华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室的研究人员肖湘宁、温剑锋等，在2014年第8期《电工技术学报》上撰文指出，由于在缓解能源危机与环境污染等问题方面的重要作用，电动汽车在世界上许多国家得到大力发展。与其紧密关联的充电基础设施的规划建设是影响电动汽车推广成效及发展规模的重要因素。本文首先分析了充电设施建设过程中世界各国存在的共同问题，以及我国的特殊问题；之后，对电动汽车发展规模预测、充电模式选择与充电设施配置、电网与充电设施的相互作用与影响等几个充电设施规划时需优先解决的关键问题进行了分析研究；最后，结合我国具体情况，针对充电基础设施的建设和规划布局中的核心问题提出若干指导性原则与建议。

　　1引言

　　完善的充电网络是电动汽车产业推广的前提和基石，尤其在电池技术没有得到突破的条件下，如何开展充电基础设施的配套建设显得更为重要。因此，世界各国均把充电设施的规划布局作为推动电动汽车发展的主要内容，为此出台一系列激励措施并投入大量资金支持充电基础设施的建设[5,6]，但由于目前还都处于探索实践阶段，在这方面仍存在以下共同问题：

　　（1）充电网络与服务网络建设滞后。相对于燃油汽车加油站，充电站充电时间较长，且现阶段充电便利性较低。

　　（2）电动汽车的充电需求具有多样性，给充电设施的规划增加了难度。

　　（3）世界各国充电基础设施技术标准不统一，阻碍了电动汽车的全球化发展。

　　（4）充/换电基础设施建设投资效益不明显，导致推广建设的积极性降低，基础设施建设越滞后电动汽车越难以推广，形成了不良循环。

　　（5）运营模式不明确。充、换电各有优缺点，两者的发展还未找到平衡点。

　　（6）可再生能源利用和微电网发展如何与电动汽车充电需求相结合。分布式新电源、微电网与电动汽车及其充电基础设施的结合具有诸多优势，可使电动汽车逐渐走向零污染排放。在电动汽车基础设施建设规划中，如何积极地就地利用和配置新能源充电，科学有序地调度电动汽车充放电，已经成为国内外研究热点。

　　除了上述共性问题之外，电动汽车充电基础设施在我国的建设发展中还面临许多特殊的问题：

　　（1）未发挥市场对资源配置的决定性作用。我国充电设施市场一度处于不开放的状态，很大程度上阻碍了资源的配置。随着充电市场的逐步开放，在市场机制的引导下，充电设施的规划建设将更加高效。

　　（2）配电网建设相对滞后。随着电动汽车的不断发展，大量充电负荷接入配电网，对配电网的灵活性和可靠性提出了更高的要求，而我国配电网更新换代相对滞后，若不采取一定措施，将逐渐束缚电动汽车充电设施网络化的建设。

　　（3）发达地区仍存在限电现象，影响满足电动汽车充电需求的信心。在现阶段经济增长迅速期，发达地区夏季因用电高峰期供电紧张而需要拉闸限电或通知限电。这无疑会影响部分城市电动汽车规模化发展。

　　（4）充电基础设施报装复杂，投资建设主体不明朗，投资回报低。

　　（5）居民拥有独立停车位及充电桩困难，集中型公用充电站征地困难。中国城市居民居住密集，以高层单元公寓楼为主，固定泊车位置数量很有限，而在拥挤的大城市市区建设集中型充电站，征地几乎是不可能的。

　　（6）缺少重要车企对核心技术开发及充电设施推广提供支持。

　　上述问题的解决，一方面有赖政府及相关企业积极参与配合，在扶持政策、标准制定等方面采取相应措施，为电动汽车及充电设施的发展提供支持；另一方面，则需要根据电动汽车本身的特点，紧密结合电动汽车电池特性、居民生活用车特点与规律、电网状况等，研究充电基础设施的合理规划布局，使充电网络足够完善高效，可以充分满足相应发展阶段下电动汽车的充电需求。

　　充电设施的规划是一项系统而复杂的工程，需要考虑多方面因素。本文对关系到规划成效的多个基础性、关键性问题进行深入的分析与研究：包括电动汽车数量与规模预测、充电模式的选择与充电设施的配置、基础设施和电网间的相互作用与影响等；在此基础上，针对充电基础设施的发展和规划布局中的核心问题提出若干指导性意见和建议。

　　2 电动汽车数量与规模

　　充电基础设施为电动汽车提供动力补给，其建设数量应与电动汽车发展规模相匹配，他们之间既相互制约又相互推动。因此，预估相应规划年下的电动汽车保有量是进行充电设施规划布局的基础。

　　电动汽车的发展规模受多方面因素的影响，包括动力电池的技术、汽车技术及充电设施的完善程度等技术性因素以及汽车成本、政府政策补贴及消费者接受心理等非技术性因素。

　　从电动汽车数量发展现状及预测结果可以看出，现阶段各国电动汽车保有量及渗透率均较小，但在未来几年将呈现快速化增长态势，而电动汽车保有量的快速增长，需要有完善和高效的充电网络的支持，合理规划建设充电设施以适应电动汽车数量规模的快速增长是国际上急需解决的重要问题。

　　3 充电模式的选择与充电设施的配置（略）

　　由于电动汽车充电需求具有多样性，对应不同的充电需求，需匹配不同的充电模式，配套建设不同类型的充电设施。

　　4 充电基础设施与电网间的相互作用与影响（略）

　　随着未来电动汽车的普及，大规模电动汽车通过充电设施接入电网进行充电，势必对电力系统的正常运行产生影响。充电基础设施作为电动汽车与电网之间的连接点，其规划建设应与电网相互协调、相互配合。

　　5 对充电设施规划布局的若干建议

　　基于以上对充电设施规划中的若干关键问题的分析研究，本文针对充电基础设施的发展和规划布局提出以下若干原则和建议。

　　5.1 规划布局的指导性原则

　　（1）电动汽车充电基础设施规划与建设应遵循科学有序发展。充电设施的规划建设是一项系统工程，应建立在科学分析和优良资源配置的基础上，结合我国国情，综合考虑电动汽车的运行规律、城市用地规划、电网的承载能力和电动汽车及其充电技术的成熟度，采用科学的方法和手段，制定合理、经济、适用的电动汽车充电基础设施规划方案。同时，充电基础设施的规划既要充分考虑导入期的不定因素，又要适应电动汽车技术的发展趋势。在进行充电设施规划时，要分阶段加以修正，充电设施的数量与规模不能过于超前，以免造成资源的闲置和浪费，应充分考虑电动汽车的推广与充电设施建设的相互影响作用。电动汽车充电基础设施的规划和建设要总结示范城市的试点经验，要做到科学有序发展。

　　（2）充电基础设施的分布应与电动汽车泊车的时空分布尽可能保持一致。电动汽车一般须在停泊的时间和地点完成能量补给，充电行为发生的时空分布规律与电动汽车的泊车规律相互关联。城市中不同功能区域的交通规律和泊车特点各不相同，为保证充电的便利性和充电设施的使用率，充电基础设施的分布应与该地区电动汽车泊车的时空分布规律尽可能保持一致。

　　（3）充电基础设施的布局应兼顾用户便利性、建设经济性和技术合理性要求。充电基础设施的选址应满足该地区的任意地点都处在某一充电站或充电桩的服务半径内，以保证用户充电的便利性；充电基础设施及车桩比依据规划合理布局，应兼顾建设的经济性；充电模式的选择应综合考虑用户的便利性和动力电池的安全使用与耐受能力。

　　（4）充电基础设施的规划应与该区域总体规划和路网规划相互协调。城区总体规划是城市发展的总原则，充电基础设施是未来城市整体规划的组成部分。充电基础设施的选址和布局直接关系到充电车流的状态，影响到整个地区交通系统的总体经济运行。充电基础设施的布局应与路网规划相统一，在中小城市和大型城市周边地区开展电动出租车试点，尽量避免以充电为目的车流对城市交通产生影响，保障城市交通的畅通。

　　（5）充电基础设施的建设应与该地区电网规划发展相协调。充电基础设施容量增长应与地区负荷和电网总容量相协调，以保证电网为电动汽车提供充足的电力供应；充电基础设施的布局应与配电网的规划相协调，避免出现电压越限、配电线路或配电设备过载等问题；充电基础设施应满足接入电网的电能质量要求，并适当配置补偿和治理装置，避免对电网电能质量造成不良影响。

　　（6）逐步实现有序充电和采用绿色可再生能源供电。利用分时电价等市场机制，引导部分电动汽车在电力低谷时段慢速充电。充分利用智能配电网及其信息系统，逐步实现充电站分时段有序充电和智能充电。在充电基础设施建设中，应充分考虑就地的风电、光伏等分布式新能源的集成利用条件，最大限度地发挥新能源的作用来替代传统的化石能源，促进电动汽车的能源结构由传统的化石能源向无污染的可再生能源和新能源转变，真正实现全社会零排放、清洁无污染的绿色交通。

　　（7）充电基础设施的建设应符合环境与安全的相关规定。充电设施的规划符合环境保护和防火安全的要求，充电设施不应靠近有爆炸或火灾危险等潜在危险的地方，也要避开地势低洼和可能积水的场所，并充分利用就近的供电，交通、消防、给排水及防洪等公用设施。

　　5.2 充电模式选择与充电设施配置的相关建议

　　根据前文对各车辆运行规律及充电模式的匹配分析，对不同类型车辆充电模式及设施的选择建议见表4。其中，私家车分散充电设施在各功能区配置比例应有所区别，本文结合美国NHTS 中相关数据以及文献[36]中充电初始SOC 的统计结果，根据前述充电设施配比度计算方法对分散慢充桩与电动汽车的配比度（见表3）以及快慢速分散充电设施配比度进行分析，给出表5 所示的推荐值。

　　随着动力电池技术的发展，电动汽车续航里程增加，各类型车辆的充电模式将逐步过渡到慢充模式，分散充电设施中慢充桩与电动汽车的配比度、快充设施与慢充设施的配比度均将逐渐减小。

　　6 结论

　　充电基础设施是电动汽车推广应用的重要环节，其规划布局是关乎未来电动汽车产业发展和城市建设的重要而复杂的问题。随着国家新一轮电动汽车推广工作的开展，充电基础设施的建设将迎来新的高潮。

　　从目前动力电池技术发展水平、整车及电池标准化发展程度以及电网影响等角度考虑，电动私家车应以分散式慢充为主，适当配备分散快充设施作为补充，并合理确定两类设施的配比度，以满足用户不同类型的充电需求，同时保证投资建设的经济性。

　　对于其他类型的车辆，应优先选择慢充模式，在慢充不满足运行要求的条件下，根据车辆的行驶及泊车的时空特点，在合适的地点建设集中型快充站或者换电站。在充电基础设施的规划建设过程中，应紧密结合电网特点，充分研究充电设施与电网的相互影响及作用，采取相应措施，使两者可以友好互动、协调发展。

　　现阶段仍处于电动汽车发展初期，随着电动汽车的普及，其运行规律和充电行为的基础数据将更加准确丰富，充电设施的投资运营模式也将趋于清晰，因此，在电动汽车行为规律、充电设施与电网的互动等方面，仍存在较大的研究空间，通过深入研究，可以更加合理的对充电设施进行规划布局，为电动汽车的推广普及提供强有力的支持。