0 前言

电动汽车的应用，减少了化石燃料的使用，同时减少了温室气体、颗粒物的排放，对环境保护、能源结构转型做出了重要的贡献。随着电动汽车数量的增多，充电站、充电桩等配套设施的建设成为电动汽车发展道路上的重要环节，如何能够更加规范、科学、合理地建设也成为重要的课题。

仿佛是接到死刑判决书，黑暗中，大家写起来遗书。我也断断续续写起了遗书：“我最牵挂的是如果儿子还能生还，就教他忘记失母之痛，忘记这段惨剧。我要说的是，我现在没有思考，没有痛，只有那撕心裂肺无尽的牵挂！我需要你找个可以分担和照顾你一生的好人，她若能以平常心、有爱心待我儿子、待你好就行！因为我希望看到你能幸福！能活着真好！”

充电站的合理规划不仅要考虑规划方案的经济性，还要充分考虑电动汽车用户的充电需求。尤其在寒冷地区，环境温度对电池性能、电动汽车自身设计以及用户充电习惯都有很大的影响，同时也大大影响充电站的规划与建设。由此可见，提出一种将环境等外界因素考虑在内的全面的充电站规划模型显得尤为重要。

教学中所采用的临床真实案例，能激发学生主动探索的兴趣，通过解决问题促进学生对理论知识全面、深刻的理解和掌握。表1显示，接受病例讨论教学法的学生成绩高于接受传统教学法的学生（P＜0.01），说明该教学法有利于学生对专业知识的学习和应用。

(2) 连拱段中隔墙上方岩体所受压应力最大，考虑到现场爆破开挖对该部分岩体的多次扰动，可以确定中隔墙上方岩体为整个连拱隧道的薄弱部位，所以中导洞开挖时应重视超前小导管施作的及时性，以加固中隔墙上方岩体。

文献[1]以居民分布模拟电动汽车数量，用粒子群算法确定充电站选址。文献[2]用多种群混合遗传算法结合总费用最小目标得到充电站站址和容量规划。文献[3]利用排队论模型进行单个充电站充电设施配置。这些文献都侧重对数学方法的探究，较少考虑实际因素，及电动汽车自身的特殊性和充电规律的特殊性。本文主要分析在寒冷地区城市中建设充电站应考虑到的问题，提出了考虑环境因素的充电站规划方案。模型按照实际情况调节充电需求、每个充电站覆盖的服务范围、快慢充比例和充电机工作强度，具有较强的适应性。

式中，K为玻尔兹曼常数，gm为晶体管的跨导，Rs1为晶体管的源极归一化电阻值，Rg为晶体管的栅极归一化电阻值，Cgs为栅极和源极之间的归一化电容值，f是晶体管的工作频率。通过上述的分析可知，晶体管的噪声系数和晶体管的工作频率、材料、工艺和结构密切相关。

1 低温环境对充电站规划的影响

1.1 低温对动力电池的影响

目前电动汽车常用磷酸铁锂电池或三元电池等锂离子电池作为动力电池。锂离子电池具有电压高、能量密度大、循环性能好等优点[4]，但温度很大程度地影响电化学反应，进而影响电池单次充放电的荷电状态，以及电池老化的速度。当电池的性能改变后，其续驶能力受到影响，用户的充电规律也会随之改变，而在充电站规划中，只以电动汽车动力电池的额定容量作为基准，不能满足长时间的充电服务需求。

式中：cs是单位时间每个充电机的成本费用，cw是每个顾客在充电站停留单位时间的费用。其中Ls是充电站的平均队长，可表示为

1) 在低温环境下，锂离子电池内部的固相、液相等扩散作用减缓，反应极化作用增强，外界表现为内阻增加，电池达到截止电压时的SOC增加，即电池内部仍有剩余电量但是无法放出。

2) 低温条件下充电时，在负极表面容易造成锂的析出与沉积。沉积出的锂易与电解液发生不可逆反应，使电池的容量降低。反应产物覆盖在电极表面，导致电池负极表面膜的阻抗进一步增大，电池的电压降低。同时负极表面锂枝晶的形成容易引起短路等安全问题[5]。

结合带电粒子分别在均匀电场和均匀磁场中的运动规律进行具体问题的求解。所受合外力及其初速度都将决定带电粒子在复合场中做什么样的运动，所以解决问题时要把带电粒子的受力情况和运动情况结合起来进行分析，选用不同的规律解决问题。

4) 在电池正负极的活性材料和电解液之间，会形成SEI膜，它是由电解液分解形成的，覆盖在活性物质粒子表面，减小了可用的活性物质表面区域，阻碍锂离子在活性物质和电解液之间进行嵌入和脱出，给电化学反应增加了阻力。SEI膜的生成还伴随着不可逆的锂离子消耗，在高温的情况下，SEI膜的成分与正极活性材料发生氧化还原反应，消耗SEI膜产生气体，促进了新SEI膜的生成，使锂离子减少，影响电池的容量和功率。

5) 电解液不断分解，与活性物质发生反应，生成气体，使活性物质产生机械破裂、结构损坏和体积改变。

6) 集电极腐蚀导致过电势升高，电池阻抗增大，使功率降低，加速其他老化过程的进行。

7) 电解液中含F的酸和高分子聚合物等粘合剂分解，使锂离子损失，机械稳定性下降导致电池容量的降低[6]。

这些作用都不同程度地导致了单次放出电量降低，续航里程减小。本文针对低温和电池老化的问题，开展了相应试验。

取不同品牌的锂离子电池进行低温放电试验，其中分别取功率型和能量型两种电池分别在室温环境下充电，在-18℃、-30℃、-40℃环境温度下放电，放电效率如图1所示，可以看出两种电池放电效率随着环境温度下降而降低，在-30℃时效率仅为50%。

  

图1 -18℃、-30℃、-40℃放电效率对比

 

Fig.1 Comparison of discharging rate at -18℃、-30℃ and -40℃

由于城市中车流量、特殊功能区域分布不均衡，故应酌情调整充电站服务区域，即相对繁华或人口车流密集的地方，充电站的服务范围应有所减小，反之范围相应扩大，通过调节系数使各个充电站之间的容量不至相差悬殊。充电站负担系数表示每个观测点上车流密度和人口密度的综合情况，观测点距离所选站址越近，其车流人流密度对权重影响越大，反之越小。某点车流人流量越大，权重越小，覆盖范围越小。最后根据权重比例算出对应充电站所要提供服务的车辆数。

  

图2 锂离子电池不同温度下的老化试验

 

Fig.2 Aging test of li-ion battery at different temperature

1.2 低温对充电站建设的影响

在充电站建设方面，由于低温对电池性能产生极大影响，尤其是在充电过程如果不控制环境温度，将直接而且大大减少车辆续驶里程，同时给电池造成伤害而加速老化甚至发生危险。所以在充电设施建设过程中，应注意充电站或充电桩室内建设，并配备相应的保温取暖措施。同时配备车辆动力电池性能检测装置，设定一定的电池允许充电性能指标和电池永久性损坏性能指标。在冬季极寒条件下，对车辆电池先检测再充电，防止安全事故的发生。

1.3 低温对电动汽车耗电量的影响

1) 提供动力的电池组由于单节电池一致性存在差异，导致电池组均衡性下降，可用容量降低；即使采取均衡性解决方案，无论是采用耗散型均衡还是非耗散型均衡，都会不同程度消耗电能，导致可用容量降低。

2) 一些电动汽车厂家会针对低温影响电池性能的问题，采取电池组加热、预热的解决方式[7]，在环境温度高时有些会安装散热装置。无论采用风循环或水循环[8]，都会使平均每公里耗电增加。

基于以上分析，有必要在建设寒冷城市充电设备时，在其规划过程中考虑环境因素的影响。将环境温度融合在规划模型中，使模型能够更加接近真实地模拟冬季等特殊气候条件下的充电需求，为城市充电站规划提供有力的支撑。

2 充电站规划模型

2.1 充电需求估计

在充电站建设规模规划的过程中，需要考虑到，由于电动汽车的用途不同，充电习惯差异很大。例如私家车和营运的出租车，同为小型电动车，由于每天行驶距离有着很大差距，其充电需求也相差很大，具体体现在充电频率和电量上。因此，如果单纯按照电动汽车保有量或交通节点车流量来估计充电车次、充电站个数以及容量，将会出现设备闲置或者供不应求的现象，与实际需求有着较大差距。文献[9]考虑了车流中需要充电的比例αC这一参数，但是并没有描述这一关键参数的获取方法。本文用一段时间的充电车次进行充电需求估计，将不同种类和用途的车辆分别讨论。某区域一段时间需要提供给电动汽车的电量和每辆某种电动汽车一段时间内充电次数的期望可以表示为

 

式中：Q为某区域内一段时间需要提供给电动汽车的电量；Wi为某种电动汽车额定容量；ni为某种电动汽车某区域内的保有量；qi为每辆某种电动汽车一段时间内充电次数的期望；αi为某种电动汽车每公里耗电量；li为某种电动汽车一段时间内平均行驶里程；βi为某种电动汽车在充电站充电的概率；η为充电机的充电效率；a为要计算的电动汽车种类。

在一般情况下，单位时间充电车次λ0可以表示为

 

在特定环境下单位时间充电车次λ受到环境温度T和使用循环次数ncyc引起的动力电池老化等问题的影响，故设

λ=k(T,ncyc)λ0

式中：k为到站充电车次受外界环境影响的程度；λ0为单位时间内电动汽车一般情况到充电站的期望。

2.2 充电站数量及服务范围划分

充电站作为城市配电网中较大负荷，其投运受到配电网容量的限制，会对电能质量产生影响。故在设计其容量时，要充分保证电网的安全稳定运行。

配电网节点电压幅值的上下限应满足

 

i=1,2,…,M

式中：PC为充电站功率；Vi为节点i的电压幅值和分别为该节点电压幅值的上下限；M为所选区域配电网节点数目。馈线电流应满足

3.试验组HBO治疗后和交叉组在Harris评分、疼痛缓解有效率、MRI指标方面的比较：试验组HBO治疗后16例患者(第2次评估)和交叉组(第2次评估)25例患者比较，试验组Harris评分明显下降，差异有统计学意义(P<0.05)；试验组第2次评估较第1次评估疼痛缓解有效率为56.25%，交叉组第2次评估较第1次评估疼痛缓解率为12.0%，疼痛缓解有效率2组比较，差异有统计学意义(P<0.05)。试验组MRI水肿评分较交叉组下降，差异有统计学意义(P<0.05)，但是股骨头坏死指数和坏死面积方面差异无统计学意义(P>0.05)。见表4。

|Iij(PC,max)|≤Iij,max,i,j=1,2,…,M

式中：Iij和Iij，max分别是馈线ij的电流和允许流过的最大电流。变电站变压器容量应满足

Si≤Si,max

式中：Si为给对应区域供电的变电站或变压器的负载；Si,max为该变电站或变压器的最大负荷。接入配电网的充电站最大功率应满足

 

式中：PCi为充电站i的功率为配电网允许接入的充电站最大功率。则充电站数量N的范围为

 

利用加权Voronoi图和权重调节来实现充电站服务范围的划分，加权Voronoi图可以表示为[11]

 

 

式中：R={R1,R2,…,Rn}，3≤n﹤∞为平面上的一个控制点集；τi(i=1,2,…,n)为每个点对应的权重；x是平面上的任意点；d(x,Ri)表示之间的欧氏距离。

将平面分成n部分，由Vn(Ri,τi )确定的对平面的分割称为点上加权的Voronoi图，称τi为Ri的权重。则所选站址的权重τi可以表示为

式中：pn为有n辆电动汽车接受充电服务的概率。单位时间的运营成本和顾客等待费用之和的期望值y可表示为

 

式中：k为充电站负担系数；l为观测点到所选站址的加权距离；u、a为调节系数。

循环老化试验如图2所示。试验选取DLG14500电池，额定容量为2 800 mAh。通过一致性筛选，选出4节性能一致性较高的电池，在4种不同环境温度下进行循环老化试验，以1C电流进行循环恒流充电/放电，每次充/放结束后搁置半小时，总循环次数为110次。每10次记录1次放电容量。由图2可以看出：电池在室温条件下容量衰减最慢；45℃条件下老化速度比室温下略快；而在低温条件下，特别是-20℃的容量衰减速度较其他3种情况明显增加。

2.3 充电站定容模型

电动汽车到达充电站接受服务是相互独立的，本文用参数为λ的泊松流来表示电动汽车到达充电站的规律，电动汽车接受充电服务的时间服从参数为μ的负指数分布。即λ为单位时间内电动汽车实际到充电站的期望，μ为单位时间可以进行服务的数量。

该充电站属于标准的M/M/c/∞/∞排队系统模型，表示顾客到达时间服从指数分布，到达过程为泊松分布，服务台个数为c个，最大允许队长为无穷的排队系统。电动汽车接受充电服务的概率为[10]

3) 随着电池使用，产生一系列副反应，SEI (solid electrolyte interphase)膜形成增大内阻，电解液分解，活性物质产生机械破裂、结构损坏等都会消耗活性物质，并且环境温度很低或很高时老化迅速。

 

此外，利用多年积累的数字化成果与高精度还原技术，集团还与上海博物馆、中华艺术宫、上海鲁迅纪念馆、上海巴金纪念馆、上海刘海粟美术馆等文物保护、艺术机构展开了合作。

y=cs·c+cw·Ls

低温以及老化对电池电化学过程有着明显的影响，进而影响外特性。

 

记c*为充电机的最优配置台数，则y(c*)即为最小费用，则可通过下式求解每个充电站中最优充电机配置台数c*：

 

在一定区域内的若干种规划方案中，最优方案选取应该同时考虑到建设方和用户两方面的利益，目标函数的表达形式如下：

采用CCK8法检测各组AGS细胞在不同时间点的增殖情况，如图2所示，与NC组相比，在转染后24 h时SI组AGS细胞增殖能力无明显改变(P＞0.05)，在转染后48 h和72 h时，AGS细胞增殖能力明显受到抑制(P＜0.01)，各时间点NC组与C组AGS细胞增殖能力比较差异均无统计学意义(P ＞0.05)。

 

式中：C为每年规划方案的全社会成本；C1i为充电站i的建设投资年费用；C2i为充电站i的运行维护年费用；C3i为充电站i的网损年费用；C4i为充电站i服务范围内用户的年充电成本；C5i为用户平均每年在充电路程中的损耗成本。

从镍的用途来看，红土镍矿主要用于烧结和熔炼，初始的镍产品用于生产制造镍生铁、氧化镍、电镍、羰基镍等等。这些镍的一级产品在不锈钢制造领域的用量是最大的。不锈钢的镍使用量约占全球镍使用总量的68%左右。在中国，有86%的镍用于不锈钢的生产制造。此外，还有一些合金、超合金等都会用到镍，合金钢及含镍图层的镍用量约9%。电镀也是用镍量较大的领域，镍使用量约为8%。新能源电池作为一个新兴的行业，虽然目前镍使用量仅为3%，但预计未来的增长量将会非常可观。相比而言，从数量上来讲，不锈钢的镍使用总量依然更大。值得注意的是，中国是不锈钢的生产大国，全球有一半的不锈钢是在中国生产的。

3 算例分析

国家在《电动汽车充电基础设施发展指南(2015年-2020 年)》(以下简称《指南》)中对电动车未来发展提出了总体规划，到2020年，全国电动汽车保有量超过500万辆，新增集中式充换电站超过1.2万座。充电站实行分类建设，《指南》对公交车、出租车、环卫物流以及公务/私家车的专用充电站都进行了有针对性的分析和规划。根据《指南》中对未来电动汽车保有量的估计，结合各省市GDP，估算出某市2020年电动汽车保有量以及充电需求相关信息如表1所示[10]。

由于小型电动汽车(出租车、私家车、公务车)的行驶路线随机性强，本文以北方某城市中一区域内小型电动汽车充电站为例进行充电站规划算例分析。取某市一面积为28 km2的区域如图3所示，以近似平均的原则选择站址。综合区域的GDP和面积得出该区域充电车次约为全市的3.33%，以充电需求最大的时段为基准进行规划。设在寒冷环境下，充电车次为正常环境下的1.2倍，即k=1.2，计算得出该区域拥有的电动车数量约占全市电动车充电数量的4%，即每日充电汽车数量217.28。该区域中分布着居民区、商业中心、火车站、医院等场所。从1至5对地图上间距互为1 km的观测点进行负担系数k赋值，如图3所示，数字越大表示负担越重。

根据表1给出的各个车型充电方式的区别可知，出租车由于有倒班制，以快充为主，私家车和公务车闲置时间较长，以慢充为主，两种车型的每日充电车次分别为3 164.4辆和2 267.5辆。初步假设在充电站充电的车辆中，慢充:快充为1∶1。平均每天每台充电设备可以服务的快充车辆数为μ1=16，慢充车辆数为μ2=1.5。

 

表1 全市各类车型预计每天在站充电车次

 

Table 1 Expected charging trips at the station of all types of cars in the city every day

  

车辆数量/辆在充电站充电的百分比β/%总电量/(kW·h)在站容量/(kW·h)额定电量/((kW·h)·辆-1)平均每天行驶里程/km平均每天充电次数q/次平均每天在站充电车次/辆公交车175890407856367070.41502321.552452.41出租车26376015822094932203002.003164.4环卫物流175880244713195770.91501391.081518.9公务/私人377913022674668023.820300.202267.5

(1)打破行政边界，推进跨区域旅游合作。河南省旅游经济网络空间结构不均衡。随着全域旅游战略的提出，河南省旅游经济的跨区域合作成为必然，在合作空间的选择上，必须要打破行政边界的限制，重点加强中东部旅游经济的区域合作，提高西南部旅游经济的连通能力，最终促进区域旅游经济均衡化发展。

以该地区计划建设3座电动汽车充电站为例，根据式(1)计算各自权重为：τ1=0.998 9，τ2=1.203 5，τ3=1.101 7。

根据权重划分范围，3个充电站的服务覆盖范围如图3所示。根据区域划分和区域内负担系数，可得3个充电站λ1=72.45,λ2=79.14,λ3=65.68。

  

图3 待规划区域选址、负担系数以及服务区域划分

 

Fig.3 The location, burden coefficient and service area division of the planned area

在稳态的情况下，设充电机的成本费用cs与顾客在充电站停留单位时间的费用cw比值为2∶1，则单位时间的费用(服务成本和等待费用之和)的期望值z随着充电机台数的变化情况如图4所示。可以得知充电站#1快充充电机4台，慢充充电机28台。

30年，无数的风雨酿成了充满故事的一壶老酒。掸一掸袖上尘土，干了这壶老酒，未来还需昂首。对于未来，路德政有着明确的定位。他表示，未来，先科将从以下四方面入手，对高端产品进行分类整合：第一，提升产品高端形象，提高产品品位，打造品牌核心竞争力；第二，提高产品科技含量，加大技术配方研发力度，增强公司的自主研发能力；第三，快速实现新老产品的更新升级，产品更规范，效果更精确，质量更稳定；第四，加大产品布局多样化，精细化，植物营养专注化的产品布局结构。

分别对其余2个充电站进行计算得，充电站#2快充充电机4台，慢充充电机31台；充电站#3快充充电机3台，慢充充电机26台。

同理可以求出当充电站为2座和4座时的充电机配置情况如表2所示。

我大喜过望，立即把电话拔回去，却听见一个粗鲁的男人声音说，什么白丽筠黑丽筠，我这里没有你要找的人。我知道她是用别人的手机发的短信，那个短信只能是白丽筠发给我的，她一定是回想起给我留下的告别信，怕我误会她去自杀，借别人的手机给我发了这样一条短信。

  

图4 成本指数随充电机台数变化

 

Fig.4 Cost index change with the number of the charging machines

 

表2 3种方案下充电机种类和台数

 

Table 2 The type and number of charging machine under three schemes

  

电机台数2个充电站3个充电站4个充电站快充慢充快充慢充快充慢充1545428322253843132233263194323总计108311851286

对上述3种充电站规划方案进行成本核算，见表3。

表3 3种方案的成本核算

 

Table 3 Cost accounting of the three schemes 元

  

充电站数C1C2C3C4C5总体2310810.9192000173248.65774952.094360.465453723345777.2213600172061.95735397.673969.765408064379448.4234400171214.35707144.463358.36555565

考虑到投资维护和用户的成本，按照总费用最小的原则可知，建设3个变电站为最优方案。

当在充电站进行快充与慢充的车辆数比分别为40%和60%时，得到的4种方案快充、慢充充电机台数如表4所示。

 

表4 3种方案下充电机种类和台数

 

Table 4 The type and number of charging machine under three schemes

  

电机台数2个充电站3个充电站4个充电站快充慢充快充慢充快充慢充1453333326244533632633302234327总计89899911102

经过成本核算可知，建设3个充电站时的成本最小，为6 549 186.6元。由于慢充效率较慢，慢充比例的增加增大了运营成本，充电机总体台数的增加也提高了对充电站场地的要求。但是慢充功率小，对电网冲击较小，可以提倡用户在夜间利用室内停车场的充电桩进行慢充，起到削峰填谷作用的同时也缓解了充电站的压力。

按照平均每天每台充电设备可以服务的快充车辆数为μ1=18，慢充车辆数为μ1=2.5计算，得到的3种方案快充、慢充充电机台数如表5所示。经过成本核算可知，建设3个充电站时的成本最小，为6 463 289.7元。可以看出，合理疏导客流，增加充电机的使用效率，能够节省成本。可以通过分时电价等措施调节客流，既节省运营成本也减少用户等待的时间成本。

 

表5 提高每日充电站服务能力后3种方案下充电机种类和台数

 

Table 5 The type and number of charging machine under three schemes after improving the daily charging station service capacity

  

电机台数2个充电站3个充电站4个充电站快充慢充快充慢充快充慢充1528318314242341931433162124314总计95110531154

4 结 语

本文结合电动汽车充电的特殊性提出了用充电车次代替电动车保有量估计充电需求的方法。着重分析了环境温度和电池状态对电动汽车充电需求的影响。将外界因素对充电需求的影响融合到模型中，在模型中增加调节系数调整单个充电站的服务范围，使规划方案更加准确可行，同时使模型使用更加灵活，增强了模型的适应性。进行了快、慢充比例对充电站规划影响的计算，以及充电机服务强度对充电站规划的影响的计算，分析了充电站规划的影响因素，提出了运营、建设的相关建议。

邹磊表示，良好的产品功效可以直观地改变农民原有的认知，使其认可并接受新型肥料产品，这也是目前液体肥等产品集中在种植周期短、见效快的蔬菜种植区推广的原因所在。新型肥料的推广更需要服务支持，传统经销商技术的缺乏导致新型肥料产品在推广中出现服务滞后或缺失，需要厂商打造出优秀的技术服务团队，构建起产品与服务的双核驱动。邹磊表示，随着液体肥等新型肥料市场的完善以及推广成本的下降，产品价格会逐渐下降并趋于理性，将形成更加健全的市场机制。

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