新能源電動汽車充電問題研究分析

聞偉超 鮑雪娜

目前傳統汽車普遍使用汽油作為其動力來源，隨著石油資源的日趨枯竭以及大氣污染、全球氣溫上升的危害加劇，各國政府及汽車企業普遍認識到節能和減排是未來汽車技術發展的主攻方向，發展新能源將是解決這兩個難題的最佳途徑，其中純電動汽車被認為是汽車工業的未來。中國政府同樣把發展電動汽車行業作為一項非常重要產業來扶持，近年來新能源汽車技術不斷成熟，新能源汽車也已經投入了大批量生產。

一、新能源汽車現狀

市場規模逐年遞增，自主品牌競爭力下降。我國新能源汽車銷量從2016年的34.7萬輛增長到2020年的116.8萬輛，年均復合增長率超過30%，與此同時，新能源汽車滲透率從1.9%提升到5.2%。我國新能源汽車市場規模遠高于其他汽車強國。我國自主品牌在新能源市場的份額已從2016年的98.8%下降到2020年的58.6%，國際品牌市場份額從2016年的1.2%提升至2020年的26.3%，新勢力企業從零起步，在2020年市場份額也達到15.0%，多元化競爭格局初步形成。

續航里程水平提升，產品價格區間擴大。從技術水平看，我國純電動乘用車平均續駛里程在“十三五”期間提升近一倍，從最初的200公里普遍提升到400公里，電池能量密度大幅提升，整車電耗水平不斷下降。2020年在售新能源乘用車為210款，價位覆蓋區間從3萬元到40萬元以上，高端車型供給不斷增加，2020年，10-30萬元的中高價位購車需求占總市場的一半，30萬元以上高價位購車需求亦有明顯提升。

充電技術不斷發展，充電設施不斷完善。對于汽車企業，電動汽車目前不能大規模普及的一個重要原因就是成本過高，V2G技術的發展使得用戶使用電動汽車的成本有效降低，反過來必然會推動電動汽車大力發展，汽車企業也將會受益。從充電樁的建設情況看，2016年，我國私人充電樁保有量僅為2.5萬個，公共充電樁僅有14.1萬個，合計16.6萬個;至2020年，我國私人充電樁保有量已達87.4萬個，公共充電樁保有量達80.7萬個，合計168.1萬個，是2016年充電樁保有量的10倍。根據國家電網統計，“十縱十橫兩環”的高速充電網絡已覆蓋全國171個城市，建成2003座高速公路快充站。充電結構不斷優化，快充數量不斷增長，充電功率持續提升，為新能源汽車的發展提供有力保障。

二、充電問題的提出

新能源汽車包括四大類型，混合動力電動汽車、純電動汽車、燃料電池電動汽車、其他新能源汽車等。油電混合電動車顧名思義是一種混合動力型的汽車，不單純靠電池輸出動力，燃油仍占主導，在瞬時加速或者起步時，電動力起到一定的助力作用，從而降低燃油消耗，當前48V輕混動系統成為了各家汽車企業必爭的新技術。

純電動汽車是新能源汽車的一種，動力輸出靠電力轉化，環保性較高，發展前景廣闊。現在新上市的純電動汽車，多選用鋰電池，需要其滿足高循環性和循環高倍率，同時電容量方面需要滿足電動汽車的需求。純電動汽車是不需要使用化石燃料的，因此，在成本上有所降低，有利就有弊，不適用化石燃料的新能源汽車需要充電，但是充電又需要大量的時間，并且不科學、合理的充電方式還會影響電池的使用壽命，這都影響了純電動汽車的推廣使用。

當前新能源電動汽車存在充電設施布點不均勻、時間過長以及續航的里程較短等問題，其中最為關鍵的是電動汽車的續航時間不夠長、充電操作不方便、充電時間占用過長等問題，這些影響著電動汽車的推廣使用，降低了出行體驗感，嚴重的話會影響行程，直接影響了新能源電動汽車提高市場占有率。因而，對于新能源電動汽車發展來說，如何快速、方便地實現充電成了亟待解決的問題。本文從與用戶互惠互利的角度出發，做出探討分析。

三、新途徑實現快速充電

電池更換技術是新能源電動汽車充電技術中的一種，電池更換技術相比較傳導充電技術而言，效率更高更快，因為已經準備好的蓄電池可以減少車主在充電時需要等待的時間，除了節約時間外，電池更換技術還可以減少對電網的影響。之所以這樣說，是因為在充電站對電池進行統一的收集和調配，利于電網的整齊、劃一，同步管理。電池更換技術被廣泛的應用在了很多國家，在中國，很多汽車品牌與制造商都推出了電池更換服務，便利了大家對新能源電動汽車的應用，也在無形中減小了與非電動汽車間的差距。

無線充電技術不需要用電纜進行傳輸充電的，主要分為四種，分別是電場耦合式、電磁感應式、磁場共振式以及無線電波式。其中，電場耦合式和無線電波式按照傳輸功率的話可以劃分在一類，當下最為常見的兩種即電磁感應式以及磁場共振式。與傳統傳導充電技術和電池更換技術相比，無線充電技術可以說是新能源電池充電技術發展歷程中的一次巨大飛躍，很好的解決了充電慢、充電步驟煩瑣等問題，但是在安全性上還有待完善，有可能會存在輻射泄露的問題，但是就整體的充電技術而言，無線充電技術是非常值得提倡的，并且這一技術的發展前景非常的廣闊。

國內外在電動汽車接入電網（vehicle to grid ，V2G）方面進行了多方面的研究，V2G不僅意味著電動汽車將存儲的能量回饋到電網，更包含電動汽車與電網之間的互動關系，即在電動汽車用戶的有效參與下，電網通過一定的控制和引導手段，實現對電動汽車的電力供應。有研究指出，V2G技術的發展將極大地影響未來電動汽車商業運行模式，V2G技術與智能車輛和智能電網同步進展，可外接充電式混合動力汽車（PHEV）和純電動汽車（EV）將在20年之內成為配網系統本身不可分割的一部分，這就為我們推廣純電動汽車在大的背景下提供了技術支持。V2G應用不僅使電動汽車的“無序”充電變為“有序”充電，更可利用動力電池儲能特性對電價做出響應及向電網反饋電能從而使電動汽車用戶獲得經濟利益。

參考文獻

[1]孫健.新能源汽車三大關鍵技術及其難點分析[J].汽車實用技術，2018（19）：20-21，91.

[2]呂純池.新能源電動汽車核心技術發展現狀與趨勢綜述[J].科技與創新，2020（17）：80-81.