新能源汽车充电桩空间布局优化研究

新能源汽车充电桩空间布局优化研究

付明威

宁夏回族自治区电力设计院有限公司 宁夏 银川 750016

摘要：目前从新能源汽车国家监测平台2019年的数据得知,有37%的用户在充电过程中,需要驾驶超过3公里;有45%的公共充电场站月服务车辆小于50辆。由此可见,场站使用效率不高,用户又抱怨没有地方充电,供需存在不匹配问题。本文对新能源汽车充电桩空间布局优化进行分析，以供参考。

关键词：新能源汽车；充电桩；空间布局

引言

据中国充电联盟披露，我国公共充电桩TOP10省市分别为江苏、广东、北京、上海、山东、浙江、安徽、河北、湖北、福建，合计公共充电桩保有量39.24万台，占比73.9%，其中前四名市场份额皆超过10%，合计占比46.1%；从趋势上看，北京、上海、广东等发达地区公共充电桩市场份额持续降低，从2016年2月43.5%减少到2020年2月36.1%，二、三线城市充电桩建设加快，从侧面映证我国新能源汽车往二、三线城市渗透提速。

1新能源汽车发展的重要性

对消费结构进行优化，推动新能源汽车的发展，扩大新能源汽车的市场，还可以对现阶段的能源消费结构进行优化。对目前电动汽车的经济市场进行分析可以发现，相比较传统的燃料成本花费来说，电动汽车只需要花费传统燃料成本的八分之一，即可达到方便出行的目的，大大减少了成本开支，所以说发展新能源汽车有着积极意义。

2新能源汽车的种类

2.1混合动力汽车

混合动力汽车主要指的使用传统燃料，同时配用动机来改善低速动力输出的车型。根据燃料的实际种类进行分类，主要分为以下两种：第一，汽油混合动力汽车；第二，柴油混合动力汽车。目前我国汽车经济市场中，混合动力汽车主要为汽油混合动力。

2.2燃料电池电动汽车

燃料电池电动汽车的主要燃料为氢气或者甲醇，在正常的运行过程中通过进行化学反应，从而产生电流，最后进行驱动。氢气和氧气需要通过化学反应为汽车的电池提供能量，不能通过燃烧进行供能。在发生化学反应的过程中，燃料电池电动汽车并不会产生污染性气体，所以说此种类型的汽车为无污染汽车。同时，燃料电池的转化效率非常高。从环境保护角度来讲，燃料电池是现阶段最优质的新能源汽车种类。

2.3燃气汽车

燃气的组成成分比较单一，具有较高的纯度，可以和空气均匀混合，进行完全燃烧，排放物中的CO和微粒也非常少，即使在比较低的环境温度下发动机的工作性能也不会受到较大的影响。但是燃气汽车也有一定的局限性，相比较来说燃气汽车的运输能力以及发动机的效率比较低。为了有效解决此类问题，一般情况下燃气汽车会使用双燃料系统，目前公交汽车主要为燃气汽车。

3新能源汽车充电桩中绝缘材料的应用

3.1导热绝缘片在新能源汽车充电桩中的应用

导热绝缘片主要位于充电桩的散热模块部位，采用TIS导热绝缘片无论是对于快充充电桩的运行还是慢充充电桩的运行都具有良好的效果。传统的简单风扇散热器和原有的导热陶瓷片，已经不能满足高效率、高热量的电源模块的导热需求。针对充电桩基本的结构、连接位置、电线电缆、内部元件等特性，采用TIS系列导热硅胶片，可实现高效的绝缘性能。TIS系列导热绝缘片，能够同时达到导热和绝缘的效果。材料使用时：将绝缘性的硅胶片放入到导热材料中，能够实现低热阻的高压绝缘，具有良好的传导性与良好的电介质强度，保障充电桩能够高效率地工作。从而实现新能源汽车智能化、轻量化、集成化使用。

3.2阻燃耐候材料在新能源充电桩中的应用

随着新能源汽车的发展，结合充电桩的使用场地，室内充电桩和室内外充电桩的防护等级都要达到P32以上。尤其是在面对外部恶劣天气的时候，充电桩要具有良好的壁垒条件与绝缘性，防护等级需达到IP54，方能保证车身安全、充电设备安全和人身安全。充电桩对材料的耐候性和抗冲击性等性能具有较高要求，在配套设施上要求使用更好的阻燃耐候材料，保障充电桩安全运行。目前经过测试项目以及实验之后，轻量化材料是未来新能源汽车的发展趋势，例如轻量化的导热硅胶片可以为动力电池减负。在动力电池中包含了多达几十片的导热硅胶片，提高动力电池能量密度的前提下，能够实现新能源汽车导航里程的增加，而且导热硅胶片使用密度轻量化的特性，使得新能源汽车动力电池的性能增多，实现了可持续发展和节能减排双重目标。塑料和复合材料结合，可形成性能优异的轻质材料。如碳刷座绝缘件对应于待冲压成型的碳刷座绝缘件内脱板的形状，有与内脱板的形状一致的开口，凹模板中间下模组件有与碳刷座绝缘件上的安装孔对应的冲针孔，从上到下依次布置有导柱固定板和底板，冲针孔的周壁和内脱板的外周缘设有吹气孔。通过吹气孔提高模具的排料排屑能力，避免因排料排屑不畅引起一系列问题。

4充电桩选址空间布局优化分析

4.1构建判断矩阵

该研究将层次分析与选定的17项新的机动车敏感度分析结果相结合，研究了城市管理、交通运输等领域的相关数据和文件，并将指标与环境保护站有关官员的评价汇总后的定量评价和定量计算相比较，以确定评价矩阵的尺度及其定义，如表1所示。

表1判断矩阵标值及其定义

4.2评价参数的设定

根据驾驶员寻找充电站的愿望，在调查中，结合其馀的网络数据，为驾驶员提供了一个理想的充电站，充电距离约为。500m，因此本文为空间网格建立了500m×500m的正方形。使用ArcGIS中的fishnet函数将研究区域划分为2150 x 500M网格。将POI数据和影响因素中包含的部分线数据映射到网格，并将其映射到相应的网格。透过点密度分析、图征转换等使资料类型一致，来识别指标中各种资料类型的值指定。将矢量数据对象从源数据转换为包含评估信息的栅格数据。指标按级别分类，评级按级别分为五个类别。可以通过用颜色编码数据表示空间中的不同指标来创建影响因素的层次图。

4.3GIS实现

GIS将基础数据分别点阵化为500m×500m的网络，清楚地表明了城市中心的利益更加集中，特别是在董事会的南部、南部、南部、南部、南部和鼓形地区，尾场位于城市规划的主要问题上，总量较小。人口统计数据处理的结果，例如b .人群主要集中在福岛州西部和内陆城市。将网格值评估中的影响因素与设定权重相结合，并利用Arcgis进行组合计算，获得福州市新能源状态选择的适宜性分析，如图1所示。该网络按区域总值分为五类。综合评价较高的区域更适合建立新的能量桩，而不是较高值的区域，这表明该区域新能量桩的数量应该更多。加上收到和分析的数据，福岛州首府现有充电站的数量远远不足以满足新车的需求，新的充电站布局是一个很难有效利用的中心趋势。

图1选址适宜性评价图

结束语

综上所述，现阶段我国新能源汽车目前处于不断发展的阶段，在实际的发展进程中存在着许多问题，而要想有效解决发展进程中的各种障碍，离不开政府的扶持、技术工作人员的创新研究、经济市场的发展等，从多个角度对其进行完善和处理，进而更好的开拓自身的经济市场，为新能源汽车的进步和发展提供保障。

参考文献

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