摘要：电动汽车作为节能环保型交通工具电动汽车的优点是其污染物的零排放，并摆脱了对石油资源的依赖，是国家近年来降低化石能源消耗，提高新能源发展的新思路。本文通过对电动汽车能耗分析，研究了电动汽车的充电桩，蓄电池，对电网的影响等做了分析，并对电动汽车与电网的未来发展做了分析与展望，对电力部门的发展具有重要的意义。
关键词：电动汽车；环境保护；电力系统；充电桩
0背景
近年来不断发展的雾霾天气，严重地影响了人们的日常生活，这也使得推广电动汽车的应用迫在眉睫。低碳发展，绿色城市，应用电动汽车代替燃油汽车，一方面可以缓解能源危机，另一方面也可以从源头上控制对环境的污染，缓解日益严重的雾霾天气。
由于能源危机和环境污染的加剧，节能减排成了全球的共同课题，低碳经济、低碳生活和低碳电力等概念被相继提出。其中，电力低碳化发展的本意是减少化石能源的消耗，促进可再生能源的开发与使用，进一步改善能源供应结构，形成可持续的能源供应机制。这不但表现在用电方式的转变上，而且也是减少化石能源的重要途径，最典型的应用案例就是电动汽车，电动汽车的推广应用，同样关系到减少温室气体的排放量。
21世纪将是环保的世纪，人们对生存环境的空气污染日益关注，曾给人类带来巨大贡献的汽车也将面临洁净化、环保化革命，为了能够既充分地利用汽车的巨大作用，又有效地减少石油资源的消耗和控制有害气体的排放量，人们又对汽车进行了大量的改进，取得了令人瞩目的成果，其中，电动汽车便是这些成果中的佼佼者。
1.电动汽车汽车耗能分析
1.1电动出租车能耗分析
根据走访调查资料分析，出租车的１天平均行驶里程为400千米左右。每辆出租车由２名司机轮流驾驶，分小班和大班２种模式。小班模式的司机每12小时换１次班；大班模式的司机每24小时换1次班。由于日行驶里程较长，1次充电不能满足运营要求，而且出租车的停运时间较短，一般选择快速充电。假设出租车的日行驶里程为400千米，设其百公里消耗电能为10千瓦时。
1.2电动公交车能耗分析
根据目前汽车厂家的资料分析，公交车１天的行驶里程为200千米。公交车的首班发车时间为6：00左右，末班时间为22：30左右。电动公交车的额定行驶里程约为200千米，考虑到安全等因素，１次充电不能满足全天的运营要求，因此白天运营时可以选择快速充电，夜间停运时可以选择常规慢速充电。假设公交车的日行驶里程为180千米，设其百公里消耗电能为50千瓦时。
1.3电动公务车公务车能耗分析
根据目前汽车厂家的资料分析，作为政府、机关等部门用车，1天的行驶里程较短，平均为80千米左右。在未执行公务时即可进行充电。由于停运的时间较长，可以在停运时或用电低谷时选择常规慢速充电。假设公务车的日行驶里程为80千米，设其百公里消耗电能为10千瓦时。
1.4电动私家车能耗分析
根据目前汽车厂家的资料分析，私家车主要用于上下班以及休闲娱乐等，1天的行驶里程约为30千米。私家车的用车时间较为集中，停车时间相对较长，可在居民停车场、商场超市停车场和单位停车场进行常规慢速充电。私家车１年的平均行驶里程约为2万千米，由此可以得到其日均行驶里程约为50千米。因此，假设电动私家车的日均行驶里程近似为70千米，设其百公里消耗电能为10千瓦时。
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2.充电设施
目前国内电动汽车充电设施的建设、运营主要有三种商业模式：一是公用充电站模式，二是停车场（或路边）充电桩模式，三是电池更换站模式。对快充、慢充和电池更换这三种常用的充电方式进行分析，其优缺点见下表。以电动汽车交流充电桩为研究对象，从硬件、软件、通信协议、电能计量、智能充电策略等方面，对电动汽车充电桩设计进行研究；结合已投运的电动汽车充电站实际情况，从充电系统、配电监控系统、安防系统、计量计费系统、有源滤波装置及直流电源系统六个方面，研究充电站运行管理系统的功能及组成，为电动汽车充电站运营管理提供实践支撑。因此，作为电力部门的充电设施须由特制性向普适性的转变。
3.动力蓄电池问题
目前应用的蓄电池，因其比能量、比功率、循环使用寿命低，成本高，严重地制约了电动汽车的发展，蓄电池的性能决定了电动汽车的性能指标，其能量密度决定了电动汽车一次充电的续驶里程，其功率密度则决定了电动汽车的加速性能和最高车速，现在，世界各发达国家都制定了相应的电动汽车用动力蓄电池的发展计划，我国这方面也在不断的进步。
4.电力网络面临的挑战
随着电动汽车规模化发展，大规模的充电负荷涌入电网，电网经济性、稳定运行及电能质量等都受到严重影响。电动汽车充电控制策略研究显得尤为重要，而以有序充电负荷为基础的电网规划也将更加经济高效。同时，电动汽车作为单独的分布式电源给新能源消纳提供了新机遇，也带来了新问题，是今后电力部门需要注意的方面。
5.电力系统发展电动汽车新挑战
电动汽车规模化发展要求电动汽车充电控制策略必须进行相应调整，对于集中式的充电站可通过制定适当的控制性管理模式，如控制电动汽车用户选择充电方式和充电服务时段等，即在充电方式管理上有所调整；而对于分布式的充电桩，制定合理的实时充、放电价，研究科学的充、放电策略，以对其进行有效的充、放电控制，使规模化电动汽车顺利发展和健康运行。届时，充电电价将会一定程度上从以营利及社会服务为目的向引导充电行为的职能转化。
就充电设施网络方面，车用电池技术的革新、充电设施设计制造技术的进步及车用电池与充电设施标准的制定成为未来电动汽车规模化发展的首要任务和前提；此外，充电设施规划应更多结合电动汽车用户本身分散性的特点，综合考虑电动汽车用户需求、居民区变压器容量及配电网投资规模及其经济性等，大力发展分布式的充电方式。
就电力网络方面，为减小电动汽车充电行为对电网运行的影响，充电控制策略亟待进一步发展；而基于进一步发展的充电控制策略，电网规划的思路及方法都将成为未来研究的重点；同时，结合传统发电机组、电动汽车负荷及新能源出力的电网协调调度必将给传统电网调度技术注入新的活力。而就电动汽车管理平台方面，管理平台的开发与设计、数据管理、充电设施管理及管理系统与电网调度系统的融合都将随着规模化电动汽车大数据时代的到来成为新的行业热点。
6.结论
目前，电动汽车规模化发展所需的条件还不完全具备，规模化发展后所带来的问题亦不完全明朗。本文主要从充电设施、蓄电池和电动汽车能耗分析三大方面阐述了电动汽车发展所面临的挑战，并且指出电动汽车规模化发展后一些传统理念需要转变，同时仍有许多技术难题亟待突破和解决。电动汽车具有无污染、低噪音、结构简单、维修方便等优点，且不消耗汽油、可应用多种能源，是一种新型交通工具，另外，电动汽车可以安排在夜间用电低谷时段充电，充分利用用电低谷时段的富余电力，因此，在无须投资建设新电厂的情况下，达到合理和节电的效果，在人们环境保护意识大大增强的21世纪，电动汽车一定会得到全面、迅速的发展。
参考文献：
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论文作者:刘涛,常洋,覃文念,李倩倩,华静
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/9
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