标题：电动汽车充电站
概况
背景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。
现在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。
充电业务模式是指电动汽车用户在汽车电能将要耗尽的时候选择到固定地点的充电站和充站桩为汽车的电池进行直接充电的模型。这是电动汽车充电站最先考虑的业务模式，在这种业务模式下，电动汽车用户通过在充电站/充电桩直接为汽车充电，即时消费电力产品并通过现场付费的模式支付费用，完成交易。
为此，建设相应的电动汽车充电计费系统，引入集中式的信息管理平台，是开展电动汽车充放电站建设工作的重要组成部分。系统建设电动汽车充电  计费系统，系统的实现由三部分组成，下面分别进行介绍：
1、建设充电计费系统管理平台，对系统涉及到的基础数据进行集中式管理，例如电动汽车信息、购电用户信息、资产信息等。
2、建设充电计费系统运营平台，用于对电动汽车的充放电及购电用户的充值进行运营管理。
3、建设充电计费系统查询平台，用于对管理平台及运营平台产生的相关数据进行综合查询模块充电站按照功能可以划分为四个子模块：配电系统、充电系统、电池调度系统、充电站监控系统。充电站给汽车充电一般分为三种方式：普通充电、快速充电、电池更换。普通充电多为交流充电，可以使用220V或380V的电压。快速充电多为直流充电。充电站主要设备包括充电机、充电桩、有源滤波装置、电能监控系统。
前景
电动汽车取代传统汽车，看上去还很遥远，但各大相关央企已开始为此谋篇布局。  电动汽车充电站
如果电动汽车普及，充电站将会是这条产业链中的重要一环。与传统汽车的加油站被石油巨头垄断相比，充电站给更多的企业提供了涉足机会。
目前建充电站尚无利可图，不过国家电网、中石化、中海油、南方电网、中石油等大型央企纷纷发挥自身优势，在全国范围内开始为充电站竞相“圈地”。
这场渐趋白热化的竞争，却面对一个尴尬的现实：目前我国尚无出台电动汽车和充电站相关标准和政策。五大央企具体动作国家电网 建成首家可满足各类电动汽车充电的充电站——上海漕溪充电站去年底正式运营，今年将在27个城市建立75座充电站和6209个充电桩。
南方电网 在深圳建设电动汽车充电站，将为明年的大运会提供服务。
中石化 中石化北京石油分公司与北京首科集团成立合资公司，中石化旗下加油、加气站将改建成加油充电综合站。
中海油 2009年向天津力神电池股份有限公司投资了50亿元，生产电动汽车使用的锂电池，正考虑在全国建设电池更换站网络的可能性。
中石油 据称与地方政府部门有接触，提出建设电动汽车充电站的想法。建站紧锣密鼓据国家电网公司和南方电网公司内部人士透露，两大电网已经低调将电动汽车充电站作为战略重点。
2009年8月份，国家电网上海公司投资建设的国内第一座具有商业运营功能的电动汽车充电站--漕溪电动汽车充电站顺利建成。这个项目历时3年，总投资508万元。
与此同时，南方电网方面也在积极突进。2009年12月底，国内最大电动汽车充电站在深圳启用。由南方电网投资建设的首批两座电动汽车充电站和134个充电桩在深圳正式投入使用，其充电容量总计达2480千伏安。此外，位于福田交通综合枢纽换乘中心南出入口的电动汽车充电站也在紧锣密鼓地规划当中。按照规划，深圳将共建各类新能源汽车充电站(桩)12750个。此外，福田交通综合枢纽处的电动汽车充电站也在筹划中。  电动汽车充电站
从试点情况看，电动汽车能源消耗价格确实较低。在深圳试点，以比亚迪E6纯电动汽车为例，快充2个小时可充电57度，可行驶300公里。按照目前普通商业电价计算，峰期每度电1.0064元，行驶300公里只需57.3648元；若利用谷期进行充电的话，单价只有0.2495元，充满一次花费更少，仅需14.2215元。而传统的燃油汽车，以每升汽油(深国Ⅲ)6.54元、每100公里油耗8升计算，行驶300公里就需要156.96元。约相当于峰期充电费用的3倍，谷期充电费用的11倍。
两大电网公司要在电动汽车条件未成熟时就要大规模全国布局充电站，主要是瞄准了未来电动汽车的大发展，而建设充电站的投资并不大，比建设智能电网的变电站投入要低很多，技术含量也不高，先期大规模投入难度很小。充电站拉动相关行业电动汽车充电站的潜在机会开始受到重视。电动车充电站作为电动车的基础设施，其潜在价值必然在电动车市场启动之前爆发。
据悉，建一个充电站需要两三个月，而2010年两大电网在全国初拟建设近100个充电站，以一个充电站平均投资300万元计，100个将达到3亿元，这还不包括大量的充电桩建设。而这将大大拉动设备市场的投资，值得注意的是，投资将持续而且加大力度，这将在未来带动一个新兴的设备市场。
目前，充电站设备投资主要包括三个部分：配电设备投资、直接充电设备投资以及管理辅助设备投资。其中，直接充电设备属技术壁垒较高、难度较大的一种。因此，直接充电设备的相关公司受益较大。
"电网公司在布局充电站网络建设获得了先期收益后，有色金属行业则能从充电站的建设中获得第二桶金。"申银万国分析师王华认为，在国家基础建设暂告一段落之时，电动汽车充电站建设有望接过接力棒，继续拉动国内铜市场的需求。以国内首家专业充电站上海漕溪充电站为例，总投508万元，充电装置投入占了200万元。其中，精炼铜被大量用于电力电网以及相关充电装置的建设中。事实上，沪铜单价已从2009年初的27,000元/吨上涨至年底的56,000元/吨，涨势不容小觑。上市公司仅一家染指从目前的情况来看，国内上市公司中，奥特迅已参与深圳充电站建设，从产品的开发设计、生产到投入使用，奥特迅与深圳供电局、比亚迪、华侨城、华强钢结构等在2009年年底完成了大运中心、和谐两个电动汽车充电站以及134个充电桩的施工建设等多项艰巨任务。目前深圳市有比亚迪和奥特迅两家充电柜（桩）制造厂商。比亚迪充电桩主要为电动小轿车服务，奥特迅充电柜主要为电动公交车服务。充电柜主要使用380伏的交流电，可满足电动汽车快充需要；充电桩则使用220伏交流电，与家用电器插头一样，十分安全可靠。  电动汽车充电站
第一创业分析师师霄云认为，公司毛利下降趋势不改公司成本中有94%属直接材料，其中电子元器件、蓄电池等占了较大比例。随着九州电气等一批新型电力电源企业的强势介入，公司产品价格回升到金融危机前水平的概率很小。因此，判断公司毛利率将继续保持下降态势，预计2009-2011年毛利率分别为40.9%、40.7%、38.9%。
"关注电动车充电站的潜在机会电动车充电站作为电动车的基础设施，必然在电动车市场启动之前爆发。公司作为在国内A股上市的唯一一家拥有电动车生产资质的生产商，拥有大量在手现金，产能弹性极大。如果电动公交车价格瓶颈和充电站标准问题得以解决，公司有望在充电站市场发展的过程中获得丰厚的收益。"师霄云认为，奥特迅目前价格为22.10元，2009年PE为66.1倍，如果不考虑电力电源业务以外的产品，预计2010年的PE为53倍，估值较高，综合考虑其电动车充电站市场的潜在机会，我们暂时维持其"审慎推荐"评级。
充电站基础设施
电动汽车的电磁环境是指电动汽车在运行过程中，车上电子电器设备承受来自车内、车外各种各样的电磁干扰，以及电动汽车、电子设备向外界辐射的电磁干扰。车上的电子电器设备在这样的环境下应能维持正常工作，不发生性能下降甚至破坏等情况。由于电动汽车可以行使到各种地方，因此其电磁环境差异也很大。电动汽车电磁干扰大致可分为三类，即车载干扰源、自然干扰源和人为干扰源。 
1、 车载干扰源 
车载干扰源主要是指车上何种电子电器系统产生的电磁干扰。电动汽车电路中出现的各种瞬变电压，或者电路开断瞬间触点之间产生的电火花和电弧等，都可能影响车上敏感设备的正常工作。车载干扰源主要有驱动系统、动力电池、功率变换器、继电器、点辅助系统、开关、通信设备以及微处理器等电子设备。电压和电流的快速暂态都会产生辐射和噪声，距离这些设备较近的电子设备有可能产生故障，特别是电机驱动模块的快速整流、电机启动、高压辐射更会引起较高场强的传导及符合骚扰。  电动汽车充电站
车载干扰源的电磁传播模式很复杂，它有传导干扰和辐射干扰两种形式。传导耦合要求在源于接受器之间有完整的电路连接，通常有3中耦合通路：公共电源、公共回路和导线间的近场耦合，前两种都属于传导耦合。 
一般情况下，在电动汽车系统的辐射干扰中，共模高频干涉占据着主导地位，而其他频段干扰较小。驱动系统开关元件动作引起的噪声通过共模和差模回路进行传播，蓄电池和变换器相连的直流母线或电缆记忆连接交流电机和变换器的交流电缆中流过较大的瞬变电流，电流流动时可通过长导线向外发动辐射或通过串扰对相邻导线进行干扰。由于电动汽车空间及结构的原因，电动汽车高压导线和抵押控制线不可避免地会出现耦合和串扰。 
2、 自然干扰 
自然干扰源是由于自然现象引起的电磁干扰。比较典型的自然界电磁现象产生的电磁噪声有大气噪声、太阳噪声、宇宙噪声以及静电放电等。大多数情况下，这种电磁噪声非常复杂，并且对电动汽车的干扰影响可以忽略。但是，闪电和静电放电可能会产生很大的瞬变场强。闪电式一个非常复杂的过程，其电流超过10kA，上升时间不到1 微秒。电动汽车上的直接点击很少，但是闪电引起的场强很大，在200m处事100Kv/m在175 km处是4V/m。乘客和座椅之间的摩擦以及电动汽车车身在行驶过程中与空气的摩擦都与积累行程静电，高压经典在放电视会影响电子设备的工作，甚至造成永久性破坏。 
3、 人为干扰源 
人为干扰源是指由电动汽车外部人工装置产生的电磁干扰，主要有其他车辆的辐射干扰，车外的雷达、无线电台发射机、移动通信设备等发射的电磁波干扰，以及高压输电线的电晕放电等。 
快速充电方法
电动汽车蓄电池放电后，用直流电按与放电电流相反的方向通过蓄电池，使它恢复工作能力，这个过程称为蓄电池充电。蓄电池充电时，电池正极与电源正极相联，电池负极与电源负极相联，充电电源电压必须高于电池的总电动势。充电方式有恒电流充电和恒电压充电两种。 
电动汽车充电技术充电方法的研究： 
常规充电制度是依据1940年前国际公认的经验法则设计的。其中最著名的就是“安培小时规则”：充电电流安培数，不应超过蓄电池待充电的安时数。实际上，常规充电的速度被蓄电池在充电过程中的温升和气体的产生所限制。这个现象对蓄电池充电所必须的最短时间具有重要意义。 
1、恒流充电法恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方法，保持充电电流强度不变的充电方法。控制方法简单，但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的，到充电后期，充电电流多用于电解水，产生气体，使出气过甚，因此，常选用阶段充电法。 
2、阶段充电法此方法包括二阶段充电法和三阶段充电法 
①二阶段法采用恒电流和恒电压相结合的快速充电方法，首先，以恒电流充电至预定的电压值，然后，改为恒电压完成剩余的充电。一般两阶段之间的转换电压就是第二阶段的恒电压。  电动汽车充电站
②三阶段充电法在充电开始和结束时采用恒电流充电，中间用恒电压充电。当电流衰减到预定值时，由第二阶段转换到第三阶段。这种方法可以将出气量减到最少，但作为一种快速充电方法使用，受到一定的限制。 
3、恒压充电法充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定的数值，随着蓄电池端电压的逐渐升高，电流逐渐减少。与恒流充电法相比，其充电过程更接近于最佳充电曲线。用恒定电压快速充电，由于充电初期蓄电池电动势较低，充电电流很大，随着充电的进行，电流将逐渐减少，因此，只需简易控制系统。 
这种充电方法电解水很少，避免了蓄电池过充。但在充电初期电流过大，对蓄电池寿命造成很大影响，且容易使蓄电池极板弯曲，造成电池报废。鉴于这种缺点，恒压充电很少使用，只有在充电电源电压低而电流大时采用。例如，汽车运行过程中，蓄电池就是以恒压充电法充电的。 
4、快速充电法①脉冲式充电法，这种充电法不仅遵循蓄电池固有的充电接受率，而且能够提高电动汽车蓄电池充电接受率，从而打破了蓄电池指数充电接受曲线的限制，这也是蓄电池充电理论的新发展。 
脉冲充电方式首先是用脉冲电流对电池充电，然后让电池停充一段时间，如此循环，如图5所示。充电脉冲使蓄电池充满电量，而间歇期使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉，使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除，从而减轻了蓄电池的内压，使下一轮的恒流充电能够更加顺利地进行，使蓄电池可以吸收更多的电量。间歇脉冲使蓄电池有较充分的反应时间，减少了析气量，提高了蓄电池的充电电流接受率。  电动汽车充电站
②2REFLEXTM快速充电法，这种技术是美国的一项专利技术，它主要面对的充电对象是镍镉电池。由于它采用了新型的充电方法，解决了镍镉电池的记忆效应，因此，大大降低了蓄电池的快速充电的时间。铅酸蓄电池的充电方法和对充电状态的检测方法与镍镉电池有很大的不同，但它们之间可以相互借REFLEXTM充电法的一个工作周期包括正向充电脉冲，反向瞬间放电脉冲，停充维持3个阶段。 
③变电流间歇充电法，这种充电方法建立在恒流充电和脉冲充电的基础上，如图7所示。其特点是将恒流充电段改为限压变电流间歇充电段。充电前期的各段采用变电流间歇充电的方法，保证加大充电电流，获得绝大部分充电量。充电后期采用定电压充电段，获得过充电量，将电池恢复至完全充电态。通过间歇停充，使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉，使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除，从而减轻了蓄电池的内压，使下一轮的恒流充电能够更加顺利地进行，使蓄电池可以吸收更多的电量。 
④变电压间歇充电法，在变电流间歇充电法的基础上又有人提出了变电压间歇充电法，如图8所示。与变电流间歇充电方法不同之处在于第一阶段的不是间歇恒流，而是间歇恒压。在每个恒电压充电阶段，由于是恒压充电，充电电流自然按照指数规律下降，符合电池电流可接受率随着充电的进行逐渐下降的特点。 
⑤变电压变电流波浪式间歇正负零脉冲快速充电法，合脉冲充电法、ReflexTM快速充电法、变电流间歇充电法及变电压间歇充电法的优点，变电压变电流波浪式正负零脉冲间歇快速充电法得到发展应用。脉冲充电法充电电路的控制一般有两种： 
1）脉冲电流的幅值可变，而PWM（驱动充放电开关管）信号的频率是固定的； 
2）脉冲电流幅值固定不变，PWM信号的频率可调。 
脉冲电流幅值和PWM信号的频率均固定，PWM占空比可调，在此基础上加入间歇停充阶段，能够在较短的时间内充进更多的电量，提高蓄电池的充电接受能力。 
充电站电力配套
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资料，一般以20~40辆电动汽车来配置一个充电站，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）  电动汽车充电站
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）。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资料，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）。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）。便携式充电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，来提供便携式充电电源。
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。