淺談公交電動化及充電設(shè)施建設(shè)的推廣應(yīng)用

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，新能源汽車純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產(chǎn)銷量將超過500萬輛。而廣州作為連續(xù)六年來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)會議審議并原則通過了《廣州市推進公交電動化工作方案》,《方案》提出，從2017年起，新增及更新的公交車 100%推廣使用純電動車，力爭在2018年底前實現(xiàn)公交電動化，并從車輛采購?fù)斗?、充電樁建設(shè)、財政補貼、車輛技術(shù)保障等方面提出了相關(guān)措施。

2 國內(nèi)充電站發(fā)展現(xiàn)狀

由我國能源部門提出的關(guān)于電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南（2015-2020年）可以看出，我國為了應(yīng)對公交、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，并結(jié)合我國新能源汽車推廣規(guī)劃與相關(guān)政策的頒布，預(yù)計到 2020年，集中式充電站將增長超過1.2萬座，而分散式的充電樁則將增加超過480萬個左右，而這是為了滿足全國規(guī)劃500萬輛電動汽車的充電需求，假如按照充電站 300萬元/座計算，充電樁8.28萬元/座計算，未來四年的新能源汽車充電站的市場規(guī)模將達到千億級，而充電樁的市場規(guī)模則能達到六百億級。

3 充電站建設(shè)的影響因素

3.1 考慮交通的影響

電動汽車充電站選址時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，則會在一定程度上提高電動汽車進站的便利性，進而增加充電量；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?shù)刂匾慕煌屑~，則區(qū)外的過往車輛也會比較多，如果充電站所在區(qū)域交通相對閉塞，則過往的區(qū)外車輛會比較少。車道數(shù)量越多，重要性越大，道路通暢程度越好，則該站點的交通便利性越高，該站點用于建設(shè)電動汽車充電站的價值越大。

3.2 考慮建設(shè)成本的影響

電動汽車充電站建設(shè)前期需要投入一定的資金，充電站建設(shè)前期階段需要進行土地預(yù)審、可行性分析、環(huán)境評價、地震等地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測、水土保持評估、文物勘測等；前期的工作完成之后，需要委托勘察設(shè)計單位對電動汽車充電站建設(shè)項目進行勘查作業(yè)及施工圖紙的設(shè)計，形成勘察文件、概預(yù)算報告，這類工作支出的費用形成了充電站建設(shè)的勘察設(shè)計費；充電站建設(shè)前期購置設(shè)備需要支出的設(shè)備購置費，建設(shè)過程中投入的建筑工程費和安裝工程費以及其他費用等統(tǒng)一構(gòu)成了充電站建設(shè)的預(yù)算費用。

3.3 考慮電網(wǎng)的要求

電動汽車充電站在選址時需要考慮對電網(wǎng)的安全性以及電量負荷等影響，因為選擇了電動汽車充電站的地址后，該地區(qū)就將新增一個巨大的充電負荷，巨大的充電負荷會給電網(wǎng)的安全運行帶來影響。輸配電網(wǎng)的穩(wěn)定性是電動汽車充電站選址時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，同時也可以減小各項成本費用，對未來充電站的運營維護也更加便利。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。在對充電站進行選址時，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)，同時會增加未來充電站的運行風險。防洪排水狀況不好，會增加充電站被浸淹的風險。

4 潭村充電站設(shè)計與系統(tǒng)組成

隨著汽車充電市場的不斷升級和設(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)管理的電動汽車充電系統(tǒng)，整個充電站系統(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)，第三部分是后臺集群管理服務(wù)平臺。

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，滿足白天電動汽車需求，而交流慢充，可用于夜間電動公交車充電。充電機單元功率120KW，可實現(xiàn)快速充電，一樁兩充，達到普通電動汽車充電時間45分鐘-1小時，電動公交車3-4小時。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：電動汽車充電樁、電池集中管理系統(tǒng)、充電管理服務(wù)平臺和數(shù)據(jù)庫中心。

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

4.3 充電管理服務(wù)平臺

總部設(shè)置充電管理服務(wù)平臺，對各個充電樁的狀態(tài)信息進行統(tǒng)一管理和監(jiān)控；對用戶信息進行統(tǒng)一收集和統(tǒng)計；計費管理和費用統(tǒng)計；客戶服務(wù)平臺運營；做好相關(guān)合作商戶廣告信息編輯和推廣。

5 總結(jié)

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

[1] 張景來,宮一洧.純電動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.多等級純電動公交充電站選址問題研究[D].北京交通大學,2014.

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