新能源汽車充電新模式，加油站“變身”快充站

發布時間： 2023-05-24　　點擊次數： 611次

　　摘要：新能源汽車規模化發展的同時，充電不便利的痛點愈發明顯。在未來的新能源汽車行業發展當中，充電的矛盾要遠遠大于造車的矛盾，解決好充電的問題成為電動汽車行業發展的一個突出問題。解決充電補能問題，重要的方式之一是大功率充電（快充），但是快充站建設，存在著土地資源緊張以及充電站負荷容量的問題。相較于造車第三方充電服務企業建設與運營充電站，加油站改建充電站便利，本文主要探討加油站改建充電站的意義及方法。

　　1 加油站轉型為快充站

　　縱觀我國市場上已投放的充電樁，大致分四類：一類是由電網建設，主要在高速公路服務區或固定的充電站，城市網點較少，且服務對象大多為公交車；二類為車企自建，第三類則是由第三方新能源汽車充電服務公司建立，第四類是各種加油站的改建。相比較而言，加油站轉型快充站便利且空間巨大。

　　城市土地比較少，特別是一線城市，但往往這些地區的充電需求旺盛。而廣為布局的加油站，已在交通要道提前擁有土地資源。隨著快充技術發展，快充補電速度也越來越快，對于電動汽車車主來說，過去養成的去加油站加油的習慣，在電動化時代，將通過加油站得以延續。據中信證券測算充電行業遠期市場空間達到千億元，一旦國內多數加油站成功轉型為快充站，影響巨大。

　　2022年加油站總數量達11.50萬座，這些加油站大部分可以轉化為充電站。實際上，中石油、中石化對于轉型充電站十分積極。譬如中石化、中石油在財務報告中均表示，隨著新能源行業的發展，兩者都決定迎合新的發展趨勢，使它們旗下的加油站不僅僅局限于加油的零售業務，而且向綜合能源服務商發展。中石化方面表示，到2025年要在5000座以上加油站里建快充站，現在已經建了2000多個站。而中石油已于2022年下半年，成立了瞄準充換電市場的中油綠電新能源有限公司。

　　因為充電速度的加快，快充站和加油站很多方面相似，加油站是很容易過渡到快充站的。而且上海、北京這樣的大型城市中，加油站銷量越來越小，急需轉型，快充站是一個重要的轉型方向。

　　2 加油站轉型快充站存在的問題

　　快充站建設問題之一就是土地資源緊張，但是如果由加油站轉型快充站，這個問題便可迎刃而解。那么還有哪些障礙呢？

　　目前，我國的加油站轉型快充站，之所以還僅僅是一個趨勢，并沒有大規模發展，關鍵的制約因素是經濟利益。快充充電成本、效率方面，目前來看還不足以支撐加油站的發展，不過隨著快充車輛的增多，再有三四年的時間，就可以能夠支持企業效益提升。由此可以預測，未來在新能源汽車逐漸取代燃油車的過程，大多數加油站可快速地轉型到快充站的。

　　加油站轉型快充站，還有一個難題，那就是電力來源問題。快充的功率需求對不少企業配電網來說是很大的挑戰，特別是在用電高峰時段。目前解決這一問題辦法是充電站配置光儲充系統。光儲充，是指由市電、分布式光伏、儲能系統、充電設備和常規負荷組成的供配用電系統。這套系統中關鍵在于儲能的參與，使得快充站可以實現局部微網的削峰填谷，而且很好地應對快充時代的大負荷對配電網的沖擊，很好的解決部分電網增容、擴容的矛盾問題。

　　3 安科瑞充電解決方案

　　傳統的加油站電力負荷很小，主要有加油機油泵、形象用電、照明用電等，一般單個傳統加油站負荷不過50kW，采用0.4kV供電。但是如果轉為充電站，那負荷可能會幾十倍的增加。如果全部依賴電網供電，一個問題是當地電力部門是否能滿足供電要求，對電網的沖擊較大；二個是成本太高而減少利潤空間，通過配置市電、光伏、儲能相結合的方式可以擴充供電容量，大幅降低用電成本。

　　充電站供電系統主要為充電設備提供電源，由一次設備（開關柜、變壓器等）和光伏組件、光伏逆變器、儲能設備組成，見圖1所示。充電設備及光伏、儲能設備是整個充電站電氣系統的核心部分，一般充電設備采用大功率直流充電樁，儲能設備可以采用儲能集裝箱或者分布式儲能柜，可以根據情況分步擴容，實現電池快充、削峰填谷、光伏充電、余電上網、電網平衡、應急電源等功能。這種方式除了應用在加油站之外，還可以大量應用在居民小區、樓宇、產業園區等等。

圖1 充電站光儲充模式

　　3.1 充電設備

　　安科瑞AEV300-DC160S一體式非車載直流充電機是一種符合國標充電接口標準、輸出功率達到160kW的直流快速充電機，滿足快速充電的需要，是國家電網充電樁供應商之一。充電樁具備高轉換效率充電模塊，整樁采用國家電網供應商模塊，其充電時的轉換效率能達到96%，通過2018國家標準測試。設備自帶故障診斷系統，同時支持遠程升級，能實現平臺對設備的遠程復位，減少運營成本投入，同時具備待機斷電功能，多重防護，產品具備過流、過壓、漏電、短路、防浪涌、接地連續性檢測保護，性能參數如表1所示。

圖2 AEV300-DC160SS一體式非車載直流充電機

　　表1 AEV300-DC160SS一體式非車載直流充電機性能參數

　　除了160kW國網標準化直流充電樁之外，公司還提供120kW、80kW、60kW互聯網版本直流充電樁以及7kW交流充電樁，滿足各種場合的充電要求。

　　3.2 充電運營管理平臺

　　充電運營管理平臺是基于物聯網和大數據技術的充電設施管理系統，可以實現對充電樁的監控、調度和管理，提高充電樁的利用率和充電效率，提升用戶的充電體驗和服務質量。用戶可以通過APP或小程序提前預約充電，避免在充電站排隊等待的情況，同時也能為充電站提供更準確的充電需求數據，方便后續的調度和管理。通過平臺可對充電樁的功率、電壓、電流等參數進行實時監控，及時發現和處理充電樁故障和異常情況對充電樁的功率進行控制和管理，確保充電樁在合理的功率范圍內充電，避免對電網造成過大的負荷。

　　平臺除了對充電樁的監控外，還對充電站的光伏發電系統、儲能系統以及供電系統進行集中監控和統一協調管理，提高充電站的運行可靠性，降低運營成本，平臺系統架構如圖3所示。