充電樁產(chǎn)業(yè)鏈和充電樁市場
目前為插電式汽車?yán)m(xù)電的方法大致有三種:換電、電樁充電和電站充電。其中,目前換電站總量普遍較充電設(shè)施總量小。這是由于:各個電動車廠家電池的性能、質(zhì)量、規(guī)格差別很大,為了保證電池可更換,所以不僅要統(tǒng)一電池接口標(biāo)準(zhǔn),還要統(tǒng)一電池的尺寸、規(guī)格、容量、性能等,而電池的標(biāo)準(zhǔn)化需要國家層面的推動和協(xié)調(diào),統(tǒng)一電池標(biāo)準(zhǔn)難度很大;換電池模式對整車布置、安全設(shè)計、責(zé)任界定等帶來很多挑戰(zhàn);電池更換過程中會存在電池新舊程度、殘留能量的差異,存在電池更換時如何計量、計費的難題;由于電池組快速更換需要專業(yè)化進行,更換模式只適用于專用的充電站。因此目前我國換電站主要應(yīng)用于電動公交車及環(huán)衛(wèi)車等大型電動車輛的換電。歐美日等主流汽車企業(yè)認(rèn)為在乘用車上實現(xiàn)起來難度太大,并不十分關(guān)注。
充電站,在大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)下,是由若干個充電電樁等組成的充電系統(tǒng),加上包括土建、配電系統(tǒng)、負(fù)責(zé)監(jiān)控的管理輔助設(shè)備等部分組成的。
除去用地成本,充電站建設(shè)過程中需要用到很多設(shè)備,如充電機、電能監(jiān)控系統(tǒng)、有源濾波裝置、充電樁、變壓器、配電柜、電纜等。充電機系統(tǒng)是充電站建設(shè)過程中的核心設(shè)備,其中,直接充電設(shè)備(包括充電樁)是充電站的核心,一般占充電站成本的50%左右。
幾種不同的充電模式
根據(jù)國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局的指導(dǎo)意見,充電模式標(biāo)準(zhǔn)按額定電壓和額定電源的不同分為三種模式,其中模式1和2仍以16至32A的充電電樁為主要充電工具:常規(guī)的充電方式(包括充電模式1和2)根據(jù)相應(yīng)電池的充電曲線,采用恒流、恒壓的傳統(tǒng)充電方式對電動車進行充電,使整個充電過程更接近電池的固有特性,有效避免了電池被過充和欠充的問題。這種方式以比較低的充電電流為蓄電池充電,相關(guān)技術(shù)成熟可靠,所以相應(yīng)的充電樁中的充電機的工作和安裝成本也比較低。電動汽車家用充電設(shè)施(車載充電機)和小型充電站多采用這種充電方式。典型的充電時間為5-10h (充電量可達(dá)到95%以上)。對電池和電動汽車來說,這種方式是最安全可靠的充電方式,而且對電網(wǎng)沒有特殊要求。
充電模式3通常被用作快速充電,這是是指在短時間內(nèi)使蓄電池達(dá)到或接近充滿狀態(tài)的一種方法。該充電方式以1-3C的大充電電流在短時間內(nèi)為蓄電池充電。充電功率很大,能達(dá)到上百千瓦。該充電方式的充電時間與燃油車的加油時間接近。其典型的充電時間是可達(dá)到20~30分鐘,但這種充電方式對電池壽命有很大的影響。此外,該充電方式對電網(wǎng)也有較高的要求,要建設(shè)專用電網(wǎng),一般應(yīng)靠近10kV變電站附近或服務(wù)中心中使用,還需采取較為復(fù)雜的諧波抑制措施和配電系統(tǒng),與常規(guī)充電樁相比安裝成本相對較高,只適合大型充電站使用。因此,從安裝難易程度和適宜安裝范圍來說,未來充電設(shè)施將以慢充常規(guī)充電電樁為主,快充大型充電站為輔;這個結(jié)論與目前美國充電樁/站布局亦相符。
電樁作為充電設(shè)施中最主要的組成部分,其構(gòu)成并不復(fù)雜,主要包括土建、配電系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。