電動汽車電池供電模式探討

王忠明 杜萍

摘 要：電動汽車是當前汽車領域十分熱門的話題，而作為電動汽車的核心能源動力，電池的制造和供電技術得到了人們的廣泛關注。本文擬對電動汽車電池的供電模式進行探討，分析其中存在的問題和不足，以期為改進和提高電動汽車生產技術提供有價值的參考。

關鍵詞：電動汽車 電池供電模式 充電過程

隨著社會經濟的深入發展，全球能源和環境問題已經得到了各國政府和人民的高度關注，如何在保持并提高現有生產生活水平的同時，盡可能地減少能源的消耗和對環境的破壞，業已成為一項嚴峻的議題。作為人們代步的重要交通工具，汽車的油耗和尾氣所導致的能源消耗與環境污染十分嚴重，而正是在此背景下，電動汽車逐漸進入人們的視野并且得到了快速的發展。其中，電動汽車的電池供電是汽車行業“以電代油”的重要依仗，只有確保電動汽車能夠得到較好的電力供應，才能真正實現電動汽車的市場化和實用化。

一、電動汽車電池的主要供電模式

（一）車載供電模式

當前，私用微型及部分小型電動汽車通常采取的都是車載供電模式。該供電模式，指的是汽車自身攜帶充電器裝置，可以在停車場、車庫等任意電源位置進行充電，具有較好的適應性。該供電模式的最大優點，在于車輛使用的便捷性，車主不需要為充電去尋找專門的充電場所，只需要確保電源附近有合適的停車位置，就可以完成充電過程。

（二）充電站供電模式

充電站是由多臺充電設置組成的專門充電場所，可以為電動汽車的電池提供足夠的電量，特別是對于大中型電動汽車有著較大的優勢。電動汽車的充電站與現在的加油站相似。充電站按照功能可以劃分為四個子模塊：配電系統、充電系統、電池調度系統、充電站監控系統。充電站給汽車充電一般分為三種方式：普通充電、快速充電、電池更換。普通充電多為交流充電，可以使用220V或380V的電壓。快速充電多為直流充電。充電站主要設備包括充電機、充電樁、有源濾波裝置、電能監控系統。在充電站，電動汽車可以得到科學合理的充電操作，對于汽車電池組的使用壽命能夠給予較好的保證，并且充電時長和效率也能夠得到較好的保證。通常情況下，電動汽車在充電站的充電過程，可以分為預充電、快速充電、補足充電、涓流充電。第一是預充電。對長期不用的或新電池充電時，一開始就采用快速充電，會影響電池的壽命。因此，這種電池應先用小電流充電，使其滿足一定的充電條件，這個階段稱為預充電。第二是快速充電。快速充電就是用大電流充電，迅速恢復電池電能。快速充電速率一般在1C以上，快速充時間由電池容量和充電速率決定。快速充電分恒流充電和脈沖充電兩種，恒流充電就是以恒定電流對電流充電。脈沖充電則是首先用脈沖電流對電池充電，然后讓電池放電，如此循環。第三是補足充電。采用某些快速充電止法時，快速充電終止后，電池并未充足電。為了保證充入100%的電量，還應加入補足充電過程。補足充電速率一般不超過0.3C。第四是涓流充電。在補足充電過程中，溫度會繼續上升，當溫度超過規定的極限時，充電器轉入涓流充電狀態。為保證電池充電不過充，可以采用定時控制、電壓控制和溫度控制的綜合控制法。從實踐情況看，我國政府和相關企業已經在投入大量的資金，在重要的機關單位以及加油站區域進行充電站或者充電樁的部署，從而推動電動汽車電池供電的快速發展。

二、電池供電各模式的缺點分析及改進建議

（一）各供電模式的不足之處

車載充電模式的缺點十分的明顯，即車輛本身必須綁定固定的充電設置，因而電池的成本相對較高，性價比不高，且電池的存電量相對較少。此外，車載供電模式下充電時間較長，普通電動汽車一次充滿電需要耗時六、七個小時，對于車主來說并不方便。此外，雖然充電位置的隨意性為汽車充電帶來了極大的便利，但充電線路的裸露也帶來了巨大的安全隱患，現實生活中時常出現電動汽車充電過程中與行人或其他車輛發生沖突，或者因雨水等導致漏電的問題，給汽車及周邊人員的安全造成威脅。

充電站的供電模式雖然具有較好的供電質量和效率，但其高昂的建設與維護成本使得許多私人汽車難以享受到它的好處。例如，當前比較熱門的特斯拉超級充電樁，每一個充電樁的造價都在百萬元左右，特別是需要對地基進行一定程度的重塑，而每年還需要額外投入數萬元的維修經費。因此，充電站和充電樁通常都是由政府或者大型企業出資，在高速公路重要位置以及城市交通核心區域才會進行建設，對于普通家庭或相對經濟不發達、電動汽車保有量偏少的地區來說，根本不可能花費大量的土地和資金去興建一條220伏的電線以及昂貴的充電樁。

（二）電動汽車供電模式的創新探索

雖然電動汽車及供電模式受到經濟條件和社會現狀的限制，但隨著可持續發展理念的深入人心，新能源創新突破必然是未來發展的必由之路，以電動汽車為代表的新能源汽車也終究會取代燃油汽車，成為未來汽車的主流。因此，現階段需要國家和政府擴大新能源的推廣，從政策上和資金上不斷補足電動汽車的短板，推動電動汽車的深入發展。例如，政府土地管理部門和房地產建設管理部門可以規定新建房屋都需要配備電動汽車充電設備，在建筑建設階段就預先將電線和充電樁設置到位，從而避免二次建設所造成的額外花銷。

除了強制推行充電裝置以外，還需要不斷地改進充電的技術，推動充電模式的創新發展。例如，可以嘗試將電動汽車電池的有線充電模式改進為無線充電模式，減少道路側邊充電樁的額外設置，而可以借助道路窨井蓋或路邊磚石等進行智能革新，設計出路面上的無線充電設備，使人們在停車的同時甚至行進過程中進行無線充電，從而消除有線充電所帶來的安全隱患以及設置過程中的麻煩。

三、結束語

面對當前能源緊缺和環境污染等問題的加劇，推廣電動汽車可以有效緩慢環境資源壓力，幫助人們共同構建和諧社會。因此，國家、政府、企業和個人都應當在電動汽車的推廣使用方面貢獻自己的力量，努力改進并適應電動汽車電池供電的模式，使電動汽車的使用得到更大范圍的普及，從而推動汽車行業動力結構的深層變革。

參考文獻

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