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电动汽车智能充换电服务网络发展规划技术原则1 术语与定义充换电设施：指为电动汽车动力电池提供电能、利用电池进行储能并且在电网负荷高峰时向电网释放多余电能、在负荷低谷时充电吸收电能以及作为电网应急备用的相关设施的总称，是电网的有机组成部分，包括充换电站、集中充电站、电池配送站、交流（直流）充电桩，以及相关配套的电网设施。充换电站：指对电池采用分箱方式集中充电，采用电池分箱自动更换方式为电动汽车提供电能供给，并利用电池进行储能、应急的场所。集中充电站：指对电池采用分箱方式集中充电，并通过自动装置将电池周转至电池配送车，并利用电池进行储能、应急的场所。电池配送站：指通过物流配送网络获得电池，为用户提供电池更换服务的场所。交流充电桩：指固定在地面，采用传导方式为具有车载充电机的电动汽车提供电能，提供人机操作界面及交流充电接口，并具备相应测控保护功能的专用装置，一般为小型乘用车充电。直流充电桩：指固定在地面，采用传导方式为不具有车载充电机的电动汽车提供电能，提供人机操作界面及直流充电接口，并具备相应测控保护功能的专用装置，一般为大型公交车、环卫车等充电。电池更换设备：指用于拆卸、搬运和安装电池箱的自动或半自动设备，包括换电机器人、换电叉车等。电池箱：由若干单体电池、电池管理系统、箱体及相关电气附件等组成的装置。充电机：指充电车间内交直流转换装置。充电架：由机械、电气、通信等装置构成，用以连接非车载充电机和电池箱完成充电过程的电池箱存放设备。2 建设类型电动汽车充电方式可分为整车充电方式和电池更换方式两种。地域广阔区域、城市边缘区域可采用整车充电方式，用地紧张、地形狭窄的城市地带应采用电池更换方式。结合青岛市电动汽车保有量和未来发展趋势，因地制宜建设充换电站、集中充电站、电池配送站和充电桩。充电桩可分为直流充电桩、交流充电桩。由于电动公交车、电动环卫车、电动乘用车以及其它电动车辆在车体大小、更换方式及采用的电池箱容量、数量等方面都不相同，造成充换电工位、充电机、电池更换设备等在设计和选型上的差异；同时由于服务对象不同，站址选择也会有所不同。根据充换电站服务对象不同，划分为公交车充换电站、环卫车充换电站、乘用车充换电站、景区专用车充换电站、城际大巴充换电站以及综合充换电站。a）公交车充换电站：指具备公交车电池充电和电池更换功能的充换电站。b）环卫车充换电站：指具备环卫车电池充电和电池更换功能的充换电站。c）乘用车充换电站：指具备乘用车电池充电和电池更换功能的充换电站。d）景区专用车充换电站：指具备景区专用车电池充电和电池更换功能的充换电站。e）城际大巴充换电站：指具备城际大巴车电池充电和电池更换功能的充换电站。f）综合充换电站：指具备公交车、景区专用车、城际大巴或乘用车两种及以上车辆电池充电和电池更换功能的充换电站。具体规模根据实际需求进行配置。充换电站以集中更换电池为主，整车临时充电为辅。换电池采用全自动化方式，每辆车耗时约48分钟。运行电池与电池总数量按照一定的比例进行配置，确保有足够的备用电池以供换电。电池配置比例与车辆使用强度、续驶里程、电池更换速度、电池充电时间等因素有关。集中充电站以“集中充电、统一配送”的原则，主要服务于电动乘用车，按照建设规模可分为大型集中充电站、中型集中充电站、小型集中充电站。按规模不同，将电池配送站分为大型电池配送站和小型电池配送站。充电桩作为辅助充电设施，应与其它充换电设施相结合进行建设，保证充电设施多样性的要求。3 规划原则3.1 通用原则充换电设施作为电网的有机组成部分，为电动汽车动力电池提供电能、利用电池进行储能并作为电网应急备用，实现“削峰填谷”、提高机组利用效率，是能源配置的重要方式，在电网规划、建设、改造时与变电站、线路等电力设施一并考虑，统一规划、统一建设、同时验收、同时投运。智能充换电服务网络建设运营模式与电动汽车规模化、产业化发展相适应，通过电池更换，使电动汽车充电像燃油车加油一样快捷，同时将为电池维护、梯次利用、有序充电、电网应急备用电源、配合随机性较强的风能和太阳能接入电网等方面奠定基础。按照换电为主、插充为辅、集中充电、统一配送模式，通过“三网”（智能电网、物联网、交通网）技术的融合，实施“三化”（信息化、自动化、网络化）管理，实现对电动汽车用户跨区域全覆盖的“三同”（同网、同质、同价）服务的智能充换电服务网络发展模式，开展规划编制工作。以“统一标准、统一规范、统一标识、优化分布、安全可靠、适度超前”为原则，建设节能环保的电动汽车充换电设施。电动汽车智能充换电服务网络建设应纳入青岛市城市总体规划和土地利用规划。新建变电站应预留一定土地面积建设集中充电站。电动汽车充换电设施建设应与青岛市电动汽车发展规划相适应，与电动汽车应用发展协调配套推进，提高资源利用效率，充分保障电动汽车的能源供给。电动汽车充换电设施建设应与电动汽车推广应用的不同阶段相适应。当前，电动汽车产业处于发展初期，应将充换电设施的示范效应作为重点因素考虑，其选址应重点考虑选择在人流密度较大的商业或住宅区域，推动社会公众对电动汽车及其能源供给方式的理解和认识，提升国家电网公司企业形象；同时，应适合初步形成充换电服务网点。按照充电桩与充换电站相结合，充换电站与集中充电站相结合，集中充电站与电池配送站相结合的原则，充分考虑充换电设施建设的便捷性、多样性要求，建设功能齐全的充换电设施。3.2 充换电站规划原则公交车、环卫车、邮政车、景区专用车等专用电动汽车数量较多、较集中时，宜设置专用充换电站；专用电动汽车数量较少、较分散时，宜设置充电桩充电。公交车充换电站应设置在公交汽车枢纽站、公交专用停车场附近。环卫车、邮政车充换电站应设置在专用停车场内。景区专用车充换电站应设置在景区内或景区附近。乘用车充换电站应在交通便利、车流量大、进出车便利的区域专门规划选址建设，也可结合大型乘用车停车场建设。若不同的专用车辆停车场相距较近，可统一建成综合充换电站。综合充换电站是服务于公交车、环卫车、景区专用车、城际大巴、乘用车等任意两种及以上车辆充换电站的综合体，具体规模根据实际需求进行配置。3.3 集中充电站规划原则集中充电站建设应与老变电站改造、新建变电站一并考虑。依托35kV 及以上变电站改造及新建计划，建设集中充电站，充分利用变电站土地资源及变电容量，通过物流网络将电池统一配送至充换电服务网点。220kV变电站宜建设大型集中充电站或充换电站。根据青岛电网的特点，在城市中心区域选择在35kV变电站中建设中、小型集中充电站或充换电站；在城市北部区域选择在110kV变电站中建设中、小型集中充电站或充换电站。集中充电站配送半径应依据青岛市电动汽车分布情况而定。大型集中充电站以配送半径10km配套建设4个大型电池配送站，并配置1015小型配送站。中型集中充电站配35个小型电池配送站。集中充电站与小型电池配送站的配置半径为：市南区、市北区、崂山区、四方区配送半径13公里，黄岛区、李沧区、城阳区配送半径45公里。小型集中充电站宜与小型配送站配套建设。3.4 电池配送站规划原则电池配送站应专门规划站址，也可结合城市现有资源，如汽车维修厂、超市、停车场、洗车店、新建大型公共小区等。电池配送站一般为地上站。电池配送站的服务半径不大于5km。居民小区充换电设施建设应以电池配送站为主，充电桩为辅。50万平米及以上小区，建立大型电池配送站；10万平米及以上、50万平米以下小区，建立小型电池配送站；10万平米以下小区，建立小型电池配送站或充电桩。新建小区配电室应预留配电容量以供充电。大型商场停车场、大型停车场应建设电池配送站及充电设施。3.5 充电桩规划原则公交车、环卫车、大巴车等大型车采用直流充电桩充电。一般结合公交车充换电站、环卫车充换电站、大巴车充换电站进行配置。直流充电桩充电功率一般为75kW。乘用车采用交流充电桩充电。交流充电桩建设，选择在公司营业场所停车场、公共建筑（商场、写字楼等）和住宅小区等公共停车场或乘用车充换电站内安装。新建公共建筑和居民小区业扩报装时，按20%及以上车位规划建设充电桩，现有具备改造条件的公共建筑和居民小区停车场按10%及以上车位加装充电桩。在专用停车区安装交流充电桩，以便于使用和管理，一个电动汽车停车位设置一个充电桩，即“一位一桩”。新建建筑物、居住小区等场所的配建停车场，以及社会公共停车场，应设置供电动汽车停放的专用停车区；已建建筑物、居住小区等场所的配建停车场以及社会公共停车场，宜通过技术改造措施，设置供电动汽车停放的专用停车区。交流充电桩充电功率一般不大于7kW。交流充电桩供电电源原则上利用停车场配电设施，采用单相 220V 或三相400V电缆（沟体埋设）供电。当停车场配电设施无法满足容量要求时，可进行增容改造。交流充电桩应具备保护、控制、计量等功能。交流充电桩应具备数据通信接口。4 专用车辆充换电服务网络规划技术原则4.1 公交车充换电服务网络公交车充换电服务网络由公交车充换电站以及直流充电桩组成。以公交车充换电站集中换电为主，直流充电桩整车插充为辅。公交车充换电站一般结合公交车停车场建立，站址宜选取公交线路始发站或终点站，若公交车停车场周围12站之内有其它线路的始发站也可考虑建成一座充换电站。若公交线路一端建设充换电站，另一端宜根据实际情况建设部分直流充电桩作为辅助充电设施。公交车充换电站建设应结合城市公交系统新增及车辆更换计划。按公交停车场服务线路数量可将公交车充换电站划分为大型公交车充换电站、中型公交车充换电站、小型公交车充换电站三种。每辆电动公交车一般配备912块动力电池。大型公交车充换电站服务于68条公交线路，约180240辆电动公交车。电池按1：1.5配置，电池总数为270360组，其中备用电池数量为90120组。配置68个电池快换工位，10801440台充电机。占地面积约为68亩。10kV配电系统供电，用电需求为4.56MW。储能梯次利用配置600800kW。中型公交车充换电站服务于35条公交线路，约90150辆电动公交车。电池按1：1.5配置，电池总数为135225组，其中备用电池数量为4575组。配置35个电池快换工位，540900台充电机。占地面积约为35亩。10kV配电系统供电，用电需求为2.54MW。储能梯次利用配置300500kW。小型公交车充换电站服务于2条公交线路，约60辆电动公交车。电池按1：1.5配置，电池总数为90组，其中备用电池数量为30组。配置2个电池快换工位，360台充电机。占地面积约为2亩。10kV配电系统供电，用电需求为1.5MW。储能梯次利用配置200kW。4.2 环卫车充换电服务网络环卫车充换电服务网络由环卫车充换电站以及直流充电桩组成。以环卫车充换电站集中换电为主，直流充电桩整车插充为辅。环卫车充换电站一般结合环卫车队的专用停车区域建设。环卫车充换电站建设应结合城市环卫系统新增及车辆更换计划。按环卫停车场车辆规模可将环卫车充换电站划分为大型环卫车充换电站、中型环卫车充换电站、小型环卫车充换电站三种。16吨电动环卫车一般配备8块动力电池。大型环卫车充换电站服务于180240辆电动环卫车。电池按1：1.5配置，电池总数为270360组，其中备用电池数量为90120组。配置68个电池快换工位，720960台充电机。占地面积约为57亩。10kV配电系统供电，用电需求为45MW。储能梯次利用配置400600kW。中型环卫车充换电站服务于90150辆电动环卫车。电池按1：1.5配置，电池总数为135225组，其中备用电池数量为4575组。配置35个电池快换工位，360600台充电机。占地面积约为34亩。10kV配电系统供电，用电需求为23MW。储能梯次利用配置200300kW。小型环卫车充换电站服务于60辆电动环卫车。电池按1：1.5配置，电池总数为90组，其中备用电池数量为30组。配置2个电池快换工位，240台充电机。占地面积约为2亩。10kV配电系统供电，用电需求为1.2MW。储能梯次利用配置160kW。4.3 景区专用车充换电服务网络景区专用车充换电服务网络由景区专用车充换电站以及直流充电桩组成。以景区专用车充换电站集中换电为主，直流充电桩整车插充为辅。电动景区专用车包括旅游观光车及载客巴士。根据景区内及发往其它景区的电动汽车数量确定景区专用车充换电站的规模。站址选择景区内部或景区附近。景区专用车充换电站建设应结合景区新增及车辆更换计划。按景区车辆规模可划分为大型景区专用车充换电站、中型景区专用车充换电站、小型景区专用车充换电站三种。大型景区专用车充换电站服务于180240辆电动景区专用车。电池按1：1.5配置，电池总数为270360组，其中备用电池数量为90120组。配置68个电池快换工位，10801440台充电机。占地面积约为68亩。10kV配电系统供电，用电需求为4.56MW。储能梯次利用配置600800kW。中型景区专用车充换电站服务于90150辆电动景区专用车。电池按1：1.5配置，电池总数为135225组，其中备用电池数量为4575组。配置35个电池快换工位，540900台充电机。占地面积约为35亩。10kV配电系统供电，用电需求为2.54MW。储能梯次利用配置300500kW。小型景区专用车充换电站服务于3060辆电动景区专用车。电池按1：1.5配置，电池总数为4590组，其中备用电池数量为1530组。配置12个电池快换工位，180360台充电机。占地面积约为12亩。10kV配电系统供电，用电需求为0.81.5MW。储能梯次利用配置100200kW。4.4 城际大巴充换电服务网络城际大巴充换电服务网络由城际大巴充换电站以及直流充电桩组成。以城际大巴充换电站集中换电为主，直流充电桩整车插充为辅。城际大巴充换电站一般结合城际大巴车专用停车场建立。城际大巴停车场两端、途径道路沿线均应建立充换电站。在公路沿线布置的充换电设施应采用换电模式，建设城际大巴充换电站。在已有高速公路应结合服务区建设城际大巴充换电站或综合充换电站；规划建设的高速公路在建设服务区时预留充换电站的位置。高速公路配送站双向布置，原则上每百公里不超过2对；国道、省道考虑每25公里布置1座配送站。按城际大巴车辆数量可将城际大巴充换电站划分为大型城际大巴充换电站、中型城际大巴充换电站、小型城际大巴充换电站三种。每辆电动城际大巴一般配备912块动力电池。大型城际大巴充换电站服务于180240辆电动大巴。电池按1：1.5配置，电池总数为270360组，其中备用电池数量为90120组。配置68个电池快换工位，10801440台充电机。占地面积约为68亩。10kV配电系统供电，用电需求为4.56MW。储能梯次利用配置600800kW。中型城际大巴充换电站服务于90150辆电动大巴。电池按1：1.5配置，电池总数为135225组，其中备用电池数量为4575组。配置35个电池快换工位，540900台充电机。占地面积约为35亩。10kV配电系统供电，用电需求为2.54MW。储能梯次利用配置300500kW。小型城际大巴充换电站服务于约60辆电动大巴。电池按1：1.5配置，电池总数为90组，其中备用电池数量为30组。配置2个电池快换工位，360台充电机。占地面积约为2亩。10kV配电系统供电，用电需求为1.5MW。储能梯次利用配置200kW。5 乘用车充换电服务网络规划技术原则乘用车充换电服务网络由乘用车充换电站、集中充电站、电池配送站、交流充电桩组成。5.1 乘用车充换电站乘用车充换电站一般结合乘用车停车场建设。可将乘用车充换电站划分为大型乘用车充换电站、中型乘用车充换电站、小型乘用车充换电站三种。电动乘用车一般配备4块动力电池。大型乘用车充换电站为电动乘用车提供10001200车次的电池。若按平均每辆车2天一次换电需求计算，大型乘用车充换电站可满足20002400辆电动乘用车的能量需求。电池按1：1.5配置，电池总数为15001800组，其中备用电池数量为500600组。配置1012个电池快换工位，20002400台充电机。占地面积约为810亩。10kV配电系统供电，用电需求为44.8MW。储能梯次利用配置600800kW。中型乘用车充换电站为电动乘用车提供600800车次的电池。若按平均每辆车2天一次换电需求计算，中型乘用车充换电站可满足12001600辆电动乘用车的能量需求。电池按1：1.5配置，电池总数为9001200组，其中备用电池数量为300400组。配置68个电池快换工位，12001600台充电机。占地面积约为57亩。10kV配电系统供电，用电需求为2.53.2MW。储能梯次利用配置300500kW。小型乘用车充换电站为电动乘用车提供100200车次的电池。若按平均每辆车2天一次换电需求计算，小型乘用车充换电站可满足200400辆电动乘用车的能量需求。电池按1：1.5配置，电池总数为150300组，其中备用电池数量为50100组。配置12个电池快换工位，200400台充电机。占地面积约为12亩。10kV配电系统供电，用电需求为0.40.8MW。储能梯次利用配置80160kW。在高速公路沿线布置充换电设施以满足车辆城际运行时的换电需求，以充换电站为主，与集中充电站较近的也可建设电池配送站。在已有高速公路应结合服务区建设乘用车充换电站；规划建设的高速公路在建设服务区时预留充换电站的位置。高速公路配送站双向布置，原则上每百公里不超过2对；国道、省道考虑每25公里布置1座配送站。5.2 集中充电站集中充电站以“集中充电、统一配送”的原则，主要服务于电动乘用车，按照建设规模可分为大型集中充电站、中型集中充电站、小型集中充电站。大型集中充电站一般能够为电动乘用车提供20003000车次/天的电池，配置40006000台充电机。若按平均每辆车2天一次换电需求计算，大型集中充电站可满足40006000辆电动乘用车的能量需求。用电需求为812MW。占地面积约为1218亩。宜结合220kV变电站建设，由双回35kV电源供电。中型集中充电站一般能够为电动乘用车提供5001000车次/天的电池，配置10002000台充电机。若按平均每辆车2天一次换电需求计算，中型集中充电站可满足10002000辆电动乘用车的能量需求。用电需求为24MW。占地面积约为36亩。宜结合110kV或35kV变电站建设，由双回10kV电源供电。小型集中充电站一般能够为电动乘用车提供100200车次/天的电池，配置200400台充电机。若按平均每辆车2天一次换电需求计算，小型集中充电站可满足200400辆电动乘用车的能量需求。用电需求为0.51MW。占地面积约为0.61.2亩。宜结合35kV变电站建设，由双回10kV电源供电。集中充电站规划应具有前瞻性和全局性，留有潜力，以适应未来数年内电动汽车的发展需求。集中充电站具有充电量大、辐射广的特点。所以集中充电站应尽量建设在负荷中心或者车流量比较大的区域中心，其辐射的半径应不大于10km。市中心区繁华地段可发展少量的中型站、小型站，在相对偏远的地带建设大型站。5.3 电池配送站电池配送站与集中充电站相配套服务，有效地扩大了集中充电站的服务半径，提高了电池配送站周边电动汽车的服务需求。在集中充电站中对电池进行集中充电和维护，通过电池转运仓向电池配送站进行统一配给。电网公司可成立配送车队进行电池配送，也可利用城市现有的物流网络进行配送。按规模不同，将电池配送站分为大型电池配送站和小型电池配送站。大型电池配送站配置34套电池快换装置，可为300400辆电动乘用车提供换电服务。占地300400平米。用电需求为0.10.12MW。由400V电源供电。小型电池配送站配置12套电池快换装置，可为100200辆电动乘用车提供换电服务。占地100200平米。用电需求为0.030.06MW。由400V电源供电。以集中充电站为中心，合理布置电池配送站。电池配送站的设置主要有以下原则：电池配送站是围绕集中充电站布设的，两者之间的距离原则上不超过10km，以方便电池的充电和配送；考虑地域和充电需求，可适当调整。5.4 电池配送物流网络应建立完善、快捷的电池配送物流网络，电网公司可成立配送车队进行电池配送，也可利用城市现有的物流网络进行配送。通过电池集装箱将充满电的电池从集中充电站运至电池配送站，并将耗完电的电池送回集中充电站。在运输过程中电池箱不宜挤压、摔碰，需要与电池箱托架一起运输。由于大货车底盘高，装卸需使用大型吊机，而且大货车在市区通行有较大的限制，不宜进行市区的电池配送。电池适宜用厢式货车运送，并由小型吊机或专用的转运平台进行装卸。运输一辆电动公交车用的电池共需运输2.976吨。每辆厢式货车仅能运载一辆公交车的电池，因此，大型电动车（公交车、环卫车等）不适宜电池配送模式，应结合大型车停车场地建设充换电站。每辆电动乘用车装有4块电池箱，共约260公斤，适宜配送模式。每个电池转运仓由4×8即32个电池存储位组成，用于电池箱的存放。每辆配送车可运送2个转运仓，即16车次的电池。5.5 充电桩规划原则公交车、环卫车、大巴车等大型车采用直流充电桩辅助充电。一般结合公交车充换电站、环卫车充换电站、大巴车充换电站进行配置。若公交线路一端建设充换电站，另一端宜根据实际情况建设部分直流充电桩作为辅助充电设施。乘用车采用交流充电桩充电。交流充电桩建设，选择在公司营业场所停车场、公共建筑（商场、写字楼等）和住宅小区等公共停车场或乘用车充换电站内安装。新建公共建筑和居民小区业扩报装时，按20%及以上车位规划建设充电桩，现有具备改造条件的公共建筑和居民小区停车场按10%及以上车位加装充电桩。在专用停车区安装交流充电桩，以便于使用和管理。新建建筑物、居住小区等场所的配建停车场，以及社会公共停车场，应设置供电动汽车停放的专用停车区；已建建筑物、居住小区等场所的配建停车场以及社会公共停车场，宜通过技术改造措施，设置供电动汽车停放的专用停车区。交流充电桩充电功率一般不大于7kW。交流充电桩供电电源原则上利用停车场配电设施，采用单相 220V 或三相400V电缆（沟体埋设）供电。当停车场配电设施无法满足容量要求时，可进行增容改造。交流充电桩应具备保护、控制、计量等功能。交流充电桩应具备数据通信接口。6 供电系统充换电设施供电电源的配置，应根据城市电网的实际情况、发展规划、充换电设施的规模和用电容量确定。充换电设施的供电容量应满足站内充换电设备、动力、监控、照明、办公等用电的要求，并留有一定裕度。充换电站、集中充电站采用两路 10kV（或35kV） 电缆（沟体埋设）供电，设置 2 台及以上专用配电变压器。采用10kV（或35kV）双电源供电时，10kV （或35kV）侧母线可采用单母线或单母线分段接线，0.4kV侧采用单母线分段接线。充电桩采用专用配电网络集中供电。交流充电桩采用单相220V或三相0.4kV电缆（沟体埋设）供电。直流充电桩采用三相0.4kV电缆（沟体埋设）供电。0.4kV配电系统接地型式宜采用TN-S 系统。