純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

楊冬根

（江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

一、引言

目前，電動(dòng)車(chē)已成為汽車(chē)行業(yè)的重點(diǎn)研究領(lǐng)域，也是我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。在電動(dòng)汽車(chē)的研究中，能源供應(yīng)技術(shù)可以說(shuō)是行業(yè)發(fā)展的重要保障。目前，我國(guó)對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了一定的研究，取得了一定的成果。因此，有必要把握相關(guān)技術(shù)研究的未來(lái)方向，更好地開(kāi)展相關(guān)技術(shù)研究。

二、充電技術(shù)研究

（一）交流充電。在交流充電過(guò)程中，其主要設(shè)備是交流充電樁，為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)和小型純電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行提供外部充電所需的電能。根據(jù)安裝方式的不同，可分為掛壁式和立式兩種，按接口數(shù)量也可分為一樁一樁一裝兩種。目前，國(guó)內(nèi)一些企業(yè)在研究虛擬充電站分層管理和安全保護(hù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)并應(yīng)用了各種類(lèi)型的充電樁，已達(dá)到了良好的實(shí)際應(yīng)用水平。

（二）直流充電。直流充電器是該充電模式的主要設(shè)備，可為特種車(chē)輛和商用車(chē)提供快、慢車(chē)充電服務(wù)。根據(jù)其具體類(lèi)型的不同，也可分為身體和身體兩種類(lèi)型。目前，分體式充電器已廣泛應(yīng)用于充電站。

（三）交直流混合充電。為了兼顧直流和交流充電方式的優(yōu)點(diǎn)，一些企業(yè)在開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)時(shí)配置了兩個(gè)充電接口。考慮到接口安裝和實(shí)際應(yīng)用的方便，將兩種充電接口結(jié)合起來(lái)。在車(chē)內(nèi)，電路也能很好地適應(yīng)這兩種充電方式。采用直流充電方式可以加快充電速度，縮短充電時(shí)間，而采用交流充電方式可以滿足用戶慢速充電的需求。

（四）無(wú)線充電。無(wú)線充電技術(shù)實(shí)際上是基于電磁感應(yīng)原理，在一定的空間內(nèi)無(wú)線傳輸電能。無(wú)線充電技術(shù)要求較高，充電效率與線圈尺寸和距離密切相關(guān)。隨著線圈間距的增大，能量傳遞效率逐漸降低。目前，已有多家汽車(chē)企業(yè)和第三方技術(shù)公司開(kāi)展了無(wú)線充電技術(shù)的研發(fā)。隨著人們對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電個(gè)性化需求的增加，無(wú)線充電技術(shù)在電動(dòng)汽車(chē)充電領(lǐng)域有著廣闊的商業(yè)應(yīng)用前景。

三、根據(jù)所服務(wù)的車(chē)輛類(lèi)型不同，換電站可分為乘用車(chē)換電池站和商用車(chē)換電池站。目前，北京、上海、杭州等城市均設(shè)有客車(chē)和商用車(chē)電池更換站。

（一）客車(chē)電池更換站和電池更換技術(shù)?？蛙?chē)電池更換技術(shù)，其主要有：第一，后備箱電池更換。這項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用于汽車(chē)后備箱裝有電池的乘用車(chē)。在實(shí)際應(yīng)用中，它具有改裝成本低、主干改裝簡(jiǎn)單、換電操作豐富等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于不同的車(chē)輛，需要根據(jù)其安全性等因素進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。此外，后備箱空間充滿了動(dòng)力電池，這在可裝載性和便利性方面存在一些不足。第二，更換底盤(pán)電池。該技術(shù)主要應(yīng)用于底盤(pán)位置為電池的客車(chē)。更換時(shí)間快，一般3分鐘即可完成。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是車(chē)輛具有更好的舒適性和安全性，與普通燃油車(chē)沒(méi)有很大的區(qū)別。缺點(diǎn)在電池溫度控制、安全防護(hù)等方面都有較高的要求

（二）商用車(chē)輛電池更換站及電池更換技術(shù)。商用車(chē)電池更換技術(shù)，主要有：一、一步更換。在這種情況下，電池是刪除從目標(biāo)車(chē)輛更換設(shè)備。之后，設(shè)備旋轉(zhuǎn)180°，將電池置于電池充電架上。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，能較好地實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。缺點(diǎn)是電池充電過(guò)程中的環(huán)境溫度無(wú)法保證，系統(tǒng)的規(guī)模會(huì)對(duì)電池的具體更換效率產(chǎn)生一定的影響；第二，兩步切換技術(shù)。在該技術(shù)中，電池更換區(qū)域分為三個(gè)部分：電池轉(zhuǎn)移、更換和管理。其中，更換區(qū)域通過(guò)應(yīng)用專(zhuān)用設(shè)備實(shí)現(xiàn)電池的安裝和卸載，管理區(qū)域是一個(gè)恒溫物流系統(tǒng)，可以有效地管理電池的調(diào)度和充電。在傳輸區(qū)域，對(duì)兩個(gè)區(qū)域之間的交互操作平臺(tái)進(jìn)行管理和更換，可以不間斷地更換電池。通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用，可以有效提高充電換電站的整體服務(wù)水平，有效優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行效率。充電環(huán)境溫度具有良好的可控性，換電設(shè)備適用性強(qiáng)，對(duì)延長(zhǎng)電池壽命有良好的效果。缺點(diǎn)是占地面積大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。第三，密集的兩步換相技術(shù)。該技術(shù)在電池管理區(qū)域內(nèi)嵌入傳輸區(qū)，在保持兩步換電系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，減少了系統(tǒng)的占用面積，為整個(gè)換電過(guò)程提供了較好的優(yōu)化效果。

四、能源供應(yīng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

在我國(guó)，未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)能源供應(yīng)技術(shù)將在以下幾個(gè)方面得到進(jìn)一步的研究和應(yīng)用：一是智能化。在進(jìn)一步提高運(yùn)營(yíng)服務(wù)智能化水平的過(guò)程中，電網(wǎng)與電動(dòng)汽車(chē)的互動(dòng)可以說(shuō)是未來(lái)智能發(fā)展的關(guān)鍵內(nèi)容。首先，在電動(dòng)汽車(chē)相關(guān)技術(shù)快速發(fā)展的過(guò)程中，汽車(chē)能源供應(yīng)裝置可以在系統(tǒng)管理下實(shí)現(xiàn)有序充電，并在充電負(fù)荷平衡的基礎(chǔ)上減少對(duì)充電基礎(chǔ)設(shè)施的投資。其次，對(duì)于大型電動(dòng)汽車(chē)，可以在移動(dòng)儲(chǔ)能單元的基礎(chǔ)上，與先進(jìn)的智能電網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，有效參與系統(tǒng)調(diào)峰和負(fù)荷管理，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與車(chē)輛的良好互動(dòng)目標(biāo)。第二,網(wǎng)絡(luò)。電動(dòng)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模發(fā)展,它不是足夠的設(shè)置開(kāi)關(guān)電源和充電樁,和需要的基礎(chǔ)上進(jìn)行施工操作整個(gè)城市的服務(wù)網(wǎng)絡(luò),在此基礎(chǔ)上操作的各種商業(yè)模式,服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,跨省甚至全國(guó)互聯(lián)也是其發(fā)展的重要方向。在智能電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)的情況下，服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的范圍將在此過(guò)程中不斷擴(kuò)大，在實(shí)現(xiàn)充電、變電等相關(guān)功能和業(yè)務(wù)互聯(lián)目標(biāo)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理；第三,標(biāo)準(zhǔn)化。也就是說(shuō)，充電交換服務(wù)體系的建立是在制定電動(dòng)汽車(chē)、商用充電設(shè)備接口規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。

在上文中，我們對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)能量補(bǔ)給技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了一定的研究。在未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展當(dāng)中，需要行業(yè)人員能夠緊緊把握發(fā)展方向，以相關(guān)技術(shù)的不斷深入研究進(jìn)一步擴(kuò)大我國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用規(guī)模與效果。