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1、论汽车充电站与CNG加气站LNG加气站加油站站合建建设方案摘 要：电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱 动车轮行驶的车辆。汽车充电站是为电动汽车进行充电的 场所。本文着重论述将汽车充电站与CNG加气站、LNG加气 站、加油站“四站合建”的建设方案。关键词：电动汽车；充电方式；充电设施；汽车充电 站；“四站合建”一.电动汽车及充电方式概述（一）电动汽车电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行 驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。电动汽车 的优点：它本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗 电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也 显著减少。由于电力可以从多种一次能源获得，
2、如煤、核 能、水力、风力等，从而解除人们对石油资源日渐枯竭的 担心。电动汽车的种类主要包括：纯电动汽车、混合动力汽 车。1.纯电动汽车?电动汽车是由电动机驱动的汽车。相对燃油汽车而言， 主要差别在于四大部件：驱动电机、调速控制器、动力电 池、车载充电器。纯电动汽车之品质及其价值高低也取决 于这四大部件的品质。纯电动汽车的时速快慢和启动速度 取决于驱动电机的功率和性能，其续行里程之长短取决于 车载动力电池容量之大小。2.混合动力汽车指能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的 汽车：可消耗的燃料或可再充电能/能量储存装置。根据动力系统结构形式可分为以下三类：串联式混合动力汽车：车辆的驱动力只来
3、源于电动机 的混合动力汽车。结构特点是发动机带动发电机发电，电 能通过电机控制器输送给电动机，由电动机驱动汽车行驶。 另外，动力电池也可以单独向电动机提供电能驱动汽车行 驶。并联式混合动力汽车：车辆的驱动力由电动机及发动 机同时或单独供给的混合动力汽车。结构特点是并联式驱 动系统可以单独使用发动机或电动机作为动力源，也可以 同时使用电动机和发动机作为动力源驱动汽车行驶。混联式混合动力汽车：同时具有串联式、并联式驱动 方式的混合动力汽车。结构特点是可以在串联混合模式下 工作，也可以在并联混合模式下工作，同时兼顾了串联式和并联式的特点。（二）充电设备对于一辆电动车来讲，蓄电池充电设备是不可缺少的
4、子系统之一，它的功能是将电网的电能转化为电动车车载 蓄电池的电能。电动充电装置的分类可分为车载充电装置 和非车载充电装置。车载充电装置：指安装在电动汽车上的采用地面交流 电网和车载电源对电池组进行充电的装置。包括车载充电 机、车载充电发电机组和运行能量回收充电装置。它将一 根带插头的交流动力电缆线直接插到电动汽车的插座中给 电动汽车充电。非车载充电装置：即地面充电装置，主要包括专用充 电机、专用充电站、通用充电机、公共场所用充电站等。 通常非车载充电装置的功率、体积和重量均比较大，以便 能够适应各种充电方式。（三）充电方式电动汽车的能源补给模式主要包括充电模式和换电模 式两种，其中充电模式分为
5、常规充电和快速充电。常规充电又称普通充电或慢速充电，通过充电要求在 蓄电池放电终止后进行，采用15A左右的小电流充电，充 电时间一般在58h。此种充电方式充电效率高、电池使用 寿命长，充电设备成本低，但缺点是充电时间较长。快速充电又称应急充电，采用100200A左右大电流为 电动汽车提供短时充电服务，约半小时内就可充电完成。此充 电方式充电时间短，缺点是由于充电电流大，对电池寿命有 一定的影响，且充电安全性要求高，相应的安装成本也高。慢速充电方式通常适宜健在小区停车场、办公停车场 和大型充电站等；快速充电方式适宜建在常规加油站、加 气站、油气站、专用充电站等。目前加油站、加气站、油 气站、专用
6、充电站给电动汽车提供能源补给优先选择快速 充电和慢速充电相结合的模式，白天快充、晚上慢充，最 大限度地利用充电车位。二.充电站建设背景及政策支持（一）充电站建设背景汽车的能源消耗和废气排放的日益增加，是造成全球 石油危机和温室效应的主要原因之一，发展新能源汽车迫 在眉睫，而电动汽车代表了新能源汽车发展的一个方向。 电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气，不产生排气污 染，对环境保护和空气的洁净是十分有益的。同时，电动 汽车无内燃机产生的噪声，电动机的噪声也较内燃机小。随着低碳经济成为我国经济发展的主旋律，电动汽车 作为新能源战略和智能电网的重要组成部分，以及国务院 确定的战略性新兴产业，必将成为
7、今后中国汽车工业发展的重点。（二）充电站建设政策支持国务院办公厅于2015年9月29日发布国务院办公 厅关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见国办发 201573号。该指导意见中明确了“充电基础设施是指 为电动汽车提供电能补给的各类充电设施，是新型的城市 基础设施。大力推进充电基础设施建设，有利于解决电动 汽车充电难题，是发展新能源汽车产业的重要保障，对于 打造大众创业、万众创新和增加公共产品、公共服务双引擎，实现稳增长、调结构、惠民生具有重要意义”， 且对加快电动汽车充电基础设施建设提出了关于“指导思 想”、“基本原则”、“工作目标”的总体要求以及加大建设 度、完善服务体系、强化支撑保障
8、、做好组织实施等的关要求。（三）合建站建设背景目前，城市土地供应紧张，且加油、加气站的一般选 址具备得天独厚的道路资源和网点优势，从节约土地的角 度出发，在建设加油站、加气站和充电站时，可考虑采用 加油、加气、充电合建站的方式。也可在已建加油站、加 气站或油气站扩建充电站部分。加油与LNG加气、CNG加气的合建站模式已非常成熟， 将电动汽车充电站与加油、LNG加气、CNG加气合建在一起可以最大限度的节约土地资源，并且能够依托加油、加气 站的广泛布点优势，将成为一种值得推广的“四站合建” 建站模式。三.充电站建设方案分析本文论述将汽车充电站与CNG加气站、LNG加气站、加 油站“四站合建”的建设
9、方案分析，因CNG加气站、LNG加 气站、加油站具体的工艺已非常成熟，对此不在重复，本 文具体建设方案内容着重对充电部分进行分析。（一）充电设施组成电动汽车充电设施由供配电系统、充电系统、监控系 统组成。供配电系统包括环网柜变压器、低压配电柜、计量计 费、谐波滤波、谐波监测；充电系统包括充电机、充电桩、 计费系统、用户界面；监控系统包括配电监控、充电监控、 消防报警、视频检测。变压器和环网柜属箱式变压器设计、供货范围，由电 力公司负责，其余开关柜、计量计费、滤波装置和谐波监 测装置等供配电设备则安装固定在撬装式充电屋内。所谓 撬装式充电屋是根据充电设施建设的实际要求，将新增的 供配电室设备、充
10、电设备和监控系统集中设计布置在箱式 壳体中，通过提前在工厂预制，并完成内部设备安装调试 的户外紧凑式成套充电设备。除了箱式?压器和撬装式充电屋外，充电机和充电桩也 是主要的电动汽车充电设备。其中充电机安装在撬装式充 电屋内，充电桩则固定安装在室外的充电车棚下。由于各 种类型的电动汽车所使用的电池规格不同，且电池充电接 口标准不同意，因此在设计之初应先了解充电车型、充电 方式、电池参数和接口形式。（1）快速充电多为直流方式，先由直流充电机将电网 交流电能变换为直流电能，再通过直流充电桩与电动汽车 连接，对车载蓄电池进行充电，电动汽车只提供充电及相 关通信接口。（2）慢速充电多为交流充电方式，外部
11、提供现成的 220V或380V交流电源给电动汽车充电，交流充电模式的特 征是给车载充电机充电，充电站内只需配置固定安装在电 动汽车外，与交流电网连接，用于给车载充电机提供交流 电源的交流充电桩，充电设备简单、安装成本低。（二）建设规模充电部分按照快速充电模式考虑，配备4台充电机、4 台直流充电桩。其中3台充电机及3台直流充电机针对小 车设置，其功率按照50kw/台考虑；1台充电机及1台直流 充电桩针对公交车设置，其功率按照0kw/台考虑。充电区域 可同时为4台电动车辆进行充电。（三）方案设计本项目将充电站与CNG加气、LNG加气、加油站合建， 其中电动汽车充电设施及配套设施主要包括充电机、直流
12、 充电桩、充电车位和充电车棚等部分。（1）总图结合整个场站布置，设计在辅助服务区设置4个充电 车位、4台直流充电桩、一座撬装式充电屋。所有充电桩均 安装在室外充电车棚下，直流充电机、低压开关柜安装在 撬装式充电屋内。所有充电设施布置在距离危险性设备爆 炸危险区域3m以外。满足汽车加油加气站设计与施工规 范GB50156-2012C2014年版）中第5.0.7的要求。总平面布置区域划分见图1，总平面布置方案见图2：图1总平面布置区域划分图图2总平面布置方案图（2）土建充电棚建筑面积65.00m2，罩棚底部距地面4.5m，采 用钢结构形式，独立基础。（3）电气电源由站外就近10kV市政公网引入本站
13、内箱式变电站， 经变压后的交流电能通过非车载充电机转变为直流电能后， 再经直流充电桩为电动汽车动力电池提供电能。四.建站意义（一）优化城市能源结构随着城市汽车量的不断增加，传统的汽柴油燃料供应必将出现短缺的局面。而通过推广和普及压缩天然气车辆、 液化天然气车辆、电动汽车的使用，可减轻对车辆对汽柴 油燃油的依赖。该类合建站建成后，既可为当地的公交车、 出租车、市政车辆及社会车辆提供燃油，也可提供清洁的 压缩天然气、液化天然气及充电功能，这对调整城市的能 源结构，具有积极的作用。（二）有效治理城区环境空气污染大气中的HC、NOX和CO主要来自于燃油汽车，约占总 污染量的6070%。随着汽车保有量的
14、增加，汽车排放污染 物在大气污染中所占的比重将进一步增大。特别是在人口 道路密集的大城市，汽车废气的排放导致空气污染，城市 生态环境日益恶化，严重影响居民身心健康。使用清洁能源汽车，可大大减少汽车排放物中的有害 物质，具有良好的环境效益，是发展经济和改善人民生活 的迫切需要，势在必行。（三）CNG加气、LNG加气、加油、充电“四站合建”模式可节约用地、节约投资在同等项目规模的情况下，建设CNG加气、LNG加气、 加油、充电四站合建比建设独立的NG加气站、LNG加注站、充 电站和加油站可很大程度地降低工程投资，节约用地面 积。独立建站模式“四站合建”模式 节约程度用地面积CNG加气站：约5.0亩
15、约10亩节约用地约6.0亩LNG加气站：约4.0亩加油站：约4.0亩充电站：约3.0亩工程投资（工程费用+征地费用）CNG加气站：约 1000+1000=2000 万元约 1600+2000=3600 万元节 约投资约1500万元LNG 加气站：约 400+800=1200 万元加油站：约 300+800=1100 万元充电站：约 200+600=800 万元注：1）上述工程投资按“工程费用+征地费用”考虑。2）本项目按建设地点为城市中心区考虑，征地费用暂 按200万元/亩计。（四）CNG加气、LNG加气、加油、充电“四站合建” 的示范效应CNG加气、LNG加气、加油、充电“四站合建”的建站
16、模式，既可以使土地利用率大幅度提高，又在功能上相互 补充，可以更好的为各类汽车用户服务，同时带动清洁能 源汽车的发展。“四站合建”项目的建设，可以积累建设经 验，为逐步推广该类站场，全面发展清洁汽车创出一条健 康之路，为全面治理机动车辆的排放污染，打造绿色新城 市做出贡献。五.结束语（1） 将CNG加气站、LNG加气站、加油站、充电站合 建在一起可以最大限度的节约土地资源，并且能够依托加 油加气站的广泛布点优势，是一种值得推广建站模式，具 有良好的市场前景。 建设CNG加气、LNG加气、加油、充电“四站合 建”工程，对减少大气环境污染、调整能源结构、改善环 境质量，具有十分重要的意义，符合节能减排政策。 文中对汽车充电站与CNG加气站、LNG加气站、加油站合建提出了建设方案并进行了相关技术要点分析，对 今后的CNG加气站、LNG加气站、加油站、充电站“四站合 建”的建设提供了一定的技术参考。
论汽车充电站与CNG加气站LNG加气站加油站四站合建建设方案
