汽车充电桩建设项目可行性研究报告.docx
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汽车充电桩建设项目可行性研究报告
汽车充电桩建设项目可行性研究报告
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目 录
第一章概 述
1.1项目建设的背景
进入21世纪以来，随着已探明的石油储量越来越少，以及汽车尾气排放对环境污染的严重性被大家所认识，对洁净新能源汽车的呼声逐渐高了起来，由此，氢动力汽车和电动汽车应运而生。
尤其是近几年，蓄电池技术已取得极大突破，充电汽车的广泛使用已由设想逐渐变为现实。
在中国电动汽车充电站的发展是必然的，抢占先机也是企业的制胜之道。
在目前的情况下，国家虽有大力倡导，各企业又蠢蠢欲动，但电动汽车走入寻常百姓家不是短期内容易做到的。
国家政策可以给（购车补偿、上路等），而电动汽车充电站网则无法短期建，主要原因是给电动汽车快速充电需要瞬时强大的功率电力，常规电网无法满足，必须要建专用充电网络，这涉及整个国家电网改造，国家电网大改造不是小事，耗资巨大，从讨论、立项到成网，非一朝一夕能实现。
能较好的解决快速充电问题的方案是-换电站-利用给汽车更换电池的方法代替漫长的充电过程。
一辆汽车需要配备两块电池，当一块电池用完后自动切换到另一块，此时可到换电站将用完的电池换下，装上满电的电池。
而换下的电池由电站统一充电和维护，前提是充电站要有相当数量的备用电池。
这个方法优点是快速，用户换完电池就可以上路，比加油都快。
用这种方法再加上停车场充电桩等辅助手段，相信电动汽车的普及就近在眼前。
1.2国内外发展现状
修建充电站和小型充电桩等设施，也可以把现有一些分布过密的加油站改建成充电站。
这种充电站外形类似加油站，但投资成本仅为普通加油站的10%，并且安全要求比加油站低。
日本
在日本，与各汽车厂商产生密切伙伴关系的是日本最大电力公司东电。
不久前，它成功开发大型快速充电器，使得充电时间大大缩短，进一步提高了日本普及使用电动车的可能性。
东电指出，每10分钟完整充电，所能行驶的路程是60公里。
为了方便驾驶人上街时也能充电，就必须通过一项大型的基础设备建设工程来推动。
与此同时，东电也宣布基于“环保”、“经济”等考虑，将引进3000辆电动车作为营业、服务用途。
每设立一个充电器所需费用是400万日元。
该公司准备在日本的超市停车场、便利店及邮政局等公共场所内陆续建设充电器设备。
使得人们在下车购物，办事时就可让汽车补充电源。
日本汽车业界认为，电动车适合都市型驾驶，预计只要充电基础设备齐全，很快就会被一般消费者接受。
欧洲
法国资助电动汽车及其零部件长期创新，以法国电力公司为主导电力公司每年编制1.1亿以上法郎预算（占该公司营业收入0.05%），投入电池、充电器的研发，在巴黎设有几百个充电器，凡重要停车场都设有充电器，配置电动汽车充电的专用插头。
德国也规划在5年内免除电动汽车税及重量税；企业研制电动汽车可享受5年免税大部分充电站（68%）完全免费，少部分收取充电费或停车费。
中国
2009年4月，日产汽车与中国工信部建成合作关系。
日产汽车将为工信部提供电动汽车发展的相关信息，制定包括电池充电网络建立和维护、促进电动汽车大规模使用的综合规划。
武汉将成为日产汽车在国内推行其零排放汽车计划的首个试点，今后武汉必须沿用日产的标准，这将确立日产在电动车竞争中的主导地位。
2009年7月14日据深圳传来的消息，未来该市可能会采购比亚迪30辆双模电动车作为出租车。
根据此前比亚迪的介绍，这款F3双模电动车的百公里耗电为16度，大约为9元。
比亚迪一位负责人士表示，比亚迪已经在深圳建设一批充电桩来解决电动车充电难题，但是范围只限于深圳主城区附近。
安徽省地方性政策也指出，未来城市新增公交车和出租车一律购买安徽省产混合动力汽车和纯电动汽车，对符合机动车运行安全技术条件的新能源汽车实行登记管理，减免新能源汽车的各种税费，对电动汽车充电站建设用地和配套资金给予支持。
目前，国家电网公司已经发文，明确支持在上海、北京、天津等大城市加快电动汽车充电站建设。
在几大城市的首批充电站建成后，将成为‘示范运行’的纯电动汽车补充电力的基站。
而要在全国范围内大规模建设电动汽车充电站网络，则尚需国家发改委等政府部门的批准。
一、纯电动汽车距离大规模推广还有距离
纯电动汽车还有许多技术难题有待解决。
首先，是纯电动汽车的续航里程。
专家认为：
众泰汽车的最高车速和百公里耗电量都是可性的，不过300公里的续航里程，可能只是理论计算或者以30-40公里/小时的车速匀速行驶时达到的指标，在实际工况中，纯电动车很难达到300公里的续航里程。
而短距离的续航里程给许多车主带来很多不便，极大地限制了纯电动汽车的推广。
其次，纯电动汽车的充电也是一个问题。
目前纯电动汽车充电时间一般需要7-8小时。
虽然有的蓄电池可以实现短时间内充电，不过这极大地缩短了电池的使用寿命。
而如此漫长的充电时间也成为也会阻碍电动车被大众接受。
而国内配套的基础设施还很欠缺。
如果要推广纯电动汽车，就需要大量的充电站，如同现在的加油站一样能使汽车方便地充电。
最后，目前电池的寿命、成本也是产业化的一个阻碍。
二、目前公交车是纯电动汽车发展的一个方向
由于公交车线路固定、管理统一、车速不高的特点，使其成为纯电动汽车推广的一个很好的平台。
一方面，公交车线路固定，这样就可以控制公交车的行驶里程在蓄电池的续航里程内。
而公交车又能统一管理，可以在晚上集中给公交车充电。
这样可以解决纯电动车续航里程和充电不便的问题。
另一方面，由于公交车的车速不高，蓄电池的性能可以满足其动力性的要求。
同时，像短途固定的出租车也可以成为纯电动汽车推广的对象。
三、电动车发展的前景
纯电动汽车具有不少优点。
由于纯电动比传统汽车环保，而且纯电动汽车的控制其实比混合动力汽车要简单。
混合动力汽车一方面需要控制发动机，另一方面需要控制电池、电机，并且使电机和发动机的工作很好地匹配，技术难度很高，相比之下，纯电动汽车需要的电机转矩、功率控制要简单些，同时电机的响应速度也更快。
目前主要要解决的还是电池的问题，要提高电池的寿命、提高续航里程同时降低成本。
电池的管理和报废回收也是要考虑的。
同济大学教授建议未来可以让车主在充电站通过换一个蓄电池的方式进行电能的补充，这样车主不需要等待充电的时间，方便快捷，而充电站也实现蓄电池的统一充电和管理，对提高电池寿命和方便旧电池的回收都是一个很好的解决方案。
随着电池的性能进一步提高以及配套设施和管理方案的完善，纯电动汽车还是有很广阔的发展前景。
2014年6月27日《北京市电动汽车推广应用行动计划（2014－2017年）》27日在京发布。
按照计划，北京将加快公共场所快速充电桩建设，到2017年全市将有10000个快速充电桩亮相公共停车场等场所。
北京计划建设10000个电动汽车快速充电桩将主要集中在公共停车场、交通枢纽停车场（含P+R）、大型商超停车场、高速公路服务区、电动汽车专业营销（4S）店、具备条件的加油站等地，为电动汽车出行提供便利。
第二章 控规中的电动汽车充换电站布局与选址
2.1工作步骤
控制性详细规划中充换电站选址规划的工作步骤为：
明确充换电站形式计算充换电站规划规模、充换电站总体布局、落实充换电站选址。
2.2明确充换电站形式
电动汽车充换电站的形式有：
充电站、换电站、充换综合站。
在控制性详细规划中进行充换电站选址,首先应确定充换电站形式。
充电站对应的是整车快速充电,这种形式的优点是易于实施;缺点是充电时间较长,且对电池产生不利影响。
换电站对应的是电池更换,这种形式的优点是换电时间较短,电池集中充电便于维护;缺点是电池标准的统一尚需时日,实施起来困难较大。
充换电站则兼顾整车快速充电和电池更换两种形式,在电动汽车发展的初期阶段不失为较好的方式。
今后,随着电动汽车的逐步发展可通过内部改造,逐步增加换电的比例。
2.3计算充换电站规划规模
电动汽车充换电站的规划规模包括,单个站的规模和充换电站数量。
2.3.1单个充换电站的规模
序号
设计规模
配电系统
土建指标（平米）
1
4台充电机（2台DC700V/2OOA大型、2台DC5OOV/2OOA中型）、室内1单元大车换电
2回10KW同时供电,主变2*1600kVA,10kV采用线变组接线;0.4kV采用单母线分段接线,设联络开关
建设用地2932,
建筑面积858,
顶棚面积924
2
4台充电机（2台DC700V/2OOA大型、2台DC5OOV/2OOA中型）、室外1车位大车换电
2回10kV同时供电,主变2*1250kVA,10kV采用线变组接线;0.4kV采用单母线分段接线,设联络开关
建设用地2164,
建筑面积549,
顶棚面积1157
3
4台充电机（2台DC700V/2OOA大型、2台DC5OOV/2OOA中型）、室外2车位小车换电
2回1OkV同时供电,主变2*1000kVA,10kV采用线变组接线;0.4kV采用单母线分段接线,设联络开关
建设用地2272,
建筑面积557,
顶棚面积1227。
在控制性详细规划中,应根据规划区功能定位、电动汽车发展阶段、用地布局规划等实际情况选择充换电站规模。
考虑到大多数地区电动汽车仍以公共事业用车为主,车型以大车为主,一般结合用地布局在1和2中选择。
2.4充换电站数量的计算
充换电站数量的计算采用以下计算路线:
2.4.1纯电动汽车保有量计算
广义的电动汽车主要可以分为三种类型:
混合动力电动汽车,纯电动汽车和燃料电池电动汽车。
充换电站的主要服务对象是纯电动的汽车,纯电动汽车保有量直接决定了充换电站的需求量。
纯电动汽车保有量的计算过程为:
首先根据机动车保有量细分出汽车保有量（一般这类数据取自地区综合交通规划）;其次依据《节能与新能源汽车发展规划（2011一2020）》中新能源汽车的发展目标比例,预测地区新能源汽车保有量;最后,分析地区功能定位、汽车行业特点以及电动汽车发展趋势,预测纯电动汽车的保有量。
为了便于计算,建议将大型、中型汽车按电池容量折算成小型电动汽车。
结合国内目前动力电池的相关数据,一般大型车的电池组数量为10组,中型车的电池组数量为4组,小型车的电池组数量为2组。
因此,大型电动车与电动小汽车的换算比例为5,中型电动车与电动小汽车的换算例为2。
2.4.2充换电日需求量计算
2.4.2.1充换电日需求总量
充换电日需求总量与汽车单次充换电容量、单次充换电续驶里程以及日平均行驶里程等因素相关。
定义电动汽车充换电站总充电需求为变量X（单位为千瓦时）则根据上述分析,电动汽车充换电站总充电需求应满足地区电动汽车用电总量的需求,因此地区电动汽车每天的用电需求总量可表示为:
X=Q*C*N,N=L/S
式中:
Q一一区域内标准电动小汽车保有量,辆;
C一一平均每辆标准小汽车每次充电容量,千瓦时/（辆*次）;
N一一充电次数,次;
L一一每辆电动汽车日平均行驶里程,千米;
S一一单次充电平均续驶里程,千米。
上述公式中,L每辆电动汽车日平均行驶里程,一般跟城市的功能布局、城市交通布局等有关,一般可在城市综合交通规划中找到这一数据。
C和L的取值均和电动汽车电池的发展水平相关。
2.4.2.2使用充换电站日需求量
电动汽车每天的用电需求总量得出后,通过分析各类电动汽车使用充换电站的概率可以得出使用充换电站日需求量。
大型车:
以公交车为主,由于起终点位置和停放时间相对确定,可充分利用停靠的时间进行充电。
因此,可以依托现状及规划的公交场站、公交首末站建立充换电站提供充电服务。
大型车电池容量大并且有专门停车场站,因此大型车基本不采用交流充电桩。
建议大型车使用充换电站的概率按1.0考虑。
中型车:
以企业用车、工程用车为主,建议采用整车充电方式。
这是由于行驶里程和路径可预估,可充分利用夜间停运时段进行充电,满足下一次的行驶里程需要。
企业用车一般可充分利用企业的固定停车场建立充电桩,主要利用夜间谷电充电,使用充换电站的概率按0.9考虑。
小型车:
包括私家车、出租车,数量以私家车为主,其具体的情况如下:
私家车出行目的以上下班、体闲娱乐为主,停放时间和位置相对确定,平均行驶里程较短,可充分利用停靠的时间进行充电,因此,可以依托停车场所,建立简易充电设施提供充电服务,这样,不用兴建大规模的集中充换电站,可以大大降低成本。
结合相关研究,本次考虑私家车80%的需求通过晚上在小区停车场内设置的交流充电桩解决,20%的需求通过规划的充换电站解决,即私家车使用充换电站的概率为0.2。
出租车出行目的以运营为主,平均行驶里程较长,白天基本无停驶时间,需要及时快速补充电能,尽量增加运营时间,获得更大的经济效益。
因此其充电方式因以快速充电或换电池为主,因此其需求主要通过建立充换电站或电池更换点进行解决,提高运营效率。
考虑出租车10cy0的需求通过晚上在小区停车场内设置的充电桩解决,90%的需求通过规划的充换电站解决,使用充换电站的概率按0.9考虑。
综合考虑各自的权重,本次规划中小型车使用充换电站的概率按0.2考虑。
考虑不同车辆对充换电站使用需求的不同,假定大、中、小型电动汽车使用充换电站的概率分别定为1、0.9、0.2.
2.4.3充换电站规划数量
充换电日需求量得出后,只需计算单的充换电站服务能力即可算出充换电站规划数量。
单的充换电站服务能力是由充换电容量乘以合适的服务水平V/C得出.
2.5充换电站总体布局
充换电站规划数量确定后,下一步就是将充换电站合理布局。
充换电站的布局主要应遵循以下原则:
电动汽车充换电站选址应满足《国家电网公司充电设施建设指导意见》,并按照“加快步伐,实用优先,合理布点,内外兼顾”的原则选择站点.
2.5.1与交通密度和充电需求的分布相匹配
区域的电动汽车交通密度越大,说明在区域内运行的电动汽车数量越大,从而对充换电站点的需求也会越大。
充电需求是指一定数量的电动汽车在特定时间和特定地点对充电的需求。
充电需求和交通密度密切相关,但又受到电动汽车的运行方式的制约。
例如,对于电动公交车来说,其起（终）点站为其充电需求区域,会增加其运营线路上的电动汽车交通密度;企业班车以企业所在地为其充电需求区域,会增加其行驶线路上的电动汽车交通密度。
充换电站网点数量控制应考虑与充电需求的分布尽可能保持一致,应与各区域的电动汽车交通密度成正比。
2.5.2应满足充换电站服务半径要求
电动汽车充换电站的分布可以参考建设部《城市道路交通规划设计规范》中的加油站服务半径规定,结合电动汽车自身的运行特点、电动汽车电池的续驶能力以及各区域的计算服务半径按实际需要设定。
由于各交通区域的交通密度不一样,反映至充换电站网点密度的服务半径也各不相同。
2.5.3方便用户,合理布设
充换电站的主要功能就是向各类用户提供及时快速高质量的充电服务,用户的需求就是充换电站工作的目标,为实现目标,很大程度取决于充换电站的网络布局,只有充换电站网络结构合理、完善,适应用户的要求,才能实现这一目标。
如公共交通充换电站尽量依据公交线路、公交场站进行布置。
2.5.4充换电站的设置应充分考虑本区域的输配电网现状
电动汽车充换电站运营时需要高功率的电力供应支撑,在进行充换电站布局规划时,应与电力供应部门协调,将充换电站建设规划纳入城市电网规划中。
将充换电站布局规划纳入到城市电网规划中,可以提高充换电站电能供应的安全性和稳定性,为充换电站运营提供可靠的电力供应保障。
同时充换电站的布局也应充分考虑地区电力负荷特性,考虑其所在配网运行特点和配电容量。
2.6落实充换电站选址
充换电站选址的一般原则:
应符合城镇规划、环境保护的要求,并选择交通便利的地方;
宜靠近城市道路,不宜选在城市干道的交叉路口和交通繁忙路段;
应与城市中低压配电网规划和建设密切结合,满足供电可靠性;
应满足环境保护和消防安全的要求;
不应靠近有潜在火灾或爆炸危险的地方;
不应设在有剧烈震动或高温的场所;
供公交电动汽车使用的专用充换电站宜设在公共汽车枢纽站、专用停车场内。
2.7需要注意的几个问题
2.7.1充换电站不宜与加油加气站合建
充换电站不宜与加油加气站合建的原因有:
根据充换电站选址原则,充换电站不应靠近有潜在火灾或爆炸危险的地方;充换电站、加油加气站均对交通产生一定影响,若合建对交通的不利影响将会累加,加大了交通堵塞的可能。
2.7.2充换电站地块面积
充换电站的地块面积除了包含典型设计中的占地面积,还应考虑建筑退让、消防通道、以及电动汽车进出通道。
大型电动汽车的进出通道还需考虑转弯半径的问题。
2.7.3充换电站不宜选在道路交叉口
1.充换电站不宜选在道路交叉口的原因主要是考虑机动车出入口与道路交叉口的距离要求。
目前充换站电机动车出入口与道路交叉口的距离尚无明确要求。
规划选址时可参考以下规范:
2.《中华人民共和国国家标准民用建筑设计通则》规定了民用建筑的机动车出入口与主要道路交叉口距离不小于70米。
3.一些城市的规划管理条例中细化了民用建筑的机动车出入口与各级道路交叉口的最小距离。
《汽车加油加气站设计与施工规范》中规定:
加油加气站机动车出入口应优先考虑在基地周边等级最低的道路上安排,如需在不同等级的道路上开设多个机动车出入口的,应根据周边道路等级,按从低到高的顺序安排;未设有辅道或永久性中央分隔带的城市道路交叉口,沿路缘线转角切点位置向主干路方向延伸10米范围、向次干路方向延伸60米范围,向支路延伸30米范围,立交桥与连接道路相交点向连接道方向延伸250米范围内,不应开设机动车出入口;出入口距离人行天桥、地下通道及立交匝道出入口应大于50米。
第三章电动汽车充换电站设计建设方案
3.1术语和定义
交流充电桩（ACchargespots）：
指固定在地面，采用传导方式为具有车载充电机的电动汽车提供交流电能，提供人机操作界面及交流充电接口，并具备相应测控保护功能的专用装置。
非车载充电机（off-boardcharger）：
指采用传导方式将电网交流电能变换为直流电能，为电动汽车动力电池充电，提供人机操作界面及直流接口，并具备相应测控保护功能的专用装置。
非车载充电机主要由交直流变换和直流输出控制两部分构成，分为一体式和分体式两种。
一体式充电机（integratedcharger）：
指交直流变换和直流输出控制两部分结合成一体的非车载充电机。
分体式充电机（splitcharger）：
指交直流变换和直流输出控制两部分分立组成的非车载充电机，它们之间通过电缆连接组成一套完整的充电机。
整流柜（rectifiercabinet）：
指分体式充电机中完成交直流变换的部分，一般以标准机柜形式提供。
直流充电桩（DCchargespots）：
是分体式充电机的一部分，固定在地面，提供人机操作界面及直流输出接口的装置。
电池管理系统（BMS，batterymanagementsystem）：
监视蓄电池的状态（温度、电压、荷电状态），对蓄电池系统充电、放电过程进行有效管理，保证电池安全运行的电子装置。
3．2设计依据
以《国家电网公司电动汽车充电设施建设指导意见》和《国家电网公司电动汽车充电设施典型设计》为指导，以电动车辆国家标准、国家电网公司充电站相关的6项行业标准等技术规范文件为建设依据,以电动汽车市场需求发展为导向，采用模块化设计方法，充分体现系统扩展性和开放性。
以标准化、通用化为工程实施原则，为今后充电机推广使用奠定基础。
本设计主要参照以下标准规范：
电动汽车相关技术标准：
GB50156-2002《汽车加油加气站设计与施工规范》
GB/T18487.1-2001《电动车辆传导充电系统一般要求》
GB/T18487.2-2001《电动车辆传导充电系统电动车辆与交流/直流电源的连接要求》
GB/T19596-2004《电动汽车术语》
GB/T20234-2006《电动汽车传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆插孔通用要求》
QC/T743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》
Q/GDW233-2009《电动汽车非车载充电机通用技术要求》
Q/GDW234-2009《电动汽车非车载充电机电气接口规范》
Q/GDW236-2009《电动汽车充电站通用要求》
Q/GDW237-2009《电动汽车充电站布置设计导则》
Q/GDW238-2009《电动汽车充电站供电系统规范》
YD/T1436-2006《室外型通信电源系统》
GB50052-95《供配电系统设计规范》
GB50053-94《10kV以下变电所设计规范》
GB50054-95《低压配电设计规范》；
GB50055-93《通用用电设备配电设计规范》
GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》
GB12326-2000《电能质量电压波动和闪变》
GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》
GB/T17215.322-2008《静止式有功电能表0.2S级和0.5S级》
SDJ6-83《继电保护和安全自动装置技术规程》
DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》
DL/T856-2004《电力用直流电源监控装置》
JB/T5777.4-2000《电力系统直流电源设备通用技术条件及安全要求》
JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》
《电力系统继电保护规定汇编》（第二版）
土建技术规范：
GB50003-2001《砌体结构设计规范》
GB50007-2002《地基基础设计规范》
GB50009-2001《建筑结构荷载规范》
GB50011-2001《建筑抗震设计规范》
GB50016-2006《建筑设计防火规范》
GB50017-2003《钢结构设计规范》
GB50034-2004《建筑照明设计标准》
GB50037-96《建筑地面设计规范》
GB50345-2004《屋面工程技术规范》
GB50057-1994《建筑物防雷设计规范》
GB50067-97《汽车库，修车库，停车场设计防火规范》
GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》
GB50300-2001《建筑工程施工质量验收统一标准》
GB50303-2002《建筑电气工程施工质量验收规范》
JGJ50-2001《城市道路和建筑物无障碍设计规范》
JGJ100-98《汽车库建筑设计规范》
给排水设计规范：
GB50013-2006《室外给水设计规范》
GB50014-2006《室外排水设计规范》
GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》
GB50084-2001《自动喷水灭火系统设计规范》
GB/T50106-2001《给水排水制图标准》
监控系统：
IEC60870《远动设备及系统》
IEC61850《变电站通信网络和系统》
IEC61968《配网管理系统接口》
GB2887-2000《计算机场地技术条件》
GB/T13729-2002《远动终端通用技术条件》
DL451-91《循环式远动规约》
《配电系统自动化规划设计导则》（试行）
《配电自动化及管理系统功能
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