李少飛

（廣州新穗巴士有限公司技術(shù)信息部，廣東 廣州 510403）

1 研究背景和目的

根據(jù)國(guó)務(wù)院印發(fā)的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020 年）》，到2020 年，新能源汽車純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量將超過(guò)500萬(wàn)輛。而廣州作為連續(xù)六年來(lái)被列為新能源車輛推廣示范單位，今年 2017年11月29日，廣州市政府常務(wù)會(huì)議審議并原則通過(guò)了《廣州市推進(jìn)公交電動(dòng)化工作方案》,《方案》提出，從2017年起，新增及更新的公交車 100%推廣使用純電動(dòng)車，力爭(zhēng)在2018年底前實(shí)現(xiàn)公交電動(dòng)化，并從車輛采購(gòu)?fù)斗?、充電樁建設(shè)、財(cái)政補(bǔ)貼、車輛技術(shù)保障等方面提出了相關(guān)措施。

2 國(guó)內(nèi)充電站發(fā)展現(xiàn)狀

由我國(guó)能源部門(mén)提出的關(guān)于電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南（2015-2020年）可以看出，我國(guó)為了應(yīng)對(duì)公交、出租、環(huán)衛(wèi)等專用車及公務(wù)與私人汽車數(shù)量的大幅度增長(zhǎng)，并結(jié)合我國(guó)新能源汽車推廣規(guī)劃與相關(guān)政策的頒布，預(yù)計(jì)到 2020年，集中式充電站將增長(zhǎng)超過(guò)1.2萬(wàn)座，而分散式的充電樁則將增加超過(guò)480萬(wàn)個(gè)左右，而這是為了滿足全國(guó)規(guī)劃500萬(wàn)輛電動(dòng)汽車的充電需求，假如按照充電站 300萬(wàn)元/座計(jì)算，充電樁8.28萬(wàn)元/座計(jì)算，未來(lái)四年的新能源汽車充電站的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到千億級(jí)，而充電樁的市場(chǎng)規(guī)模則能達(dá)到六百億級(jí)。

3 充電站建設(shè)的影響因素

3.1 考慮交通的影響

電動(dòng)汽車充電站選址時(shí)需要考慮充電站站附近車道的情況，充電站旁的車道數(shù)較多，則會(huì)在一定程度上提高電動(dòng)汽車進(jìn)站的便利性，進(jìn)而增加充電量；充電站旁若是有一條或多條主干道存在，同樣能提高充電站的交通便利性；三是充電站周邊交通狀況，如果充電站所在區(qū)域是當(dāng)?shù)刂匾慕煌屑~，則區(qū)外的過(guò)往車輛也會(huì)比較多，如果充電站所在區(qū)域交通相對(duì)閉塞，則過(guò)往的區(qū)外車輛會(huì)比較少。車道數(shù)量越多，重要性越大，道路通暢程度越好，則該站點(diǎn)的交通便利性越高，該站點(diǎn)用于建設(shè)電動(dòng)汽車充電站的價(jià)值越大。

3.2 考慮建設(shè)成本的影響

電動(dòng)汽車充電站建設(shè)前期需要投入一定的資金，充電站建設(shè)前期階段需要進(jìn)行土地預(yù)審、可行性分析、環(huán)境評(píng)價(jià)、地震等地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)、水土保持評(píng)估、文物勘測(cè)等；前期的工作完成之后，需要委托勘察設(shè)計(jì)單位對(duì)電動(dòng)汽車充電站建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行勘查作業(yè)及施工圖紙的設(shè)計(jì)，形成勘察文件、概預(yù)算報(bào)告，這類工作支出的費(fèi)用形成了充電站建設(shè)的勘察設(shè)計(jì)費(fèi)；充電站建設(shè)前期購(gòu)置設(shè)備需要支出的設(shè)備購(gòu)置費(fèi)，建設(shè)過(guò)程中投入的建筑工程費(fèi)和安裝工程費(fèi)以及其他費(fèi)用等統(tǒng)一構(gòu)成了充電站建設(shè)的預(yù)算費(fèi)用。

3.3 考慮電網(wǎng)的要求

電動(dòng)汽車充電站在選址時(shí)需要考慮對(duì)電網(wǎng)的安全性以及電量負(fù)荷等影響，因?yàn)檫x擇了電動(dòng)汽車充電站的地址后，該地區(qū)就將新增一個(gè)巨大的充電負(fù)荷，巨大的充電負(fù)荷會(huì)給電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來(lái)影響。輸配電網(wǎng)的穩(wěn)定性是電動(dòng)汽車充電站選址時(shí)需要考慮的重要因素之一。

3.4 考慮外部環(huán)境的影響

首先要考慮的重要因素是電動(dòng)汽車充電站的地理環(huán)境，它直接影響到充電站的建設(shè)是否可行。選擇合適的地址，可以方便充電站的建設(shè)施工，同時(shí)也可以減小各項(xiàng)成本費(fèi)用，對(duì)未來(lái)充電站的運(yùn)營(yíng)維護(hù)也更加便利。另外，地理環(huán)境還包括充電站站址的地址條件、防洪排水、防震等因素。在對(duì)充電站進(jìn)行選址時(shí)，應(yīng)充分了解站址的地質(zhì)狀況，地質(zhì)狀況復(fù)雜不利于充電站的施工建設(shè)，同時(shí)會(huì)增加未來(lái)充電站的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。防洪排水狀況不好，會(huì)增加充電站被浸淹的風(fēng)險(xiǎn)。

4 潭村充電站設(shè)計(jì)與系統(tǒng)組成

隨著汽車充電市場(chǎng)的不斷升級(jí)和設(shè)備的更新變化，廣州新穗巴士有限公司潭村充電站采用的是基于集群網(wǎng)絡(luò)管理的電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)，整個(gè)充電站系統(tǒng)由三部分組成，第一部分是充電樁系統(tǒng)，第二部分是充電站系統(tǒng)，第三部分是后臺(tái)集群管理服務(wù)平臺(tái)。

4.1 充電樁基本參數(shù)和配置

采用落地式交直流一體化充電樁，方便快速充電，滿足白天電動(dòng)汽車需求，而交流慢充，可用于夜間電動(dòng)公交車充電。充電機(jī)單元功率120KW，可實(shí)現(xiàn)快速充電，一樁兩充，達(dá)到普通電動(dòng)汽車充電時(shí)間45分鐘-1小時(shí)，電動(dòng)公交車3-4小時(shí)。搭載中央處理器單元。采用有線通訊方式（集中性的充電站，便于布線，降低成本）接入以太網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞，資訊廣告的功能。

4.2 充電站系統(tǒng)組成

充電站整體系統(tǒng)由三部分組成：電動(dòng)汽車充電樁、電池集中管理系統(tǒng)、充電管理服務(wù)平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)中心。

電動(dòng)汽車充電樁的控制電路主要由嵌入式處理器完成，用戶可通過(guò)掃碼刷卡等方式登錄、進(jìn)行余額查詢、充電消費(fèi)等服務(wù)，也可提供語(yǔ)音輸出接口，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音交互。用戶可根據(jù)液晶顯示屏指示選擇4種充電模式：包括按時(shí)計(jì)費(fèi)充電、按電量充電、自動(dòng)充滿、按里程充電等。電動(dòng)汽車充電機(jī)控制器與集中管理系統(tǒng)利用 CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，中間管理系統(tǒng)與服務(wù)器平臺(tái)利用有線互聯(lián)網(wǎng)或無(wú)線GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，為了安全起見(jiàn)，電量計(jì)費(fèi)和金額數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)安全加密。

4.3 充電管理服務(wù)平臺(tái)

總部設(shè)置充電管理服務(wù)平臺(tái)，對(duì)各個(gè)充電樁的狀態(tài)信息進(jìn)行統(tǒng)一管理和監(jiān)控；對(duì)用戶信息進(jìn)行統(tǒng)一收集和統(tǒng)計(jì)；計(jì)費(fèi)管理和費(fèi)用統(tǒng)計(jì)；客戶服務(wù)平臺(tái)運(yùn)營(yíng)；做好相關(guān)合作商戶廣告信息編輯和推廣。

5 總結(jié)

現(xiàn)在國(guó)家政府正在大力發(fā)展新能源汽車，電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展迅速，尤其作為公交行業(yè)的公共交通工具，國(guó)家政策大力扶持。而且新能源的發(fā)展確實(shí)有利益社會(huì)環(huán)境的改善，而隨著電動(dòng)車保有量增加，配套設(shè)施充電站卻未滿足人們的需求。

[1] 張景來(lái),宮一洧.純電動(dòng)公交車推廣的綜合效益與可行性分析[J].環(huán)境污染與防治,2015,37(11):106-110.

[2] 王芳芳.多等級(jí)純電動(dòng)公交充電站選址問(wèn)題研究[D].北京交通大學(xué),2014.

[3] 張又偉.基于學(xué)習(xí)算法的公交電動(dòng)汽車故障診斷模型及應(yīng)用研究[D].北京交通大學(xué),2007.