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一方面,有一个大规模的计划,另一方面,有一个非常低的利用率。这是我国充电桩规划和建设面临的一个难题。据资料显示,现阶段国家电网公司运营的单个充电桩日平均充电时间为0.35小时,整体利用率仅为1.46%。截至今年1月,南方电网共建成4356座充电桩,其中大部分充电桩设置在0+以上。
根据国家发改委等部门发布的《电动汽车充电基础设施发展纲要(2015-2020)》,到2020年,全国将新增1.2万多个集中充电站和480万个分散充电站,满足全国500万辆电动汽车的充电需求。作为回应,中国100人委员会电动汽车首席专家张永伟表示,“如果打桩策略保持不变,预计未来将浪费大量投资”。
《经济日报》记者调查发现,充电桩技术跟不上电池的“升级”速度,这是充电桩利用率低的主要原因之一。目前,新能源汽车的充电率正在迅速提高,而目前设定为空的充电堆中有相当一部分充电速度非常慢,这意味着今天设定的充电堆很可能在一两年内被车主丢弃。
由于早期充电标准不统一,我国各类电动汽车的储能电池容量和充电率有一段时间存在差异,对充电器输出功率的要求也有很大差异。为了满足各种电动汽车的充电要求,充电器的输出功率被设计得很大,在给储能容量小的电动汽车充电时会造成充电容量的浪费。如果将充电器的输出功率设计得很小,虽然可以提高充电器的利用率,但在给储能容量大的电动汽车充电时,充电时间会延长,给车主带来不便。
此外,随着动力电池技术的快速发展,未来电动汽车对充电系统的电力需求将会增加。如何在适当增加投资的情况下,利用现有的充电设施满足未来大功率充电需求,一直是业界充电设施建设的难题之一。
记者了解到,深圳AT&S电力设备有限公司开发的具有自主知识产权的柔性矩阵充电桩技术,将电动汽车充电站的全部或部分智能充电模块和监控系统集成在一起,利用计算机控制技术对智能充电模块进行集中控制和动态分配,为电动汽车动力电池提供电能。该技术有望提高充电桩的利用率,减少大量投资浪费。
AT&T董事长小霞告诉记者,与传统充电桩技术相比,柔性矩阵充电桩具有以下特点:一是能够满足未来“电池升级”的充电要求,避免重复拔桩和施工。柔性矩阵充电桩技术可以根据车辆的要求自动识别和分配所需的最大充电功率,保证每辆新能源汽车都能以最大功率充电。
第二,相对集中的柔性矩阵充电反应器可以降低操作难度。柔性矩阵充电桩技术使用一个充电柜,可同时满足10个以上充电桩的供电,并安排专人维护。一方面,更容易避免燃油车辆占据充电堆。另一方面,由于有专门人员值班和操作维护,理论上事故发生的概率相对较低,即使发生事故,也能首先找到并采取措施。
第三,新的商业模式可以形成电网、运营商、市场和车主的利益共同体。一旦充电桩的利用率提高,所有参与者的积极性就会提高。此外,该技术的应用不需要额外的土地,可以采用在停车场建站的方式。例如,在大型停车场中留出10至20个停车位,以迫使车辆快进和快出,并且停车位不能被长时间占用。这种重建存量的方式可以避免城市新土地带来的压力。同时,在商业模式下,收费可以与停车场分开,以保证停车场的改造能力。
此外,灵活的矩阵充电堆栈技术也可以避免浪费。与分散式充电桩相比,柔性矩阵充电桩的投资成本仅为后者的四分之一。以深圳为例,目前燃油客车的平均日里程约为50公里。如果换成60千瓦时电、行驶500公里的电动汽车,一个800千瓦的集中充电站(按每天10小时满负荷充电时间换算)可以满足约1200辆汽车的充电需求,投资约240万元。如果用分散的充电桩来满足1200辆汽车的需求,将需要建造1200个充电桩,费用约为1200万元。如果包括电网的匹配,减少的投资和避免的浪费将更加可观。
关于新技术,张永伟建议在实施新能源汽车基本充电计划的过程中,应充分考虑以柔性矩阵充电桩为代表的新技术的进步,对计划进行适当调整,并在专利保护和标准制定方面给予协助。与此同时,在验证其进步性后,应在选定的地区试验柔性矩阵充电反应堆技术,以扩大推广范围。