機的功率并不大，所以不能實現(xiàn)快速充電。直流充電樁可以提供足夠的功率，輸出的電壓和電流調(diào)整范圍大，可以實現(xiàn)快充的要求。 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月p 直流充電樁原理直流充電樁原理 整流濾波：整流濾波：三相 380V 交流電源經(jīng)過整流濾波變成直流輸入電壓，供給IGBT 橋。單片機通過驅(qū)動電路使功率開關(guān)IGBT工作把直流輸入電壓轉(zhuǎn)換成脈寬調(diào)制的交流電壓，然后由高頻變壓器變壓隔離，最后通過輸出整流濾波得到直流，進而對鉛酸

12、蓄電池充電。 保護電路：保護電路：可控的電流電壓反饋回路改變充電電流和充電電壓，通過檢測電池的端電壓，充電電流以提供單片機進行決策。放電電路在充電電壓較高時工作，以提高電池的接受能力。輔助電路提供器件工作電源，而保護電路（過流、過壓、過溫）可以保證系統(tǒng)安全、可靠工作。 數(shù)據(jù)顯示：數(shù)據(jù)顯示：通過單片機來顯示電量、時間等數(shù)據(jù)。直流充電樁主要有整流電路、保護電路、數(shù)據(jù)顯示電路組成，其電氣圖如下所示： 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月示例：國家電網(wǎng)的直流充電樁示例：國家電網(wǎng)的直流充電樁分體式一體式分體式直流充電機是用于電動大巴車快速充電的電源裝置，充電柜

13、安裝在戶內(nèi)，充電樁安裝在戶外。一體式直流充電機是充電柜和充電樁在一體，安放于戶外。 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月p 交流充電樁交流充電樁系統(tǒng)由LCD觸摸屏、打印機、RS485接口的電能表、漏電保護斷路器、交流接觸器、讀卡器和LED燈等基本部分組成，其電氣原理圖如下：LCD觸摸屏可以提供友好的人機操作界面和快捷簡單的操作方式，可以顯示當(dāng)前充電狀態(tài)、充電電量和充電費用；當(dāng)采集的電壓超過過壓保護定值或低于欠壓保護定值，充電樁停止充電；漏電保護斷路器可保證在充電過程中發(fā)生漏電等緊急故障情況下停止充電； 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司

14、辦公室公司辦公室 2011年1月供電設(shè)備插頭與插座連接后，通過供電控制裝置與電動汽車控制裝置的檢測，從而使得開關(guān)S1和S2閉合，實現(xiàn)充電。典型的交流充電樁控制導(dǎo)引電路如圖下： 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月交流充電樁需要借助車載充電機來充電，因此減少了交流變直流部分，也使得交流充電機變得更容易安裝。車載充電機的功率不大，所以不能實現(xiàn)快速充電。常見交流充電樁有壁掛式、落地式等如下圖所示： 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月u 感應(yīng)式充電感應(yīng)式充電p 電磁感應(yīng)式無線充電：電磁感應(yīng)初級線圈一定頻率的交流電

15、，通過電磁感應(yīng)在次級線圈鐘產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。p 磁場共振式：由能量發(fā)送裝置，和能量接收裝置組成，當(dāng)兩個裝置調(diào)整到相同頻率，或者說在一個特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量。 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月p 電磁感應(yīng)式充電應(yīng)用實例電磁感應(yīng)式充電應(yīng)用實例日產(chǎn)魔方電動車日產(chǎn)魔方電動車：采用了可在受電線圈和供電線圈之間提供電力的供電方式。即將一個受電線圈安裝在汽車的地盤上，另一個供電線圈安裝在地面上。當(dāng)電動車行駛在供電線圈上方，受電線圈就可接受到供電線圈的電流。日本無線充電式混合動力巴士：日本無線充電式混合動力巴士

16、：電磁感應(yīng)式，供電線圈是埋入充電臺的混凝土中的。車開上充電臺后，當(dāng)車載線圈對準(zhǔn)供電線圈后（重合），車內(nèi)的儀表板上有一個指示燈會亮，司機按一下充電按鈕，就開始充電。 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月五、充電設(shè)施與電網(wǎng)五、充電設(shè)施與電網(wǎng)目前充電設(shè)備主要以傳導(dǎo)式充電和快速更換電池為主，快速更換電池實際上也是利用傳導(dǎo)式充電技術(shù)給蓄電池充電。傳導(dǎo)式充電分為交流慢充和直流快充，目前這兩種技術(shù)比較成熟，國家也出臺了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但無論哪種充電方式現(xiàn)在面臨的問題都是電動汽車對電網(wǎng)造成的影響。也就是說怎么解決電動汽車充電對電網(wǎng)造成的影響是一個技術(shù)難點。電動汽車對電網(wǎng)的

17、影響主要包括兩大方面：對電網(wǎng)負荷產(chǎn)生影響；對電能質(zhì)量產(chǎn)生影響。 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月u電動汽車對電網(wǎng)的影響電動汽車對電網(wǎng)的影響 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月六、電動充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)六、電動充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)電動汽車標(biāo)委電動汽車標(biāo)委TC114/SC27共有委員32人，來自電動汽車整車企業(yè)、動力蓄電池企業(yè)、電機企業(yè)、電動摩托車企業(yè)、檢測機構(gòu)、高校和研究所。整車標(biāo)準(zhǔn)整車標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵部件標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵部件標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)電電動動汽汽車車相相關(guān)關(guān)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn) 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公

18、司辦公室公司辦公室 2011年1月u 重要標(biāo)準(zhǔn)重要標(biāo)準(zhǔn)l 充電接口及通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：充電接口及通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)我國國情指定的充電接口及通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)已于2011年發(fā)布，2012年3月實施。l 充電設(shè)施關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)：充電設(shè)施關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)：電動汽車交流充電樁、直流充電樁、車載傳導(dǎo)式充電機已于2010年發(fā)布，電動汽車充電設(shè)備檢驗試驗規(guī)范系列NB/T 33008與2013年發(fā)布。l 充電站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)：充電站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)：為統(tǒng)一規(guī)范充電站建設(shè)，啟動了充電站設(shè)計、建設(shè)、施工及驗收等標(biāo)準(zhǔn)的編制。l 換電池標(biāo)準(zhǔn)：換電池標(biāo)準(zhǔn)：逐步建立換電標(biāo)準(zhǔn)體系。 電動汽車電池更換站通用技術(shù)要求 電動汽車電池更換用電池箱電聯(lián)接器通用技術(shù)要求 電動汽車快速更換電池箱通用要求l 計量及其它運營維護標(biāo)準(zhǔn)計量及其它運營維護標(biāo)準(zhǔn) 萬方公司新員工入廠教育萬方公司新員工入廠教育公司辦公室公司辦公室 2011年1月七、萬方能做些什么？七、萬方能做些什么？目前以及以后一段時間，電動汽車充電設(shè)施主要以直流快速充電樁和交流慢速充電樁為主。傳導(dǎo)式充電技術(shù)也較為成熟