（工商管理专业论文）上海e公司电动汽车充电模式研究.pdf

江苏大学工商管理硕士( m b a ) 学位论文 摘要 电动汽车的商业化是中国经济实现低碳转型的重要抓手，也是中 国汽车工业比肩世界先进水平的重点突破方向。充电模式的选择将决 定充电设施的建设规划，而充电设施的建设将决定电动汽车的推广应 用。本文正是在这样的背景下，结合上海自身特点，对充电模式进行 了系统化研究，主要工作内容及研究成果如下： 总结出目前存在三种主流的充电模式，其中包括：集中快速充电， 分散慢速充电和机械充电( 换电) ，分析了三种充电模式各自的优点 和存在的不足，指出无法用某一种单一的充电模式满足电动汽车的加 能需求，实现电动汽车的推广应用，应该在分析本地特征的基础上， 有机的将各种方式相结合并分清主次。 论文分析了目前国际上主要电动汽车推广国家包括美国、日本、 德国、法国、英国、葡萄牙、以色列等采用的充电模式。总结出每个 国家有各自不同的应用背景，其他国家和经济体所采用的方式只能作 为选择充电模式，进行充电设施基础建设的借鉴而不能照搬，应着力 分析自身存在的特点，定制适合自己发展和推广的策略。 论文给出了影响充电模式选择的六大影响因素，包括：技术因素、 地理因素、市场因素、消费者因素、基础设施建设难度因素和运营模 式因素等。指出在选择充电模式和设施建设策略时，应充分考虑所有 因素的影响。 i 江苏大学工商管理硕士( m b a ) 学位论文 基于上海市自身经济、地域特征，政策上偏向由电力部门进行充 电基础设施建设的特点，在对上海市新能源汽车及充电设施发展现状 和建设需求分析的基础上，综合分析了影响充电模式选择的六大因 素，最终给出了适合上海特点的充电模式，即“换电为主，充电为辅。 并给出了短期的建设规划。 针对给出的充电模式，首先，运用t i m e s 模型，对运行成本和政 策补贴进行了分析，指出该模式相对其他模式具有运行成本低、财政 补贴相对经济、便于新能源汽车推广；其次对该模式下，电网建设的 规划进行了适应性分析，考虑了电网的适应性，指出集中充换电配以 慢速交流充电的方式，便于电网的总体建设规划和对风能、太阳能等 新能源的有效利用；最后分析了该充电模式对产业链带来的经济效益 及节能减排效益。 关键词：电动汽车，充电模式，低碳经济，电力工业 江苏大学工商管理硕士( m b a ) 学位论文 a b s t r a ct t h e a p p l i c a t i o na n dp o p u l a r i z a t i o no f t h ee l e c t r i cv e h i c l e sa r eo n eo ft h ek e yp o i n t s f o rc h i n at oc h a n g ei t se c o n o m i ct oal o w c a r b o no n ea n da l s ot h eb r e a kp o i n tf o rt h e d o m e s t i ca u t oi n d u s t r yt oc o m p e t ew i t ht h eo t h e r si n t e r n a t i o n a l t h ec h o s e no f c h a r g i n gm o d ew i l ld e c i d et h ew a yt h a tt h ec h a r g i n gf a c i l i t i e sb e e nb u i l ta n dt h e c h a r g i n g f a c i l i t i e sw i l ld e c i d ei nh o wd e g r e et h ee v sw i l lb e a p p l i c a t e d a n d p o p u l a r i z e d h e n c e ，t h es t u d yo nc h a r g i n gm o d eh a sb o t ht h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a l i m p o r t a n c e c h a r g i n gm e t h o d so fe v sa r es t u d i e ds y s t e m a t i c a l l yi nt h i st h e s i s t h e m a i nc o n t r i b u t i o n so ft h i st h e s i sc a nb es u m m a r i z e da sf o l l o w s ： t h r e ep o p u l a rc h a r g i n gm o d ei n c l u d ef a s td cc h a r g i n g ，s l o wa cc h a r g i n ga n d b a t t e r yr e p l a c e m e n ta r ei n t r o d u c e db o t hw i t ht h ea n a l y s i so ft h ea d v a n t a g e sa n d d i s a d v a n t a g e so ft h e s et h r e em e t h o d s t h ec o n c l u s i o ni sm a d et h a tn o n eo ft h e s e m e t h o d sc a ns a t i s f yt h en e e do fc h a r g e t h e s em e t h o d ss h o u l db ec o m b i n e di nr e a l p r a c t i c eb a s e do nt h ea n a l y s i so fr e a l i t ya n dt h ei m p o r t a n c eo fe a c hm e t h o dm a y n o t b et h es a m e t h ec h a r g i n gm o d eu s e di nu s ，j a p a n ，g e r m a n y , f r a n c e ，p o r t u g a la n di s r a e le t c a r ei n t r o d u c e d t h ea n a l y s i ss h o w st h a tw i t had i f f e r e n tb a c k g r o u n dd i f f e r e n tm e t h o d s a r ea d o p t e d t h em e t h o d su s e di no t h e rc o u n t r i e sc a no n l yb el o o k e do na sr e f e r e n c e s b u tc a nn o tb ec o p i e dd i r e c t l yw i t h o u ta n ym o d i f i c a t i o n o n es h o u l dd e s i g nt h e i ro w n m o d ea c c o r d i n gt ot h e i rp a r t i c u l a r i t i e s t h em a i nf a c t o r si n c l u d et e c h n i q u e ，g e o g r a p h y , m a r k e t ，c o n s u m e r , f u n d a m e n t a l c o n s t r u c t i o na n do p e r a t i o nt h o s em a yi n f l u e n c et h es e l e c t i o no fc h a r g i n gm o d ea r e g i v e n a l lt h e s e f a c t o r ss h o u l db ec o n s i d e r e dw h e nw ec h o o s i n gaa p p r o p r i a t e c h a r g i n gm o d e b a s e do nt h ef e a t u r e sa b o u te c o n o m i c s ，r e g i o nc h a r a c t e r i s t i c s ，p o l i c i e so fs h a n g h a i ， t o g e t h e rw i t ht h ea n a l y s i so ft h ec u r r e n ts i t u a t i o n sa n dr e q u i r e m e n t s ，t h ec h a r g i n g t os h a n g h a ia r ed e s i g n e d t h i sm e t h o dt a k e sb a t t e r yc h a n g i n gp r i m a r ya n d i i i a cc h a r g i n g 嬲as u p p l e m e n t t h es h o r tt i m ec o n s t r u c t i o np l a ni s a l s og i v e n 嬲a r e s u l t a c c o r d i n g t ot h ec h a r g i n gm o d e g i v e np r e v i o u s l ya n a l y s i sa b o u tc o s t ，i n f l u e n c e so n p o w e rg r i da n ds o c i a lb e n e f i t sa r em a d e f i r s t l y , at i m e sm o d e li su s e dt od ot h ec o s t a n a l y s i s t h er e s u l ts h o w st h a t t h i sc h a r g i n gm o d et a k e sl o w e rc o s t ，w i t hb e t t e r p o l i t i c a le f f e c ta n dc a l lm a k et h ep o p u l a r i z a t i o no fe v sm o r ec o n v e n i e n tt h a nt h e o t h e rc h a r g i n gm e t h o d s s e c o n d l y , w i t ht h i sc h a r g i n gm e t h o d ，t h ef u n d a m e n t a lf a c i l i t y c o n s t r u c t i o nc o u l df i tt h ed e v e l o p m e n to ft h ep o w e r 鲥dw e l la n dc o u l dm a k et h e u s a g eo fw i n dp o w e ra n ds o l a rp o w e re a s y a tl a s t ，t h eb e n e f i t sb r i n g sf r o mt h i s c h a r g i n gm o d et ot h ew h o l ei n d u s t r i a lc h a i na n dt h ep r o f i t sf r o me n e r g ys a v i n ga r e g i v e n k e yw o r d s ：e l e c t r i cv e h i c l e s ( e v ) ，c h a r g i n gm o d e ，l o w - c a r b o ne c o n o m i c s ，p o w e r i n d u s t r y i v 江苏大学工商管理硕士( m b a ) 学位论文 1 1 引言 第1 章绪论 进入二十一世纪以来，能源和环境问题已经成为当今人类生存和发展需要解 决的紧迫问题。石化资源的大量开采和使用导致日益严峻的地区环境退化与全球 气候变异。为应对全球气候问题，2 0 0 9 年1 2 月哥本哈根联合国气候大会上，中 国政府承诺2 0 2 0 年单位g d p 二氧化碳排放量在2 0 0 5 年水平上下降4 0 , - - - 4 5 。 为实现社会经济的可持续发展，中国必须实施节能减排策略。 传统燃油汽车作为消耗石油资源和污染环境的大户，正在不断受到新型清洁 能源汽车的冲击。电动汽车以电代油，能够实现“零排放”与“低噪音 ，是解 决能源和环境问题的重要手段。以电动汽车为代表的新一代节能与环保汽车是汽 车工业发展的必然趋势已经成为普遍共识，发展新能源汽车( 尤其是电动汽车) 是国家节能减排战略的关键抓手。 1 1 1 选题背景 2 0 0 9 年1 月，国家科技部牵头并会同财政部等部委发布文件实施“十城千 辆”计划，决定在北京、上海、重庆、杭州等1 3 个城市开展节能与新能源汽车 示范推广试点工作，以财政政策鼓励在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服 务领域率先推广使用节能与新能源汽车，对推广使用单位购买节能与新能源汽车 给予补助。2 0 0 9 年3 月，国务院在正式发布的汽车产业调整和振兴规划中， 提出了以新能源汽车为突破口，加强自主创新，培育自主品牌，形成新的竞争优 势，促进汽车产业持续、健康、稳定发展。2 0 1 0 年6 月1 日财政部等四部委颁 布关于开展私人购买新能源汽车补贴试点通知，激发了新能源汽车企业的产 能冲刺和新能源汽车的发展，明确新能源汽车的政策走势，对新能源汽车的发展 起到了导向作用。到2 0 1 0 年，新能源汽车示范推广城市扩大到2 5 个，6 个城市 启动私人购买新能源汽车补贴试点工作，已有5 4 家汽车生产企业的1 9 0 个车型 列入节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录。 江苏大学工商管理硕士( m b a ) 学位论文 电动汽车是指全部或部分用电能驱动电动机作为动力系统的汽车。电动汽车 包含纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车。电动汽车的特点有： 无尾气排放，具有良好的环境保护效果：噪声低，仅为传统汽车噪音的2 5 ；热 效率高，比传统燃油汽车高出近5 0 以上：排放的废热少，可有效减轻城市“热 岛效应 ；可回收利用的能量多；可以改善能源结构，解决汽车的能源替代问题； 结构简单，使用维护方便等。 目前世界汽车保有量约为9 亿辆，并以每年3 0 0 0 万辆的速度递增。预计到 2 0 1 5 年全球汽车保有量将达到1 0 5 亿辆。交通能源消耗已经成为局部环境污染 和全球温室气体排放的主要来源之一。电动汽车的发展可有效解决交通能源消耗 和环境污染问题，因此电动汽车被视为抢占2 1 世纪汽车主导地位的主要车型已 是不争的事实。 然而尽管在电池、电机、电控技术等方面都有了长足进展，但电动汽车较汽 油车充电续驶里程相对偏短的特性仍没有根本性改变，这就对充电基础设施的覆 盖范围、便利程度提出了更高要求。同时充电技术标准的设计、充电模式和运营 模式的选择也将直接影响电动汽车本身的设计、营销、维护模式。因此充电基础 设施建设模式的选择方向，既直接主导电动汽车的大规模商业化模式，同时也将 对优化电网结构、提高电网运行效率产生重要影响。 从充电环节来看，目前对电动汽车充电存在常规充电、快速充电和换电三种 模式。由于这三种模式意味着三种完全不同的商业模式和技术选择，充电技术模 式的明确将有利于减少充电项目建设的不确定性，提高企业投资建设电动汽车充 电站的积极性，因此有必要从理论出发，结合上海实际情况，对三种不同充电模 式加以比较和选择。在模式的选择中需要考虑充电模式的技术成熟度、国际国内 市场状况、推广利用程度、硬件条件需求( 包括建设用地、供电电网和接入设备 等) 以及政策环境等诸多因素。同时要结合国家和上海市现有的政策机制、法规 体系、经济发展水平、市场需求规模、技术条件、土地利用等实际情况，对可考 虑优先发展的电动汽车充电模式予以辨析乜1 。 本文旨在通过对国内外电动汽车充电模式的对比分析，得到适应上海的最理 想的电动汽车充电模式选择方案，在节能环保、低碳经济的大背景下，促进电动 汽车的发展和推广。 2 江苏大学工商管理硕士( m b a ) 学位论文 1 1 2 选题的目的意义 新能源汽车发展的重点方向是电动汽车，中国未来将成为全球最大的电动汽 车市场，纯电动汽车将在“十二五 规划中得到大力推广。充换电系统为电动 汽车运行提供能量补给，是电动汽车的重要基础支撑系统，也是电动汽车商业化、 产业化过程中的重要环节口1 。电动汽车要推向社会，电动汽车充电设施的建设成 为制约行业发展的关键，在相当程度上决定了电动汽车的技术选择、应用模式和 推广成效。故对电动汽车充电模式选择研究，具有较强的现实意义。 第一，有利于确定不同种充电模式的优劣，对将电动汽车在实际生活中推广 使用起到推进作用。电动汽车以电为动力，能够实现“零排放”、噪音低，是解 决能源和环境问题的重要手段。随着石油资源日趋紧张，电池技术不断发展，电 动汽车的经济性能在不断地提高，以电动汽车为代表的新一代节能与环保汽车是 汽车工业发展的必然趋势，并已经成为普遍共识。 第二，有利于指导能源贮藏工业产品设计、经营方向。引导人们在实际操作 中真正达到资源最大化的利用和最佳配置。电动汽车能源供给系统为纯电动汽车 和插电式混合动力电动汽车提供能量补给，已成为电动汽车的重要基础支撑系 统，也是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节。 1 2电动汽车充电模式研究现状 根据1 1 节中给出的课题研究背景可知，电动汽车特别是纯电动汽车将成为 未来汽车的发展趋势。但是电动汽车的广泛使用需要完善的基础配套设施，快捷、 高效、覆盖面广的能源供给系统是电动汽车规模化发展的前提。纵观国外许多国 家在推行电动汽车市场化的过程中，基本上都是先进行基础设施的规划和建设， 然后才有电动汽车的大批量生产和投放。在进行电动汽车充电( 充电) 设施的规 划和建设时，首先要选择合适的电动汽车充电方式( 充电模式) ，近年来国外的 许多实践为我们提供了有益的参考和借鉴。 根据电动汽车动力电池组的技术和使用特性，目前电动汽车的充电方式可以 分为三种：常规充电、快速充电以及换电，其中换电又称为机械充电，这三种充 电模式具有各自的优缺点以及适用范围h 1 。 1 3 江苏大学工商管理硕士( m b a ) 学位论文 1 2 1 常规充电 常规充电采用小电流的恒压或恒流充电，电流大小为1 5 a 左右，一般充电时 间为4 8 小时，甚至长达1 0 至2 0 多个小时。常规充电的基础设施多为充电桩， 主要分布在居民小区、街道两旁、大型办公场所、娱乐场所、购物场所附近的停 车场等；常规充电的基础设施中只有小部分是公用充电站。 1 、优缺点分析 常规充电模式的优点主要表现为： ( 1 ) 交流充电桩占地面积小，安装方便，操作简单，建设成本与安装成本 低； ( 2 ) 充分利用夜间电力需求低谷时段进行充电，降低充电成本，并且起到 调节峰谷差的作用； ( 3 ) 提高充电效率，延长电池的使用寿命。 ( 4 ) 充电设施可广泛分布在家庭、停车场、公用充电站等，因此充电相对 灵活方便。 ( 5 ) 常规充电模式的缺点主要为充电时间过长，难以满足车辆紧急运行及 长途运行的需要。 2 、适用范围 常规充电模式通常适用于： 一方面，设计电动汽车的续驶里程尽可能大，需满足车辆一天运营需要，仅 仅利用晚间停运时间充电；另一方面，当电动汽车的使用者的日均行驶距离较小， 且基本上没有长途运行需求时，常规充电能够较好地满足充电需求。 由于常规充电以相当低的电流为蓄电池充电，对电池组和充电设施没有硬性 要求，因此在家里、停车场和公共充电站都可以顺利进行。一般来说，常规充电 站一般规模较大，以便能够同时为多辆电动汽车进行充电。 此外，在常规充电模式下，优化充电也是一种发展方向。优化充电是一种智 能充电方式，它在充电开始时，首先对电池进行自动检测，如果电池类型( 极板 材料) 或连接不正确，电池过度深度放电，充电装置会提示用户，如果无误，则 开始正常充电。 jf 4 江苏大学工商管理硕士( m b a ) 学位论文 1 2 2 快速充电 常规充电模式充电时间较长，不能满足车辆紧急运行和长途运行的需求，给 电动汽车的实际使用带来许多不便，在一定程度上制约了电动汽车的大规模发 展。为了缩短充电时间，提高蓄电池使用效率，快速充电模式应运而生，为纯电 动汽车的商业化提供了技术支持。 快速充电又称应急充电，以较大电流在短时间内为电动汽车提供充电服务， 一般充电电流为1 5 0 - 4 0 0 a ，在电动汽车停车的1 0 分钟至l 小时内就可实现充电 8 0 至满充。充电站可以分为平面和立体充电站，其中配置一定数量的直流和交 流电充电桩。与常规充电主要是为了满足正常情况下的充电需要不同，快速充电 主要是为了满足特殊情况下电能补充的需要，主要建在机场、火车站、医院、购 物中心、加油站等公共场所，多为专业充电站。 1 、优缺点分析 快速充电模式的优点主要表现为以下几个方面： ( 1 ) 充电时间较短，能够满足紧急运行的需求，若能合理布置快速充电站， 也能够满足较为长途的运行需求； ( 2 ) 电池没有记忆性，可以大容量充电及放电，十分钟就可完成7 0 - 8 0 的充电； ( 3 ) 快速充电的充电时间较短，与加油时间相仿，因此，建设相应充电站 时可不配备大面积停车场，建设难度及成本较低。 但是，相对于常规充电模式，快速充电模式也存在一定的缺点： ( 1 ) 充电时间不固定，且充电电流大，因此会对配电网产生一定的冲击， 增加现有电力系统负担，无法起到调节峰谷电的作用； ( 2 ) 充电设施建设成本较高，安装较复杂，且充电器充电效率较低；由于 采用快速充电，充电电流大，这就对充电技术以及充电的安全性、可靠性提出了 更高的要求，同时计量收费设计也需特别考虑； ( 3 ) 大电流会不利于电池保养，降低电池的使用寿命； ( 4 ) 充电需在专业充电站进行，因此充电相对受到限制。 2 、适用范围 。 快速充电模式主要适用于以下情况： 5 江苏大学工商管理硕士( m b a ) 学位论文 电动汽车续驶里程适中，即在车辆运行的间隙进行快速补充电，来满足运营 需要； 由于快速充电的大电流需求可能会对公用电网产生有害的影响，因此快速充 电模式只适用于专用的充电站，无法在家庭、普通停车场进行快速充电。 随着智能控制技术在充电领域的应用，现代脉冲智能充电器的出现，可实现 理想的快速化充电，极大的缩短电动汽车充电时间。因此，实现蓄电池的快速充 电已成为可能。 1 2 3 换电( 机械充电) 换电也称为机械充电。换电模式一般采用电池租赁方式，通过直接更换电动 汽车的电池组来达到为其充电的目的。因此，在换电模式下，电动汽车车主一般 不拥有电池的所有权，只拥有使用权，由专门的电池租赁公司负责电池的充电、 保养、更换和回收。 换电需在电池更换站进行，一般需要1 0 分钟左右。在换电模式下，换电站 能够为续驶里程长而未能及时充电的客户提供更换电池的充电服务，并且对卸载 下的己放电的电池采用地面充电系统进行充电。在这种模式下，备用电池组存储 空间及如何真正实现电池快速更换是换电模式能否大规模应有的关键。同时，由 于电动汽车的电池组重量较大，且更换电池的专业化要求较强，因此电池更换站 需配备专业人员借助专业机械来快速完成电池的更换、充电和维护。 1 、优缺点分析 采用换电这种模式，具有如下优点： ( 1 ) 换电模式通常采用电池租赁方式，因此在电动汽车的初期购置中，不 包括电池的购置。当前电动汽车的较高价格主要是由电池推动的，因此采用换电 模式可以有效降低电动汽车的初期购置成本，有利于电动汽车的大规模推广； ( 2 ) 需要时间短，解决了充电时间长的问题； ( 3 ) 通过电池的集中充电和管理，可以对电池进行性能匹配和梯次利用， 提高电池寿命； ( 4 ) 换电时间较短，若采用先进且标准化的作业流程，换电时间短于快速 充电时间甚至加油时间，因此有利于提高车辆的充电效率和使用效率，也提高了 6 江苏大学工商管理硕士( m b a ) 学位论文 用户使用的方便性和快捷性，一定程度上满足了电动汽车长途运行的需求； ( 5 ) 更换下来的电池可以利用电力低谷时段进行充电，既能降低充电成本， 又能有效调节峰谷电； ( 6 ) 在换电模式下，由于电池的更换、充电和维护工作由专业人员完成， 可以及时发现电池组中单电池的问题，进行维修工作，对于电池的维护工作将具 有积极意义，电池组放电深度的降低也将有利于提高电池的寿命。 当然，换电模式也有自身的一些缺点，但是这些缺点随着技术以及管理方法 的改进会得到很大程度的克服。换电模式在应用中面临的问题一方面来源于技 术，主要体现在对电池、电动汽车的设计、制造的标准化；最大障碍主要来源于 管理，包括对电池的流通管理、换电站的建设和管理；另外，换电站占地面积很 大，需要库房存放电池组。 2 、适用范围 换电模式的适用条件为： ( 1 ) 电动汽车电池组设计标准化，易于更换： ( 2 ) 电池卸载、更换、充电整个过程能够快速、专业进行； 由于电池组快速更换需要专业化进行，因而电池组快速更换模式只适用于专 用的换电站。且充电站需要存储足够电池以各更换，因此，充电站的建设面积也 相对较大。 ! 综上所述，以上三种充电模式各有自身的特点和适用范围。常规充电和快速 充电作为自充电模式把电池与车辆作为一个整体来考虑，其规模化发展的关键是 能够研发生产“容量大、成本低、充电快、寿命长 的电池产品，在便捷性上 满足用户的需求；而换电模式一种把车辆与电池分开考虑的思路，其规模化发展 的关键在于电池、电动汽车的标准化生产以及管理流程的规范化。在实际应用中， 要根据各个国家( 地区) 的实际情况，在上述三种充电模式中选择最为合适的充 电模式，也可以将三者进行有机结合，以满足电动车的运行需要。下文将具体介 绍各个国家( 地区) 在选择电动汽车充电模式时的考虑因素。 1 3 本文主要内容和研究方法 通过本章前面的介绍，我们可以认识到： 7 电动汽车的商业化是中国经济实现 ! 江苏大学工商管理硕士( m b a ) 学位论文 低碳转型的重要抓手，也是中国汽车工业比肩世界先进水平的重点突破方向。在 电动汽车商业化的过程中，还有一系列的问题需要解决，其中非常重要的一方面 就是选择合适的电动车充电模式。本文正是在这一背景下，以上海e 公司对充电 模式选择和充电设施建设为背景，进行了研究。通过对现有研究的梳理和总结， 首先对电动汽车各种充电模式的优劣和适用范围进行详细对比和验证，通过调查 问卷等手段，获得有意义实际数据，对其进行分析，得出最终结果，结合国际经 验和实际情况，给出理想的充电模式的选择方法和预期效果。文章的主要内容概 括如下： 引言部分在查阅大量文献的基础上，总结出目前存在三种主流的充电模式， 其中包括：集中快速充电，分散慢速充电和机械充电( 换电) ，分析了三种充电 模式各自的优点和存在的不足，指出无法用某一种单一的充电模式满足电动汽车 的加能需求，实现电动汽车的推广应用，应该在分析本地特征的基础上，有机的 将各种方式相结合并分清主次。 第二章，分析了目前国际上主要电动汽车推广国家包括美国、日本、德国、 法国、英国、葡萄牙、以色列等采用的充电模式。总结出每个国家有各自不同的 应用背景，其他国家和经济体所采用的方式只能作为选择充电模式，进行充电设 施基础建设的借鉴而不能照搬，应着力分析自身存在的特点，定制适合自己发展 和推广的策略。 第三章，给出了影响充电模式选择的六大影响因素，包括：技术因素、地理 因素、市场因素、消费者因素、基础设施建设难度因素和运营模式因素等。指出 在选择充电模式和设施建设策略时，应充分考虑所有因素的影响。 第四章，基于上海市自身经济、地域特征，政策上偏向由电力部门进行充电 基础设施建设的特点。在对上海市新能源汽车及充电设施发展现状和建设需求分 析的基础上，综合分析了第三章提出的影响充电模式选择的六大因素，最终给出 了适合上海特点的充电模式，即“换电为主，充电为辅 。并给出了短期的建设 规划。 第五章，针对第四章给出的充电模式，首先，运用t i m e s 模型，对运行成本 和政策补贴进行了分析，指出该模式相对其他模式具有运行成本低、财政补贴相 8 江苏大学工商管理硕士( m b a ) 学位论文 对经济、便于新能源汽车推广；其次对该模式下，电网建设的规划进行了适应性 分析，考虑了电网的适应性，指出集中充换电配以慢速交流充电的方式，便于电 网的总体建设规划和对风能、太阳能等新能源的有效利用；最后分析了该充电模 式对产业链带来的经济效益及节能减排效益。 通过本文的研究，可以基本确定上海市应该由上海e 公司为充电设施建设主 体，以换电为主，充电为辅的模式进行建设，以加大电动汽车的推广力度。 本研究拟采取的研究方法主要包括： 1 、文献研究法 通过m e d l i n e 、c b m 、中国期刊网、i n t e r n e t 等手段，收集和分析关于国内 外对电动汽车充电模式选择的研究文献，并对收集到的资料进行归类、阅读、提 炼，供本研究借鉴和参考。 2 、问卷调查法 通过这种以定量研究为主，定性研究为辅的方法获取量化的研究信息与数 据，进行统计分析作深入的研究。 9 江苏大学工商管理硕士( m b a ) 学位论文 第2 章国内外电动汽车充电模式分析比较 2 1充电基础设施建设对电动汽车推广应用的意义 主导电动汽车产业化进程的要素主要包括五个方面：电池配置成本、汽车行 驶里程、驾驶信息传递、合理生产规模、合理推广区域等。客观而言，电池生产 商、汽车制造商、电力供应商、政府和消费者在电动汽车商业化进程中都发挥着 各自的作用，而电力供应商通过充电基础设施的建设和充电服务的提供，将对电 动汽车市场的加速发展起到至关重要的引导和推进作用。 1 ) 电池配置成本一一降低电池制造成本的有效方式之一是将用户充电成本 + 与家庭日常电力支出绑定，利用电价相较油价的经济性抵消部分电池配 置成本； 2 ) 汽车行驶里程使电动汽车提供可接受的行驶里程的有效方式之一是 建立便捷的充电系统，如快速充电系统或换电池系统( 要求电池技术特 性标准化、电池设计适应快速充电、存储泊车空间足够大) ； 3 ) 驾驶信息传递一一使电动汽车提高充电便捷性的途径之一是充电站与电 动汽车通过6 p s 相联系，实时传递充电站分布、泊车服务等相关信息； 4 ) 合理生产规模一一电动汽车生产实现规模经济的估计是五万至十万辆， 对于电池生产和充电基础设施的建设同样如此，电力供应商加速充电基 础设施规模化建设是推动电动汽车发展的关键步骤； 5 ) 合理推广区域一一电动汽车适用于都市区域、其日驾驶里程短、公共泊 车区域多( 适于充电) ，而高收入人群比重较高、环境需求意愿较强、政 府管理体系高效：而大型城市电力供应商作为重要的公共事业提供商， 只有作为市场的先行者率先启动充电基础设施建设才能将上述特点发挥 出来。 电动汽车与充电服务是密不可分的互补商品，电动汽车的推广应用必然受制 于充电基础设施的建设，而充电基础设施的运营也很大程度取决于电动汽车的普 及程度。只有当充电设施的数量和覆盖面达到一定程度时，电动汽车的大规模商 1 0 江苏大学工商管理硕士( m b a ) 学位论文 业化应用才得以成为可能；同时只有电动汽车达到一定数量时，充电设施才能有 盈利的可能，从而激发市场参与者建设充电设施的积极性。电动汽车与充电服务 之间的相互影响、相互制约的关系决定了，只有首先打破其中一环，才能从根本 上释放整个电动汽车事业的发展动力，消除电动汽车推广面临的现实障碍，真正 激发市场对电动汽车的购买热情。 从目前国际上发展电动汽车事业的经验来看，各国政府一方面通过财政补 贴、减税优惠、示范引导等措施大力推动电动汽车的研发和应用，另一方面各国 政府也都意识到，充电设施的缺失已经成为电动汽车推广应用中的主要障碍，如 果不能从政府层面激励和推动电动汽车充电设施的建设，电动汽车的推广将只能 停留在示范应用的初期阶段，这样也就无法达到商业化大规模应用的最终目标。 有鉴于此，各国政府纷纷制定鼓励政策引导企业参与充电设施建设，有些国家的 政府甚至直接参与到电动汽车充电设施的建设中，力求通过充电设施的建设为电 动汽车的普及创造条件。 由此来看，推动电动汽车充电设施建设已经成为各国电动汽车推广中的必经 之路。这一方面是因为充电便利是消费者购买电动汽车的主要考虑因素之一，另 一方面，在目前阶段电动汽车的购置成本大大高于燃油汽车，购买电动汽车所产 生的社会收益又无法被消费者个人独占，因此电动汽车市场上普遍存在购买动机 不足、购买热情不高的问题。而政府通过减税优惠和财政投入大力推动充电设施 建设，本身就是对电动汽车购买者进行补贴的转移支付手段，政府主导下的充电 设施建设还能起到良好社会示范效应，对消费者购买电动汽车起到间接引导作 用。 目前，充电基础设施建设的相对滞后已成为制约我国电动汽车产业发展的掣 肘，这既不利于我国能源消费模式的优化和能源经济效率的提高，也不利于我国 汽车工业的现代化和国际化。充电基础设施建设之所以在我国起步较晚发展较 慢，一方面是由于电动汽车研究开发、推广利用和大规模商业化的路线图存在极 高的不确定性，另一方面充电方式选择上的不确定性也大大增加了充电工程的投 资风险，降低了充电项目的投资回报率预期。 综上所述，通过政府力量主导电动汽车充电设施建设、明确充电方式的模式 选择对我国推广普及电动汽车应用已变得十分重要和迫切。在充电模式明确的前 提下在政府主导下加紧建设充电项目，首先为市场选择电动汽车创造了前提条 江苏大学工商管理硕士( m b a ) 学位论文 件，为电动汽车的大规模市场化应用撇清了障碍；其次，充电设施的建设作为一 种政府补贴手段，明确了政府推广电动汽车的信心和决心，能够起到一定的引导 和示范效应：另外，明确的充电方式将有效降低企业投资充电项目的风险和不确 定性，从而为充电项目建设的市场化运营创造有利条件。 2 2 电动汽车充电项目推广应用的国际现状 从电动汽车充电项目推广的国际经验上来看，由于电动汽车充电设施具有公 共服务属性，同时充电基础设施的建设是电动汽车推广的重要前提，各国政府普 遍参与到电动汽车充电设施的建设中。例如日本政府对充电设施给予现金补贴， 为充电设施的建设提供切实的资金支持。葡萄牙政府则公开承诺在2 0 2 0 年前建 成覆盖全国的电动汽车充电网络。而英国伦敦则为电动汽车充电站的建设筹得 1 7 0 0 万英镑的巨款，力争在2 0 1 5 年前实现每1 公里就有一个充电站的目标。 同时由于电动汽车充电设施涉及到电力企业、汽车制造企业、停车场、百货 公司等多方利益，目前在电动汽车充电设施的选择中，许多国家都选择了政府主 导，利益各方共同建设的模式。例如在葡萄牙电动汽车充电站的主要承建方 m o b i e 公司就是由葡萄牙电力公司、能源系统方案提供商e f a c e c 、关键软件公 司c r i t i c a ls o f t w a r e 和西门子等l l 家大型企业在葡萄牙政府支持下合作成立 的。而英国伦敦充电网络的建设则是由伦敦交通局牵头，联合了能源公司、大超 市、停车场运营商、汽车制造商、汽车租赁公司等多方力量共同实施的。 此外在电动汽车充电方式的选择中，大多数国家选择了充电、换电并用的模 式。例如日本依托现有加油站建设电动汽车充电站，同时日本政府联合企业力量 积极探索电动汽车的换电池模式。而以色列在委托b e t t e rp l a c e 建设充电网络 的同时，也提供换电池的充电方案，方便长途旅行的需要，充换电方式的结合大 大拓展了电动汽车的应用范围。也有一些国家和地区选择了优先发展充电模式。 比如在英国伦敦，1 0 公里以内的短途出行占九成以上，在这种情况下，换电模 式的优越性无法体现，因此伦敦政府选择优先主推快充和慢充相结合的充电方 案。 1 2 江苏大学工商管理硕士( m b a ) 学位论文 2 2 1 美国电动汽车充电项目推广应用现状 美国电动汽车采取了两种充电模式：居家充电和公用充电口5 1 。 电动车用户可以利用抵税优惠在买车时购置一台居家充电设备。美国能源部 太平洋西北国家实验室2 0 0 9 年研制出的一种电动车智能充电控制器，当用户接 通充电电源后，控制器会进行智能充电管理，自动避开用电高峰时段，这样不仅 可以避免民用电网负载过大，而且可以帮助用户降低电费开支。这项装置现己投 入商用。 除了居家充电外，美国一共约有5 0 0 个充电站，充电站主要建立在州际高速 公路沿线。计划到2 0 1 2 年将建成2 0 5 0 0 个公共充电站，计划在连锁超市、宾馆、 书店和社区学校等区域的停车场增设不同规模的公用充电设施，根据规模不同， 可以同时给2 - - 一1 0 辆电动车充电。 在充电设施技术发展方面，通用电气在第十三届国际电力设备及技术展览会 上展示了其全新的w a t t s t a t i o n 轻便型电动汽车充电桩。此款全新的电动汽车充 电桩能够实现在3 至4 小时内为汽车充满电。未来该产品还能够实现适应电网的 分时计费等功能，并可与电脑、手机等设备绑定，实现充电的便利性。预计此款 产品将于今年底实现计费功能；2 0 1 2 年底实现直流充电的各项功能；2 0 1 3 至2 0 1 5 年期间完成后续配套服务的研发工作。 2 2 2日本电动汽车充电项目推广应用现状 目前日本电动汽车充电主要是充电模式，政府与电力企业和汽车厂商密切合 作，依托现有加油站建设电动汽车充电站，保证电动汽车充电站、充电桩的高普 及率。同时，日本政府也正在联合企业力量积极探索电动汽车的换电池模式。 截至2 0 0 9 年末，日本拥有1 0 0 多座充电站，其中约6 0 集中于东京市内。 在东京，目前已有8 7 个电动汽车充电站，楼宇、路旁的充电桩随处可见。 日本的电动车充电站的建设往往依托现有的加油站进行布点，这不仅能够节 省建设用地，也无需进行重复布局。2 0 0 9 年8 月，新日本石油、出光兴产等日 本石油商宣布，将开始在加油站进行“充电服务”的实证试验，设置快速充电器， 把加油站转换为“综合能源供给基地”。 在日本，汽车生产制造和电动汽车充电产业之间己形成政府主导，车企、电 江苏大学工商管理硕士( m b a ) 学位论文 厂合力开发的景象。此外，日本政府对充电设施也有补助金政策。一台快速充电 器的市场价格目前大约在3 5 0 万日元左右，而日本政府给予半额的现金补助，作 为采购充电设备的支持。 日本最大电力公司东京电力与各汽车厂商建立了密切伙伴合作关系。该电力 公司在不久前成功地开发了大型快速充电站，使得充电时间大大缩短，每1 0 分 钟完整充电，所能行驶的路程为6 0 公里。同时东京电力计划通过一项大型基础 设备建设工程，在超市停车场、便利店及邮政局等公共场所附近陆续建设充电站， 使人们在下车购物、办事之余完成为汽车补充能源的任务。这些举措大大推动了 电动车的普及。东京电力公司宣布将在2 0 1 3 年建成1 0 0 0 多个充电站。除电力公 司以外，日本的汽车制造商也积极参与到电动汽车充电站的建设之中。三菱商事 及三菱地产则计划在2 0 1 2 年前在日本耗资数十亿日元修建1 0 0 0 座电动汽车充电 站，该项工程同时还需要汽车制造商、电信公司、大型零售商及其他成员的配合。 除了积极建设充电站外，日本政府也在探索与企业联手发展换电池模式。在 日本经济产业省下属的天然资源和能源厅的资助下，b e t t e rp l a c e 与东京最大 的出租车运营商n i h o nk o t s u 合作，将全球首批配备可更换电池的电动出租车带 到日本。该试点项目于2 0 1 0 年1 月开始实施，将展示b e t t e rp l a c e 的整套电动 车辆解决方案，其中包括在东京市中心的六本木新城地区设立一个电池更换站。 2 2 3以色列电动汽车充电项目推广应用现状 受以色列政府委托，b e t t e rp l a c e 负责在以色列建设运营电动汽车充换电 池网络，主要采用常规充电与换电相结合的方式，目前计划建设2 0 0 个换电站和 5 0 万个充电桩。充电桩设置在停车处，包括家庭、工作地点、公共场所，整个 充电过程需要4 至7 个小时，根据每月行驶里程收费。换电主要为了适应长途旅 行需要，目前已经实现全自动操作，整个过程只需2 分钟时间。 以色列在推广电动汽车的路径中，先保证基础服务设施，再投放电动车生产， 进入市场。在这种新的商业模式中，电动汽车和电池不再捆绑销售，车主只需 要根据车辆的行驶里程按月向充电站运营商支付费用，就可以在任何一家充电站 享受快速电池更换服务。由于不需要购买电池，电动汽车的价格大大降低。此类 电动汽车上还装备可以实时显示电池剩余电量和充电站位置的车载电脑系统，这 。些措施将大大增强电动汽车使用的便利性。 1 4 江苏大学工商管理硕士( m b a ) 学位论文 2 2 4 葡萄牙电动汽车充电项目推广应用现状 电动汽车充电站的建设是电动汽车普及的前提条件，因此在与雷诺一尼桑签 署的电动汽车推广协议中，葡萄牙政府承诺大力建设全国范围的电动汽车充电 站，为电动汽车进入葡萄牙打下基础。 根据葡萄牙政府2 0 0 9 年发布的电动汽车发展路线图，葡萄牙承诺在2 0 1 0 年 年底前在两大主要城市里斯本和波尔图建设3 0 0 个慢充站和2 0 个快充站。2 0 1 1 年前建设1 3 0 0 个慢充站和5 0 个快充站，覆盖2 5 个省份和主要的高速公路，安 装场所包括街边、停车场、机场、酒店、购物中心等。而在2 0 2 0 年前建设2 0 0 0 0 个慢充站和6 0 0 个快充站，使充电设施遍布全国各个地区心引。其中慢充主要利用 夜间发出的风能，需要6 到8 小时，