来源: 搜狐博客 > 陈秋东——VC投资兼锂电咨询
4.2 快速充电
⑴ 概念
常规蓄电池的充电方法一般时间较长，给实际使用带来许多不便。快速充电电池的出现，为纯电动汽车的商业化提供了技术支持。
快速充电又称应急充电，是以较大电流短时间在电动汽车停车的20分钟至2小时内，为其提供短时充电服务，一般充电电流为150～400A。
⑵ 优缺点
快速充电模式的优点为：
由于充电在短时间内（约为10-15分钟）就能使电池储电量达到80%－90%，与加油时间相仿，因此，建设相应充电站时可不配备大面积停车场。
但是，相对常规充电模式，快速充电也存在一定的缺点：
⑶ 适用范围
这种充电模式适用情况为：
4.3 机械充电
⑴ 概念
即电池组快速更换系统。通过直接更换电动汽车的电池组来达到为其充电的目的。由于电池组重量较大，更换电池的专业化要求较强，需配备专业人员借助专业机械 来快速完成电池的更换、充电和维护。
⑵ 优缺点
采用这种模式，具有如下优点：
⑶ 适用范围
这种模式适用条件为：
综上所述，以上3种充电模式各有自身的特点和适用范围。因此，在应用中，可以将上述3种方法进行有机结合，以达到实际的行驶要求。
五、充电站的建设
充电站中可为电动汽车提供充电服务的基础设施包括独立设施和独立设备。独立设施是指拥有数目较多且位置相对集中的充电终端，由专人专营的充电服务中心，类似目前的汽车加油站。独立设备是充电终端位置相对分散，兼作泊车用途的充电服务点，如居民小区、社会停车场等处安装的充电设备。
充电站的建设包括充电站的外部接入、内部布局、资金投入等内容。本文主要对充电站的电能外部接入、资金投入等问题进行了研究。
5.1充电站外部接入方式的影响因素
充电站的外部接入方式受到许多因素的影响，包括供电可靠性、建设规模、建设成本等。
(1) 供电可靠性要求
供电可靠性是指供电系统持续供电的能力，是考核供电系统电能质量的重要指标。反映了电力工业对国民经济电能需求的满足程度，已经成为衡量一个国家经济发达程度的标准之一。充电站的外部接入在电力安全方面应满足供电可靠性要求。
(2) 建设规模
电动汽车充电站的建设规模是指充电站的占地面积、电力负荷容量、电压等级、站内充电机的型号数量等。这些因素直接影响到外部接入的电力设备选型。充电站建 设规模越大，对外部接入的要求也越高。
(3)建设成本
电动汽车充电站的建设成本是指充电站在投入使用前的所有建设费用和投入的总和。其中，电力外部接入建设费用占有一定的比例。在保障供电运行可靠性和灵活性要求的基础之上，充电站的外部接入应选建设成本低、经济性好的电气接线方式及配电设备。
5.2各类充电站的外部接入方式
⑴ 独立设施
独立充电设施包括多为商业运营，充电终端数目多，其停电影响比较大，可考虑由两回路电源供电，供电变压器亦应有两台(两台变压器不一定在同一变电所)。从供用电的安全可靠性及充电站投资成本两方面综合考虑，可采取双路高压电源进线单母线分段的外部接线方式。
⑵ 独立设备
对于独立充电设备，如居民小区停车场、社会停车场等处安装的电动汽车充电终端等，其供电可靠性要求要低于独立充电设施，并且从实际情况考虑，往往不具备条件新建专门的供电变压器等，只能利用原有的供电配套设施进行改造。必须根据充电设备安装点现有的负荷容量来考虑，包括谷电的负荷。具体方案应根据实际的供电设施、小区的建筑环境具体来确定。
5.3 充电站电力配套资金的投入
⑴ 常规充电
① 典型常规充电站的规模
根据目前电动汽车常规充电的数据数据，一般以同时给20~40辆电动汽车充电来配置一个充电站，这种配置是考虑充分利用晚间谷电进行充电，缺点是充电设备利用率低。在高峰时也考虑充电，则可以60~80辆电动来配制一个充电站，缺点是充电成本上升，增加高峰负荷。
② 充电站电力配套的典型配置（前提充电柜具有谐波等处理功能）
a方案：
建造配电站设计2路10KV电缆进线（配3*70mm电缆），2台500KVA变压器，24路380V出线。其中二路为快速充电专用出线（配 4*120mm电缆、50M长、4回路），二路为机械充电或备用出线，其余为常规充电出线（配4*70mm电缆、50M长、20回路）
b方案：
设计2路10KV电缆线（配3*70mm电缆），设置2台500KVA用户箱变，每台箱变配4路380V出线（配4*240mm电缆、20M长、8回路），每路出线设置一台4回路电缆分支箱向充电柜供电（配4*70mm电缆、50M长、24回路）。
⑵ 快速充电
① 典型快速充电站的规模
根据目前电动汽车快速充电的数据数据，一般以同时向8辆电动汽车充电来配置一个充电站。
② 充电站电力配套的典型配置
a方案、建造配电站设计2路10KV电缆进线（配3*70mm电缆），2台500KVA变压器，10路380V出线（配4*120mm电缆、50M长、10回路）。
b方案、设计2路10KV电缆线（配3*70mm电缆），设置2台500KVA用户箱变，每台箱变配4路380V出线，供充电站（配4*120mm电缆、 50M长、8回路）。
⑶ 机械充电
① 机械充电站的规模
小型机械充电站可以结合常规充电站建设同时考虑，可以根据需要选择更大容量的变压器。大型机械充电站一般以80~100组充电电池同时充电配置一个大型机械充电站，主要适用于出租车行业或电池租赁行业，一天不间断充可以完成对400组电池的充电。
② 充电站电力配套的典型配置（大型机械充电站）
配电站2路10KV电缆进线）（配3*240mm电缆），2台1600KVA变压器， 10路380V出线（配4*240mm电缆、50M长、10回路）。
⑷ 携带型充电
① 别墅
具备三相四线表计，独立的停车库，可以利用已有的住宅供电设施，从住宅配电箱专门放一路10mm2或16mm2的线路至车库的专用插座，来提供携带型充电电源。
② 一般住宅
具有固定的集中停车库，一般要求地下停车库（充电安全考虑），可以利用小区原有的供电配套设施进行改造，必须根据小区已有的负荷容量来考虑，包括谷电的负荷。具体方案应根据小区的供电设施、方案以及小区的建筑环境具体来确定。
六、结束语
本文对电动汽车充电系统建设的影响因素进行了初步分析，总结出电动汽车充电技术发展的几大趋势，然后分析了 常规充电、快速充电、机械充电这三种主要充电模式各自的优点、缺点以及适用范围。最后，根据充电站的类型、规模等各方面综合规划，给出了几种可供选择的电能外部接入方式。
电动汽车是未来新能源汽车的主要发展方向，而充电体系的建立是其发展的前提和基础。本文希望通过对电动汽车充电方式及充电站建设的研究，对电动汽车充电体 系进行初步探讨，为将来电网企业参与电动汽车充电体系建设提供思路和理论基础。
4.2 快速充电
⑴ 概念
常规蓄电池的充电方法一般时间较长，给实际使用带来许多不便。快速充电电池的出现，为纯电动汽车的商业化提供了技术支持。
快速充电又称应急充电，是以较大电流短时间在电动汽车停车的20分钟至2小时内，为其提供短时充电服务，一般充电电流为150～400A。
⑵ 优缺点
快速充电模式的优点为：
- * 充电时间短；
- * 充电电池寿命长（可充电2000次以上）；
- * 没有记忆性，可以大容量充电及放电，在几分钟内就可充70%～80%的电；
由于充电在短时间内（约为10-15分钟）就能使电池储电量达到80%－90%，与加油时间相仿，因此，建设相应充电站时可不配备大面积停车场。
但是，相对常规充电模式，快速充电也存在一定的缺点：
- * 充电器充电效率较低，且相应的工作和安装成本较高；
- * 由于采用快速充电，充电电流大，这就对充电技术方法以及充电的安全性提出了更高的要求，同时计量收费设计也需特别考虑。
⑶ 适用范围
这种充电模式适用情况为：
- * 电动汽车续驶里程适中，即在车辆运行的间隙进行快速补充电，来满足运营需要；
- * 由于相应的大电流需求可能会对公用电网产生有害的影响，因而快速充电模式只适用于专用的充电站。
4.3 机械充电
⑴ 概念
即电池组快速更换系统。通过直接更换电动汽车的电池组来达到为其充电的目的。由于电池组重量较大，更换电池的专业化要求较强，需配备专业人员借助专业机械 来快速完成电池的更换、充电和维护。
⑵ 优缺点
采用这种模式，具有如下优点：
- * 电动汽车用户可租用充满电的蓄电池，更换已经耗尽的蓄电池，有利于提高车辆使用效率，也提高了用户使用的方便性和快捷性；
- * 对更换下来的蓄电池可以利用低谷时段进行充电，降低了充电成本，提高了车辆运行经济性；
- * 从另一个侧面来看，也解决了充电时间乃至蓄存电荷量、电池质量、续驶里程长及价格等难题；
- *
可以及时发现电池组中单电池的问题，进行维修工作，对于电池的维护工作将具有积极意义，电池组放电深度的降低也将有利于提高电池的寿命。这种模式应用面临
的几个主要问题是：电池与电动汽车的标准化；电动汽车的设计改进、充电站的建设和管理，以及电池的流通管理等。
⑶ 适用范围
这种模式适用条件为：
- * 车辆电池组设计标准化和易更换；
- * 车辆运营中需要及时更换电池来满足运行，充电站中电池充电和车辆可实现专业化快速分开；
- * 由于电池组快速更换需要专业化进行，因而电池组快速更换模式只适用于专用的充电站。
综上所述，以上3种充电模式各有自身的特点和适用范围。因此，在应用中，可以将上述3种方法进行有机结合，以达到实际的行驶要求。
五、充电站的建设
充电站中可为电动汽车提供充电服务的基础设施包括独立设施和独立设备。独立设施是指拥有数目较多且位置相对集中的充电终端，由专人专营的充电服务中心，类似目前的汽车加油站。独立设备是充电终端位置相对分散，兼作泊车用途的充电服务点，如居民小区、社会停车场等处安装的充电设备。
充电站的建设包括充电站的外部接入、内部布局、资金投入等内容。本文主要对充电站的电能外部接入、资金投入等问题进行了研究。
5.1充电站外部接入方式的影响因素
充电站的外部接入方式受到许多因素的影响，包括供电可靠性、建设规模、建设成本等。
(1) 供电可靠性要求
供电可靠性是指供电系统持续供电的能力，是考核供电系统电能质量的重要指标。反映了电力工业对国民经济电能需求的满足程度，已经成为衡量一个国家经济发达程度的标准之一。充电站的外部接入在电力安全方面应满足供电可靠性要求。
(2) 建设规模
电动汽车充电站的建设规模是指充电站的占地面积、电力负荷容量、电压等级、站内充电机的型号数量等。这些因素直接影响到外部接入的电力设备选型。充电站建 设规模越大，对外部接入的要求也越高。
(3)建设成本
电动汽车充电站的建设成本是指充电站在投入使用前的所有建设费用和投入的总和。其中，电力外部接入建设费用占有一定的比例。在保障供电运行可靠性和灵活性要求的基础之上，充电站的外部接入应选建设成本低、经济性好的电气接线方式及配电设备。
5.2各类充电站的外部接入方式
⑴ 独立设施
独立充电设施包括多为商业运营，充电终端数目多，其停电影响比较大，可考虑由两回路电源供电，供电变压器亦应有两台(两台变压器不一定在同一变电所)。从供用电的安全可靠性及充电站投资成本两方面综合考虑，可采取双路高压电源进线单母线分段的外部接线方式。
⑵ 独立设备
对于独立充电设备，如居民小区停车场、社会停车场等处安装的电动汽车充电终端等，其供电可靠性要求要低于独立充电设施，并且从实际情况考虑，往往不具备条件新建专门的供电变压器等，只能利用原有的供电配套设施进行改造。必须根据充电设备安装点现有的负荷容量来考虑，包括谷电的负荷。具体方案应根据实际的供电设施、小区的建筑环境具体来确定。
5.3 充电站电力配套资金的投入
⑴ 常规充电
① 典型常规充电站的规模
根据目前电动汽车常规充电的数据数据，一般以同时给20~40辆电动汽车充电来配置一个充电站，这种配置是考虑充分利用晚间谷电进行充电，缺点是充电设备利用率低。在高峰时也考虑充电，则可以60~80辆电动来配制一个充电站，缺点是充电成本上升，增加高峰负荷。
② 充电站电力配套的典型配置（前提充电柜具有谐波等处理功能）
a方案：
建造配电站设计2路10KV电缆进线（配3*70mm电缆），2台500KVA变压器，24路380V出线。其中二路为快速充电专用出线（配 4*120mm电缆、50M长、4回路），二路为机械充电或备用出线，其余为常规充电出线（配4*70mm电缆、50M长、20回路）
b方案：
设计2路10KV电缆线（配3*70mm电缆），设置2台500KVA用户箱变，每台箱变配4路380V出线（配4*240mm电缆、20M长、8回路），每路出线设置一台4回路电缆分支箱向充电柜供电（配4*70mm电缆、50M长、24回路）。
⑵ 快速充电
① 典型快速充电站的规模
根据目前电动汽车快速充电的数据数据，一般以同时向8辆电动汽车充电来配置一个充电站。
② 充电站电力配套的典型配置
a方案、建造配电站设计2路10KV电缆进线（配3*70mm电缆），2台500KVA变压器，10路380V出线（配4*120mm电缆、50M长、10回路）。
b方案、设计2路10KV电缆线（配3*70mm电缆），设置2台500KVA用户箱变，每台箱变配4路380V出线，供充电站（配4*120mm电缆、 50M长、8回路）。
⑶ 机械充电
① 机械充电站的规模
小型机械充电站可以结合常规充电站建设同时考虑，可以根据需要选择更大容量的变压器。大型机械充电站一般以80~100组充电电池同时充电配置一个大型机械充电站，主要适用于出租车行业或电池租赁行业，一天不间断充可以完成对400组电池的充电。
② 充电站电力配套的典型配置（大型机械充电站）
配电站2路10KV电缆进线）（配3*240mm电缆），2台1600KVA变压器， 10路380V出线（配4*240mm电缆、50M长、10回路）。
⑷ 携带型充电
① 别墅
具备三相四线表计，独立的停车库，可以利用已有的住宅供电设施，从住宅配电箱专门放一路10mm2或16mm2的线路至车库的专用插座，来提供携带型充电电源。
② 一般住宅
具有固定的集中停车库，一般要求地下停车库（充电安全考虑），可以利用小区原有的供电配套设施进行改造，必须根据小区已有的负荷容量来考虑，包括谷电的负荷。具体方案应根据小区的供电设施、方案以及小区的建筑环境具体来确定。
六、结束语
本文对电动汽车充电系统建设的影响因素进行了初步分析，总结出电动汽车充电技术发展的几大趋势，然后分析了 常规充电、快速充电、机械充电这三种主要充电模式各自的优点、缺点以及适用范围。最后，根据充电站的类型、规模等各方面综合规划，给出了几种可供选择的电能外部接入方式。
电动汽车是未来新能源汽车的主要发展方向，而充电体系的建立是其发展的前提和基础。本文希望通过对电动汽车充电方式及充电站建设的研究，对电动汽车充电体 系进行初步探讨，为将来电网企业参与电动汽车充电体系建设提供思路和理论基础。
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