我國電動汽車充電技術(shù)發(fā)展趨勢探析

秦鑫

摘要：目前，我國經(jīng)濟在快速發(fā)展，電動汽車市場的成熟和智能電網(wǎng)建設(shè)的推進，電動汽車充電設(shè)施的建設(shè)成為亟待解決的問題，大量電動汽車的充電行為也將會對電網(wǎng)帶來較大影響。通過對電動汽車充電方式、充電特性和充電設(shè)施的分類和分析，探討了其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用、影響、效益及發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：電動汽車;充電技術(shù);發(fā)展趨勢

引言

如今，全球都陷入了能源危機，工業(yè)的發(fā)展使得資源消耗過快，不可再生資源稀缺，廢氣的排放加劇了大氣污染和全球變暖，我們的生存環(huán)境受到了極大的威脅，因此節(jié)能減排是人類社會生存發(fā)展的必然選擇。電動汽車的推廣是符合這一發(fā)展需要的，但也對電動汽車的充電技術(shù)的研發(fā)提出了更高的要求。

1電動汽車的應(yīng)用特點

現(xiàn)階段市場油價的價格波動幅度比較大，進行汽車產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中，要想對這種問題進行解決，就要減少化石燃料的使用，才能提高產(chǎn)品的銷量。在汽車行業(yè)快速發(fā)展的過程中，混合動力類型的汽車產(chǎn)品和純電動類型的汽車產(chǎn)品，在發(fā)展的過程中，促進電動汽車產(chǎn)業(yè)進行了快速的發(fā)展。在進行汽車產(chǎn)品設(shè)計的過程中，電動類型的產(chǎn)品，還包括了公交車和出租車等。電動類型的汽車在發(fā)展的過程中，主要存在的問題是電源的消耗能力和充電的時間段，以及電池的使用時間。當前所存在的電池類型，主要包括鉛酸電池和鋰離子電池等。其中鉛酸電池的價格比較便宜，但是能量和功率都比較小，體積卻比較大，只能應(yīng)用到觀光車，或者短距離行駛的公共汽車中。鎳氫電池在應(yīng)用的過程中，能量和功率都比較大，但是在進行這種電池應(yīng)用的過程中，成本比較高，可以將其應(yīng)用到混合電動力車的使用中。隨著鋰離子電池的大規(guī)模生產(chǎn)，其建設(shè)成本也在不斷的降低，在使用的過程中，具備更多的優(yōu)勢。這種類型的電池性能比較好，質(zhì)量比較高，在應(yīng)用的過程中，續(xù)航時間也比較長。但是在進行大功率電池應(yīng)用的過程中，存在一定的安全性問題，而且大功率的電池，使用成本比較高。汽車企業(yè)在進行電動汽車產(chǎn)品研發(fā)的過程中，還需要研制性能更加穩(wěn)定，使用效率夠高，能量密度更好的新型電池，才能為產(chǎn)品的發(fā)展，提供有效的支持。電動汽車在應(yīng)用的過程中，是通過傳統(tǒng)電池的應(yīng)用進行運行的，在進行汽車充電的過程中，會受到控制策略和電池特性的影響。電動汽車的電壓比較低，電流比較大，在充電的過程中，主要存在慢充和快充，以及快換等充電形式。慢充主要應(yīng)用于消耗能力比較強的汽車，快充主要應(yīng)用于續(xù)航能力適中的產(chǎn)品。快換的充電方式，適用于電池組設(shè)計比較標準，容易進行更換的汽車產(chǎn)品。但是在進行快換方式應(yīng)用的過程中，充電站必須有工作人員值守。

2電動汽車充電站現(xiàn)狀

電動汽車充電站是電動汽車最為基礎(chǔ)的配套設(shè)施，沒有充電站，電動汽車就沒有“加油站”。電動汽車需要長時間駕駛時，若是沒有足夠的電量支持，那么使用會直接受到影響，這也是目前我國電動汽車依然沒有大范圍得到推廣的主要原因。盡管充電站建設(shè)工作迫在眉睫，但充電站的建設(shè)工作也不是一朝一夕就能夠完成的，不僅僅需要大量的資金投入，還需要考慮到充電站地理位置、自然環(huán)境以及周圍電網(wǎng)的實際情況等等，在實際建設(shè)過程當中難度較大，需要綜合考慮。新能源電動汽車充電站作為新能源汽車推廣的必要發(fā)展支持，在未來必須得到有效的建設(shè)才能夠保證行業(yè)的整體發(fā)展。

3我國電動汽車充電技術(shù)發(fā)展趨勢

電動汽車充電技術(shù)的發(fā)展要充分考慮安全和便捷，使電動汽車的車主享受到技術(shù)發(fā)展帶來的實惠。

3.1諧振無線充電

依據(jù)電磁諧振原理，在發(fā)送端和接收端頻率相同的諧振線圈可實現(xiàn)能量從發(fā)射線圈到接收線圈的傳輸。諧振的兩個線圈耦合是松散的，只要調(diào)整到同一頻率，即可通過共振傳輸能量。諧振無線充電的充電距離比感應(yīng)式遠，在電動汽車和一些工業(yè)領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用潛力。

3.2大功率充電樁

電動汽車獲得了較快發(fā)展，已在公交、出租、物流和共享汽車等領(lǐng)域開始應(yīng)用并呈增長趨勢，但公共充電樁少、動力電池續(xù)航里程低、充電時間長仍是電動汽車發(fā)展的制約因素。提高續(xù)航里程就要增加動力電池的容量，并提高動力電池的電壓;縮短充電時間可在動力電池允許的條件下將充電電壓升到1000V，且把充電電流升到350A。為此，需建設(shè)大功率充電樁，將電動汽車直流充電系統(tǒng)額定值提高至1000V/350A。開發(fā)大功率充電樁的途徑：一是開發(fā)大功率充電模塊。單個充電模塊容量越大，則構(gòu)成一臺大功率充電樁所需并聯(lián)的充電模塊越少，模塊間的均流和控制越穩(wěn)定可靠。二是加大電纜截面，提高載流能力。三是進一步優(yōu)化熱管理技術(shù)，以提高充電樁的可用性。

3.3作為系統(tǒng)儲能的組成部分

新能源雖然有眾多優(yōu)勢，但也有一定的缺陷。太陽能、風能等新能源受自然因素的影響，具有隨機性、波動性和不可控性等特點，所以，以這些能源發(fā)電的微電網(wǎng)或配電網(wǎng)中，要有一定容量的儲能設(shè)備。儲能配置偏少，那么發(fā)電量和用電量之間的實時動態(tài)平衡就無法得到滿足;儲能配置偏多，那么電力系統(tǒng)的運行總成本就會增加。只有在蓄電池的荷電狀態(tài)比較充裕時，電動汽車的蓄電池才能工作，因此即使電動汽車因為電量不足而無法啟動時，蓄電池內(nèi)仍有少量的電量，這些電量就可用來參與含分布式電源的微電網(wǎng)或配電網(wǎng)功率實時動態(tài)平衡。另外，一般來說，電動汽車的行駛時間比較短，有大量的空置時間，在空置時如果能作為儲能單元參與電網(wǎng)的運行，就可以縮減電力系統(tǒng)的靜態(tài)儲能配置，可以提高經(jīng)濟效益。

3.4充電的廣泛性和智能化

隨著電動汽車行業(yè)標準的制定和推行，動力電池系統(tǒng)和電壓等級也將逐步規(guī)范。同時公共充電裝置也將規(guī)范與電動汽車的充電接口和接口協(xié)議等。作為電動汽車運行的能量補給，充電系統(tǒng)應(yīng)具備充電的廣泛性，能夠?qū)崿F(xiàn)多類型動力電池的充電控制算法，與不同類型動力電池系統(tǒng)實現(xiàn)充電特性匹配，完成充電服務(wù)。未來的充電服務(wù)將是智能的，作為電能從電網(wǎng)傳輸?shù)诫妱悠嚨摹爸修D(zhuǎn)站”，智能充電網(wǎng)能夠監(jiān)測動力電池的放電狀態(tài)，實現(xiàn)無損充電，避免動力電池的過放或過充;優(yōu)化智能充電技術(shù)，對動力電池故障自動診斷和維護;對電量智能化管理，實現(xiàn)即插即充、無感支付等。

結(jié)語

當前我國正處于高速發(fā)展的新時期，工業(yè)發(fā)展需要依靠大量的能源來推進，能源需求不斷增加，需要依賴大量的能源進口，而當前國際能源價格又存在極為不穩(wěn)定的變動，因而國內(nèi)推進能源行業(yè)改進，穩(wěn)定能源價格是實現(xiàn)我國工業(yè)進一步發(fā)展的重要條件。汽車產(chǎn)業(yè)作為我國的經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)之一，對我國的國民經(jīng)濟發(fā)展有重大影響，汽車行業(yè)的發(fā)展必然能夠帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，進而推動我國整體經(jīng)濟的前進。而在當前能源環(huán)境背景之下，改變以傳統(tǒng)石油燃料為能源的新能源汽車的研發(fā)，必然能夠解決當前經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境資源的矛盾問題，是未來汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

參考文獻

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