电动汽车一体化可移动式充电站综合体成套装置

  完成单位：国网浙江省电力有限公司衢州供电公司、中国电力科学研究院有限公司、浙江辉博电力设备制造有限公司

  主要完成人：丁霄寅、张杨、周敬嵩、徐帅、蔡剑、姜志博、沈洁、李涛永、张晶、付轶恒

一、研发背景

电动汽车作为新型的交通工具，可以有效缓解能源和环境压力，因而得到国家的大力推广。作为电动汽车运行的重要支撑，完善的电动汽车充电服务体系可以促进电动汽车的规模化应用。

总体来看，电动汽车的行业发展还尚未成熟，动力电池的性能制约续航里程，电动汽车充电业务模式单一，无论电网公司投资还是社会资本，收益较低。充电服务网络建设缺乏合理、严谨的前期规划，热点地区充电设施资源不足的同时还存在大量低电量、零电量充电桩，造成资源浪费和充电负荷高峰，随着城市化的发展，前期不合理的充电网络布局和建设场地的不确定性，在8-10年的设施运行生命周期内会发生较多充电站的拆迁改造，按照常规充电站建设方式，充电站自身建设成本较高，集成化程度相对较低，在站点搬迁、拆除等过程中，会产生较大投资损失，而且在未确定落地新址期间设备无法使用，落地后也要反复调试以确保运行功能，同样会造成较大的设备闲置运营损失，例如高速公路服务区、市区公共停车场、大型商超等场地及业主要求的变化。

在此类场地建设充电站时应避免使用常规充电站建设模式。通过创新建设方式来解决困扰充电站建设运营的土地和电力难题，国网衢州供电公司开展了电动汽车移动充电站综合体技术研究、装置研发及示范应用。

二、发明团队介绍

项目团队为国网浙江省电力有限公司可移动式充电站红船共产党员科技攻关团队，团队常驻人员包括21名中青年专家人才。团队由国网衢州供电公司牵头，团队成员单位包括中国电力科学研究院、国网浙江龙游县供电公司和浙江辉博电力设备制造有限公司。

攻关团队带头人丁霄寅现任IEEE PES中国区电动汽车技术委员会充换电技术分委会常务理事、国网电力营销（TC05）标委会委员、北京市电动汽车充换电工程技术研究中心学术委员会委员。主持开展了可移动式充电站、智能云检测等省电力公司科技项目的研发，参与了国网公司科技项目（高弹性电网方面）规模化电动汽车与电网互动及充电安全防护技术研究。申请专利15项，授权13项。发表论文7篇（其中EI收录4篇），主编出版《电力营销项目过程管控培训手册》书籍1册。参与修订电动汽车充电设施国家标准、行业标准、国网企标各1项，以及中电联标准（需求侧管理）1项，参编中电联充电设施施工验收工作手册1项。

三、成果(专利)简介

专利情况见表1所示。

表1  该成果专利情况

1.总体设计方案

充电休息一体舱采用Q235B钢结构。整体防护等级满足中国GB/T 4208中的IP55规定。舱体外形尺寸为10000 mm×3000 mm×3000mm（长×宽×高），舱壁厚度为100mm，可满足风载、雪载、抗震、吊装等场景下的强度要求。

充电休息一体舱顶部设置导水系统，底部使用钢型材垫高200mm，有效防止地面积水渗入舱内，可随时移至高速服务区、居民区、工业区、商业区、大型公共充电站、公交场站及重要活动应急场所内。采用双开门，门高2000mm，宽度为1600mm，设置人脸识别或手机扫描识别等门禁系统。并配有自动闭门装置、门锁、拉手、铰链等附件，均采用304不锈钢材料，确保防腐性能。

充电舱和休息舱与充电休息一体舱具有相同的钢结构和防护等级。充电舱和休息舱外形尺寸为5000mm×3000mm×3000mm，舱壁厚度为100mm。充电舱可随时移至任意相对平整地面上，易于搬迁。此外，移动充电舱内配置相应配电箱、计量箱和通信箱等设备。充电舱中间不设置门禁，中间隔有2道50mm厚度隔墙。

休息舱配置55寸LED电视，用于充电信息和预警的展示。每2台桩配置一个6kg干粉灭火器，休息舱内部配置2个4kg干粉灭火器，供应急使用。休息舱配备1台1.5P壁挂式空调，可采用微信扫码进出舱体。舱体表面颜色整体采用RAL7047。

休息舱门高2000mm，宽度为1600mm，设置人脸识别或手机扫描识别系统。配置自动闭门装置，涉及门锁、拉手、铰链等附件均采用304不锈钢材料，确保防腐性能。移动充电站综合体外部照明装置分左右两列沿舱体上部横向均匀排列于柜前及柜后。移动舱内照明系统由正常照明和应急照明组成，正常照明采用智能感应，包括空调、电视、门禁、照明灯等，配置移动4Gwifi设备。当正常照明失灵时，应急照明启动，持续时间不小于60min。

2.综合体技术方案及架构组成

（1）设计成果将充电站附属设施成套设备化、标准化设计并组装，可以提升建站效率、降低建设成本。通过预装低压电气和电缆，装置现场吊装后完成进线和接地的安装即可投入使用，可以避免大范围土建开挖。

（2）设计成果将充电站附属设施成套设备化、可移动化设计并组装，可以减少二次投资、降低运营损失。目前非自营场地均可能会碰到需要搬迁的情况，发生频率最高的场景主要包括高速公路服务区改造、公用停车场场地征用、老旧建筑拆除。相较于传统的固定式充电站，整站搬迁能力得到有效提升。

（3）设计成果将充电站附属设施成套设备化、微综合体化设计并组装，可以提升服务体验、创造品牌价值。通过配置休息休闲空间，提升客户充电舒适性，为运营方提供休息休闲、广告宣传、货物零售等增值服务收益，便于开展文创运营，满足多元化运行需求。

四、成果（专利）转化情况介绍

2022年1月，国网衢州供电公司研究设计、生产完成并在G60沪昆高速衢州服务区上线启用一体化可移动式充电站综合体。服务区北侧配置一套标准充电舱和一套生活服务舱（休息舱），服务区南侧配置两套充电休息一体舱，充电舱预留了国网最新标准的直流充电桩和交流充电桩双重底座，现场每侧安装了4个直流充电枪和2个交流充电桩可供6辆车同时充电并预留2个拓展安装位置，同时服务区两侧配置的休息舱可以保障车主在寒冬酷暑天气充电时的安全和休息休闲服务。9月5日，该设计成果获得2022年美国muse工业设计大赛银奖。

五、经济效益与社会效益介绍

1.经济效益

沪昆高速衢州服务区项目利用该成果实施后，月度充电量已达10万千瓦时，按照高速平均服务费0.9元/千瓦时计算，月度直接收益为9万元，年度充电量120万千瓦时收益可达108万元，计提20%运维费后，利润86万元，2年半可回收投资成本形成盈利。实现企业经济效益和提升充电服务、解决充电难问题社会效益的双重提升。通过合理调度，效益差的站点设备可以通过此形式快速搬运到流量大的站点提升运营效益。

同时，已通过专利技术许可的形式，开展成果评估和成果转化。其中1项专利已通过浙江省知识产权交易中心挂牌，预计每销售一台可获得5000元技术授权使用费。

2.社会效益

电动汽车一体化可移动式充电站综合体装置在春节、国庆期间获得央视新闻、人民网、浙江卫视、学习强国、国家电网报等多家国家级、省级新闻媒体和平台采访报道20次。将衢州充电站建设运营模式推出浙江，助力营销充电服务发展。

示范作用：该成果在工程领域，实用化程度高，经济和社会效益显著，属于国内首创。是国内充电行业领域最综合、最灵活的成套装置，将充电便利性、可移动性、安全性与用户舒适性实现一体化融合，相比较其他利用集装箱改造的装置更美观、舒适，更具拓展性和网红流量等商业价值，对解决行业发展重点、难点和痛点问题起到了积极示范作用，可在全国实现快速普及推广，具有较大的商业潜力和工程价值。

移动充电站现场图