2017現(xiàn)代電動(dòng)汽車技術(shù)論文(2)
2017現(xiàn)代電動(dòng)汽車技術(shù)論文
2017現(xiàn)代電動(dòng)汽車技術(shù)論文二：電動(dòng)汽車充換電技術(shù)淺析
[摘 要]電動(dòng)汽車充換電設(shè)施是電動(dòng)汽車發(fā)展的基石，合理先進(jìn)的充換電技術(shù)對(duì)電動(dòng)汽車的普及發(fā)展將起到不可替代的作用。本文對(duì)目前的充換電技術(shù)進(jìn)行了介紹，分析了其中的一些不足，并提出了相關(guān)建議。
[關(guān)鍵詞]充換電技術(shù);整車充電系統(tǒng);換電系統(tǒng);交流;直流
中圖分類號(hào)：TM910.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X(2015)42-0363-01
1 引言
隨著城市化、工業(yè)化進(jìn)程的加速，汽車工業(yè)得到了飛速發(fā)展，但同時(shí)也造成國際原油供求矛盾逐步加深，全球氣候變暖日益明顯。在此背景下，加快發(fā)展電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)于推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展和低碳城市建設(shè)，降低汽車污染排放，優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，保障國家能源安全，促進(jìn)環(huán)境與人類和諧及可持續(xù)發(fā)展等方面具有重要意義。
電動(dòng)汽車的動(dòng)力來源為裝載于車體內(nèi)部的動(dòng)力蓄電池。當(dāng)動(dòng)力電池的電能消耗到一定程度時(shí)，就必須對(duì)其進(jìn)行能量補(bǔ)充，以保證電動(dòng)汽車能夠持續(xù)循環(huán)使用。目前電動(dòng)汽車的能量補(bǔ)給方式主要分為充電和換電兩種，所謂充電是指使用外部交流或直流電源通過交流或直流充電口直接對(duì)整車動(dòng)力電池進(jìn)行充電;換電則是指用充滿電能的動(dòng)力電池替換電動(dòng)車上電能已耗盡的動(dòng)力電池來完成電能的補(bǔ)充。
2 電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
“十二五”以來，我國著力于研究和發(fā)展電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)，在動(dòng)力電池、電機(jī)等方面取得了顯著的成果。國內(nèi)主流整車企業(yè)紛紛把發(fā)展電動(dòng)汽車當(dāng)做轉(zhuǎn)型升級(jí)的戰(zhàn)略機(jī)遇。2014年，我國新能源汽車生產(chǎn)7.85萬輛，同比增長3.5倍。截至目前，我國電動(dòng)汽車保有量已突破11萬輛大關(guān)。
從2009年開始，電動(dòng)汽車充換電關(guān)鍵技術(shù)取得長足的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)方向也逐步明確。同時(shí)，隨著基礎(chǔ)類、監(jiān)控系統(tǒng)、充換電接口及通信協(xié)議、充換電設(shè)施、建設(shè)與運(yùn)行等六大方向相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，充電模塊、連接器、換電設(shè)備和監(jiān)控平臺(tái)等產(chǎn)品日趨成熟，我國充換電產(chǎn)業(yè)已具備較好的技術(shù)和配套基礎(chǔ)。
目前全國已建成約600座充換電站和3.6萬個(gè)充電樁。充換電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，為電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)奠定了良好的應(yīng)用基礎(chǔ)。另外，隨著產(chǎn)業(yè)形勢(shì)逐漸明朗，民間資本表現(xiàn)出了很大的積極性。從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)到設(shè)施運(yùn)營，民營企業(yè)已經(jīng)開始了不同層次的產(chǎn)業(yè)布局。
3 電動(dòng)汽車能源供給方式
對(duì)于能源供給方式的選擇，目前普遍存在整車充電系統(tǒng)(慢充、快充)和換電系統(tǒng)(商用大巴車兩側(cè)換電、乘用車底盤換電、乘用車后備箱換電)兩種模式。
整車充電系統(tǒng)：慢充
慢充，通常指的是交流充電，目前交流充電主要包括7kW單相交流充電、40kW三相交流充電，充電電流大約為32A、64A。一般單相交流充電時(shí)間大約為8小時(shí)，三相交流充電時(shí)間大約為2小時(shí)。
整車充電系統(tǒng)：快充
快充，通常指的是直流充電，充電電壓可根據(jù)具體服務(wù)車輛進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)，充電電流目前國標(biāo)限制最大250A。商用大巴車充電時(shí)間大約為3-5小時(shí)，乘用車充電時(shí)間大約為1小時(shí)或更少。
換電系統(tǒng)：商用大巴車兩側(cè)換電
商用大巴車兩側(cè)換電，顧名思義就是在商用大巴車兩側(cè)布置全自動(dòng)換電設(shè)備更換車輛電池。目前國內(nèi)主流商用大巴車換電車輛上布置有8-12塊電池，換電時(shí)間約為10分鐘。
換電系統(tǒng)：乘用車底盤換電
乘用車底盤換電，即在乘用車底部布置全自動(dòng)換電設(shè)備更換車輛電池。目前國內(nèi)主流底盤換電車輛上布置有1塊電池，換電時(shí)間約為3-6分鐘。
換電系統(tǒng)：乘用車后備箱換電
乘用車后備箱換電，即在后備箱附近布置換電機(jī)械臂或人工換電小車更換車輛電池。目前國內(nèi)主流后備箱換電車輛上布置有4塊電池，更換時(shí)間約為6-8分鐘。
4 充換電技術(shù)存在的問題
雖然目前電動(dòng)汽車充換電技術(shù)取得長足的發(fā)展，但是仍存在不少問題：
整車充電系統(tǒng)
整車充電系統(tǒng)方面存在慢充充電模式不統(tǒng)一、商用大巴車快充與乘用車快充輔助電源不一致等問題。目前慢充充電模式不光存在單相交流與三相交流充電的差異，還存在單相交流充電模式不統(tǒng)一的現(xiàn)象，充電設(shè)備主要生產(chǎn)廠家的交流充電樁一般采用標(biāo)準(zhǔn)中的“充電模式3”，然而車企的交流充電車輛一般采用標(biāo)準(zhǔn)中的“充電模式1 ”;直流快充模式不光存在商用大巴車快充與乘用車快充輔助電源不一致(商用大巴車快充輔助電源24V、乘用車快充輔助電源12V)還存在充電電壓范圍差異大的問題，商用大巴車充電電壓范圍一般350～700V，乘用車充電電壓范圍一般為200～500V。
換電系統(tǒng)
相對(duì)而言換電系統(tǒng)主要利用在商用大巴車方面，前面也提到一般商用大巴車換電車輛上布置有8-12塊電池，更換時(shí)絕大部分都是2-4塊電池一起抓取，一方面由于電池取放加劇車輛重量變化，對(duì)全自動(dòng)換電設(shè)備定位要求高，電池在車上需要有嚴(yán)格的布局要求;另一方面全自動(dòng)換電設(shè)備體積較大，對(duì)場地的空間要求及承重要求增加。
5 建議解決方案
整車充電系統(tǒng)
充電設(shè)施廠家與車廠加強(qiáng)交流，慢充方面統(tǒng)一充電模式，避免后期實(shí)施過程中重新花費(fèi)人力物力進(jìn)行整改;快充方面統(tǒng)一輔助電源12V或24V，研制通用的直流充電模塊，囊括乘用車充電最低電壓以及商用大巴車充電最高電壓，同時(shí)滿足乘用車及商用大巴車快充。
換電系統(tǒng)
建議采用單箱換電模式，統(tǒng)一電池箱充電接口、尺寸，減少電池在車上布局的限制，真正實(shí)現(xiàn)多種車輛電池的互換;由于全自動(dòng)電池更換設(shè)備只取1箱電池，縮小了設(shè)備的體積，對(duì)場地空間以及承重要求減少。
6 結(jié)語
電動(dòng)汽車充換電設(shè)施是電動(dòng)汽車發(fā)展的基石。合理先進(jìn)的充換電設(shè)施技術(shù)對(duì)電動(dòng)汽車的普及發(fā)展將起到不可替代的作用。由于筆者水平有限 ，文中不足之處請(qǐng)讀者多指正。
參考文獻(xiàn)
[1] 徐凡，俞國勤，顧稿峰，等，電動(dòng)汽車充電站布局規(guī)劃淺析[J].華東電力，2009，37(10).
[2]李興虎.電動(dòng)汽車概論[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2005
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