新能源電動汽車充電技術開發應用研究

韓杰

揚州工業職業技術學院 江蘇省揚州市 225100

1 引言

汽車在居民生活中的使用已經普及化，但是所伴隨的環境污染問題也成為制約行業發展的重要因素，對于生態環境健康發展不利。而新能源電動汽車的研發可有效滿足當前環保需求，在促進交通行業綠色發展方面具有重要意義。因此，要求相關工作人員應加強對新能源電動汽車的研究力度，切實落實充電技術開發工作，為電動汽車實際應用提供有效保障。

2 新能源汽車發展背景

受到汽車保有量提升影響，我國能源危機越發嚴峻，迫切需要相關人員采取有效解決措施，另外，汽車的運行不可避免會造成環境污染情況，同樣需要相關人員予以格外注意。因此，通過加大對新能源汽車的研發以及推廣工作，能夠在降低我國燃油、汽油需求的同時，有效改善環境污染問題，有利于凈化城市空氣，塑造更加健康的城市形象。相關調查顯示，當前我國新能源汽車種類較多。在遵從國家政策的基礎上，加大對儲能技術的研究力度，近年來，純電動汽車、插電式混合動力汽車在我國應用較為廣泛。

《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012～2020 年）》以節能著手，圍繞新能源汽車，完成了相應的戰略部署工作，并出臺了相關政策措施，確保能夠有效提升新能源汽車產業培育速度。在明確技術路線的基礎上，應逐步完成產業發展主要任務。在實際規劃過程中，應切實加強充電設施建設，并確保能夠為新能源汽車產業提供有效保障。同時，應始終堅持科學規劃工作，并切實落實技術開發，通過逐步探索出與技術相匹配的商業運營模式，并將其應用到實際管理工作中，提升充電基礎設施建設效果。

以規劃電動汽車市場作為重點，相關部門進一步下達了相應的文件，為新能源汽車產業提供有效政策補貼，可有效推進新能源汽車市場穩步發展。在2017 年，相關部門以提升乘用車節能性作為重點，結合先進國家管理經驗，出臺了相關文件，強化了對新能源汽車的有效管理。以我國汽車產業出發，建立在有效乘用車規范基礎上，通過持續性出臺扶持政策，能夠有效刺激消費者購買電動汽車，有利于促進電動汽車行業進一步發展。相關調查顯示，截止2019 年在，我國新能源汽車保有量可達到344 萬。

3 新能源汽車發展重要意義

新能源電動汽車屬于新興能源，能夠有效滿足當前交通行業以及汽車行業環保需求，具有綠色環保的特點，通過將其應用到實際，可有效促進能源節約，在優化汽車企業可持續發展方面具有重要意義，有利于推動汽車行業產業結構調整，進一步優化汽車產業優化升級。同時，通過落實汽車充電技術，能夠改善以往汽車充電限制的情況，有利于保障電動汽車運行效果，在改善我國能源稀缺的同時，促進生態環境保護。結合當前我國汽車行業高速發展現狀，通過加大對汽車產品創新力度，并做好相應的改革工作，能夠有效提升汽車產業核心競爭力，使其始終處于行業前沿。而通過落實新能源電動車開發工作，能夠進一步促進汽車行業結構調整，使其逐漸向綠色化方向發展，進而提升我國汽車行業整體競爭力。但是在新能源汽車發展過程中，電源消耗能力、充電問題也需要工作人員集中進行解決，借助電動汽車充電技術，能夠有效提升新能源汽車運行能力，確保能夠滿足當前居民多樣化需求，有利于提升居民舒適度以及滿意度，提高新能源汽車應用前景。

4 新能源電動汽車充電方式

4.1 傳導充電

就目前而言，純電動汽車、插電式混合動力車在新能源汽車市場中較為常見，并且在購買后，將會配套贈予便攜式充電線，可用于家庭充電使用。該充電方式主要為常規充電，也被稱之為慢充，即借助恒壓、恒流方式完成汽車充電。以50kWh 蓄電池展開研究，在保持10 ～16A 充電電流的情況下，充電后運行時間可超過14 ～25h，對于居民而言，在晚上下班后對電動汽車進行充電，并持續到第二天，充電量可達到一半，按照2~3天充電一次的原則，該類汽車可有效滿足居民日常出行需求。

考慮到居住條件，在環境支持的情況下，新能源汽車車主應加強與電網公司之間的聯系，并通過溝通，將充電樁安裝在固定車位中，便于后續車輛充電操作，進而提升電動汽車使用便利性。同時，在充電速度為1kW/h 的情況下，汽車電池充滿為8 ～10h，能夠在有效降低充電成本的同時，進一步確保電動汽車運行穩定性。當前，這一方式在行業內的應用已經普遍化。正常而言，民用充電設備功率主要在5 ～10KW 范圍內，供電方式使用三相四線制，該方式充電電流相對較小，可有效延長電池使用壽命，但是也存在充電速率不足的問題。

除上述充電方式外，快速充電方式在我國市場中也較為常見，以蓄電池充電居多，但是也對車載電池提出了更加嚴格的要求，并且在實際使用過程中，還要做好充電樁選擇工作。并且需要注意的是，快速充電適用性相對一般，需要結合具體電動車類型選擇相應的快速充電方式，并且整個操作流程均需要以廠家說明作為參考。就目前而言，該類充電功率多在30kW以上，借助三相四線制，完成供電。但是結合實際而言，充電速度提升也會使電池發熱量情況更加嚴重，進而影響電池使用壽命，因為該類充電方式往往需要一定的后期維護成本。

上文中提及的充電方式均屬于傳導充電方式，并且在市面上十分常見，在各有優勢的同時，也存在一定的使用弊端。總體而言，傳導充電方式存在充電耗時長、充電局限、接口以及協議種類多樣的問題。首先，與燃油車輛相比，該類汽車加注時間多在2min 以內，但是無論使用哪一種傳導方式，電動汽車達到80%電量至少需要充電15~30min。同時，受到傳導充電形式影響，電動汽車充電需要以充電線作為媒介，其中，慢充充電線重量在10 公斤以上，快速充電由于充電直流電較大，充電線將會更加笨重，這將會嚴重影響居民出行便利性。另外，因為當前新能源汽車種類繁多，不同汽車充電接口以及協議也存在明顯不同，使用充電樁也存在一定的差別，導致不同電動汽車無法匹配到相應的充電接口。

4.2 電池更換

該技術能夠使電動汽車得到相應的電池包，能夠在最短速度內對汽車動力電池進行更換，在改善以往電動汽車充電慢問題方面優勢顯著，能夠在有效提升汽車行駛距離的基礎上，進一步優化居民乘坐以及出行的舒適感、便利感，有利于降低司機充電等待時間。通過實現對電池充電的集中調度，能夠降低在電池更換站中充電對電網的影響，在提高電網規劃科學性方面優勢空閑，有利于優化電網分布設置。相關研究表明，該技術具有潛在市場良好，我國相關新能源汽車品牌均可以支持電池快速更換服務，并且電池更換技術還可以使用在相關大型活動中，另外，在交通領域，電池更換技術也能夠起到良好的作用。例如，奧運會以及世博會期間電動公交車均使用了電池更換技術，并且目前在杭州，超過200 量電動出租車同樣使用了電池更換技術。通過有效推行電池更換技術，能夠有效提升電動汽車技術性，有利于進一步促進電動汽車發展。但是就目前而言，該技術的應用同樣存在一定的問題。例如，因為當前電動汽車生產廠家較多，并且不同生產廠家車型不同，電池種類也存在明顯區別，而電池更換及時使用相對單一，服務對象主要為固定車型，并且在實際使用過程中，車主往往無法及時將電池更換需求向換電站傳遞，導致換電站無法接受到響應，這將會嚴重影響換電站運行效率，導致電池供應存在不穩定性。另外，結合實際工作而言，換電站布局位置也會在一定程度上影響電池更換效果。

4.3 無線充電

就目前而言，電纜連接充電在電動汽車使用中同樣較為普遍，該連接方式具有較高的安全性，并且能夠有效保障充電效果。但是在最終用戶中，由于電纜相對笨重，不僅攜帶困難，并且在接頭連接方面也存在諸多不便，在使用過程中也容易存在缺陷。例如，如果車輛充電地點為機場或者車輛需要從一個地方移動到兩一個地方，將無法重新連接電纜。針對這一情況，行業強調可通過使用無線充電技術，滿足當前電動汽車充電需求，進一步提升充電技術應用優勢。

在2004 年，國外相關汽車廠商就已經開始研發無線充電技術。當前無線充電技術主要包括4 種，其中，電場耦合、無線電波在傳輸效率方面相對較低，無法滿足電動汽車充電需求，因此，并沒有被應用到實際中。當前行業主要應用電磁感應式、磁場共振式兩種方式完成無線充電技術研發。通過落實無線充電技術，能夠有效提升電動汽車充電便利性，但是就實際而言，該技術的應用同樣存在相關問題。例如，當前無線充電技術應用效率相對較低，在充電峰值的情況下，充電效率僅占據90%，而通過應用傳導充電，峰值效率可超過95%。同時，無線充電原理同樣會對充電傳輸功率造成制約影響。當前無線充電技術傳輸功率主要為10kW，尚無法滿足電動汽車充電需求。另外，無線充電技術同樣存在安全性問題，因為，車輛無線充電主要應用電磁方式，在充電密集的情況下，或者充電與充電樁距離較近，將會增加輻射泄漏風險。當前無線充電技術不僅在新能源汽車方面得以被應用，還進一步被應用到電子消費領域。在后續工作中，工作人員應進一步加大對無線充電技術缺陷的研究工作，進一步完善無線充電技術水平，有效提高其在新能源汽車產業中的使用價值。

5 新能源電動汽車充電發展趨勢

電動汽車發展使人們對電動汽車應用需求明顯提升，因為電動汽車多被應用到不同場景以及模式中，對電網需求也存在明顯不同，因此，要求行業應加強充電設施建設工作，提升充電設施安排密集性，進一步提升充電設施智能化水平，有效滿足居民出行充電需求，提高居民出行便捷度。相關研究表明，在未來，無論是電動汽車，還是充電設施，均會成為物聯網中的一部分，借助互聯網，能夠為車主提供更加智能化的服務，包括充電預定、支付等，同時，還能夠便于充電設施與電動汽車之間的聯系，確保車主能夠在及時了解電動汽車剩余電量的情況下，在最短時間內找到到最近的充電設施，使電動汽車供電更加順暢。另外，互聯網技術在電動汽車中的應用也使相關汽車互聯模式得到顯著發展。

在未來，借助互聯網+服務，能夠有效實現開放互聯網創建，并為車主提供更加便利的服務，能夠在拉近地域聯系的基礎上，提高電動汽車運行距離，優化電動汽車跨境交通能力。

當前電動汽車技術不僅被應用到電力基礎設施中，還被廣泛應用到客戶服務系統中。近年來，電動汽車應用數量的增加也對充電基礎設施提出了更加嚴格的要求。雖然我國在不斷提升充電基礎設施分布密度，但是由于電動汽車種類繁多，能源匹配問題也成為制約電動汽車使用的重要因素。因此，要求工作人員應做好公共區域充電平衡工作，并切實加大研究。通過采取移動儲能以及發電，并配合互聯網消費方式，能夠在一定程度上提升當前充電設施建設不足的情況，并且能夠幫助車主盡快找到相應的充電站，并完成電動汽車充電，可有效提升車主電動汽車使用便利性，另外，通過上述方式還有利于改善能源分布不均的問題。總體而言，電動汽車屬于移動儲能單元，通過借助汽車電池，能夠有效彌補電動汽車充電便利性欠佳的情況。近年來，相關機構進一步研發了反向傳導充電技術，能夠有效提升電網管理水平，有利于滿足電動汽車充電需求，前景可觀。

以充電技術完善、優化作為重點，強化充電技術研發工作，能夠進一步提升新能源汽車發展水平。結合當前新能源汽車市場發展勢頭良好的現狀，工作人員應加強對市場的規范化管理，并做好相應的引導工作，幫助新能源電動車行業順利度過當前國家扶持力度逐漸降低的局面，促進新能源汽車長效發展。但是在后續工作中，需要注意的是，工作人員應以傳統充電技術著手，并進一步加強充電樁建設工作，以當前實際情況出發，對充電設施進行合理布局，確保其位置分布規劃的合理性。同時，工作人員還要提高對無線充電技術的重視度，并通過做好換電站研究工作，在最大程度上提高電動汽車充電速度，可為電動汽車運行提供有效保障。另外，建立在有效充電設施研究基礎上，能夠進步實現能量、信息雙向互動機制探索。加強車網融合技術研究，并配套相應的新型充電樁建設，通過對比融合技術與新型充電樁建設的匹配度，合理改造充電樁，并健全互聯網+模式，能夠有效提升新能源汽車應用舒適度，使新能源汽車能夠為用戶提供更加良好的服務。當前汽車對家庭、汽車對電網兩種技術發展已經成熟，借助汽車對家庭技術，能夠有效解決電網供應受限情況下無法滿足電動汽車充電需求的情況，可借助家庭、建筑物完成汽車電池供電，進而保障新能源汽車運行。而在汽車對電網中，能夠有效促進電網調節，有利于提升供電服務的穩定性。

6 結語

綜上所述，通過加強充電基礎設施技術研發，在合理增加終端設備開口的同時，提高終端設備功能，能夠有效滿足汽車、充電樁之間的連接需求。在未來，新能源汽車多需要配備私人充電樁或者專用充電樁，確保新能源汽車能夠隨時隨地進行充電，提高人們出行便利性。通過研發智能電動交通管理系統，能夠為用戶提供充電站定位、預約等服務，可有效提升居民新能源汽車使用便捷性。