新能源汽車充電技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

金會林

摘 要：汽車保有量逐年上漲，交通運(yùn)輸壓力的逐步提升，使得環(huán)境污染、能源利用與汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展問題更加嚴(yán)峻。新能源汽車作為汽車動力研究的重要課題，不僅在緩解能源壓力方面有著重要的意義，同時(shí)，在節(jié)能減排原則的指導(dǎo)下，對環(huán)境保護(hù)也有著積極作用。現(xiàn)階段，新能源汽車的主要應(yīng)用形式包括純電動汽車以及混合動力汽車，新能源汽車的實(shí)際應(yīng)用需要配套的電網(wǎng)、充電點(diǎn)、端口技術(shù)等，對充電基礎(chǔ)設(shè)施與技術(shù)應(yīng)用都有著較高的要求。

關(guān)鍵詞：電池儲能;反向充電;傳導(dǎo)技術(shù)

當(dāng)前階段，城市規(guī)劃通常只在一些公共區(qū)域、交通樞紐等方位建立充電站，以家庭為單位的充電樁設(shè)置數(shù)量相對較少，基礎(chǔ)供電設(shè)施、電網(wǎng)系統(tǒng)及充電方式等條件的制約，限制了新能源汽車的全面推廣與應(yīng)用。為更好地拓展新能源汽車的使用范圍，相關(guān)部門應(yīng)加快充電設(shè)施的建設(shè)進(jìn)程，深入研究不同的充電技術(shù)，針對汽車充電的技術(shù)問題，提出針對性的解決方案，為汽車產(chǎn)業(yè)的綠色、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 新能源汽車面臨的技術(shù)應(yīng)用問題

（1）充電設(shè)備不足，充電點(diǎn)的設(shè)置不合理。新能源汽車的應(yīng)用形式不斷變化、使用范圍逐步擴(kuò)張，使得人們對供電系統(tǒng)的需求上漲。但與日益增長的電動汽車使用量相比，充電設(shè)施的建設(shè)與發(fā)展相對不足，充電點(diǎn)的設(shè)置規(guī)劃不合理，能源汽車和基礎(chǔ)供電設(shè)施不匹配，充電缺口巨大。普通的充電設(shè)備提供交流電，通常電壓為220V，需要超過十個(gè)小時(shí)不間斷的充電才能完成儲能。如果充電站能夠提供十個(gè)儲能位置，每天的最高充電量為30輛，充電汽車的數(shù)量與電力系統(tǒng)的供應(yīng)量間存在矛盾，無法滿足新能源汽車的實(shí)際使用需求。

（2）充電接口不兼容。現(xiàn)階段，電動汽車的充電標(biāo)準(zhǔn)分為五種。在國內(nèi)，新能源充電設(shè)備的端口設(shè)置以國標(biāo)、美標(biāo)為主，但兩種端口不兼容。除此之外，國標(biāo)體系下的充電接口技術(shù)參數(shù)也存在差異，汽車充電形式有著一定的局限性。如果沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，充電樁無法通用，在增加汽車充電實(shí)際成本的同時(shí)，也限制了新能源動力汽車應(yīng)用的普及。

（3）充電時(shí)間長，功率不足。在快充模式下，通常是以直流充電為主，汽車儲能時(shí)間控制在10-20min間，需要的充電功率為250kW，相當(dāng)于整棟辦公樓用電量的五倍，家庭充電難以負(fù)荷。如果一個(gè)充電樁同時(shí)提供四個(gè)充電位置，那么充電功率可以達(dá)到“兆瓦”級，目前的充電設(shè)備提供的功率很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

（4）充電站安全防護(hù)機(jī)制不健全。充電樁是電力汽車補(bǔ)充能源的重要途徑，與加油機(jī)的功能類似，是補(bǔ)充電力損耗、推廣電力汽車應(yīng)用的基礎(chǔ)。為縮短充電的時(shí)長，通常情況下，充電樁流經(jīng)的電壓與電流較大，需要建立健全的安全防護(hù)機(jī)制。充電樁經(jīng)過長期的使用，出現(xiàn)磨損情況，增加了維修與養(yǎng)護(hù)的成本，同時(shí)，也使得充電樁使用的安全性無法得到保證。

2 現(xiàn)階段電動汽車采用的主要充電模式

（1）傳導(dǎo)模式。當(dāng)前階段，較為知名的新能源汽車研究與生產(chǎn)企業(yè)前后推出了多款純電動汽車、混合動力汽車等，拓展了電動汽車的使用途徑。一般情況下，在購買電動汽車時(shí)，廠家會贈送對應(yīng)的充電線，可以匹配家庭充電插口，能夠進(jìn)行慢充。即，采用恒壓、恒流的傳統(tǒng)方式對汽車進(jìn)行充電。充電電流大小約為10-16A，若以50kWh的蓄電池為例，需要連續(xù)充電14-20個(gè)小時(shí)或更長時(shí)間。如果在晚間使用后開始充電，到隔日早上只能充滿一半的電量，需要2-3天左右充電一次，在短途出行方面較為便捷，但不適用于長途工作。

（2）電池儲能。當(dāng)前階段，電池更換是電動車儲能的常見方式之一，通過更換電池，可以使電動汽車在幾分鐘之內(nèi)完成儲能需求。電池更換技術(shù)可以快速解決新能源電動汽車充電慢的問題，有效地延長電動汽車的行駛距離，縮短駕駛?cè)藛T的等待時(shí)間。電池更換后，可以對電池進(jìn)行集中充電，協(xié)調(diào)電力能源調(diào)配進(jìn)度，降低電池儲能對區(qū)域電網(wǎng)的影響，使充電站的設(shè)置更科學(xué)、合理。

（3）無線充電。電動汽車通過充電樁、充電站進(jìn)行充電的方式包括有線電纜充電及無線充電兩種。其中有線充電需要駕駛?cè)藛T攜帶電纜、連接接頭，充電過程較為繁瑣，使用存在限制。無線充電的服務(wù)更便捷，在公共場所具備較強(qiáng)的充電優(yōu)勢，可以利用無線網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)、智慧電網(wǎng)體系等，無需電纜就實(shí)現(xiàn)充電的目的，是新能源汽車的重要技術(shù)改革方向。

3 電動汽車技術(shù)開發(fā)與使用的前景

（1）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。現(xiàn)階段，人們對電動汽車的使用需求向著多元化、系統(tǒng)化方向轉(zhuǎn)變，出游、工作、運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的電動汽車覆蓋率逐步提升。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用背景下，通過網(wǎng)上服務(wù)與設(shè)備的一站式管理，面向用戶提供充電、管理、預(yù)定與更新于支付等服務(wù)成為必然，電動汽車可以通過無線網(wǎng)絡(luò)、信息共享中心與服務(wù)平臺等，實(shí)現(xiàn)即時(shí)通訊的目的。充電站可以提供充電、商品銷售、消費(fèi)服務(wù)、汽車美容等多項(xiàng)功能，在遠(yuǎn)程操控、可視化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)及移動互聯(lián)等技術(shù)支持下，實(shí)現(xiàn)全面推進(jìn)大型、綜合體驗(yàn)式汽車服務(wù)平臺建設(shè)的目的。

（2）反向充電模式。電動汽車的使用與推廣需要依托于電網(wǎng)設(shè)施、充電服務(wù)系統(tǒng)及相關(guān)的連接設(shè)備與無線網(wǎng)絡(luò)等。當(dāng)前階段，汽車充電方式的不斷變化，使得人們對供電服務(wù)提出了更多元化的要求。如，智慧電網(wǎng)系統(tǒng)的部署需要在建筑內(nèi)安裝可再生能源供電裝置和儲能單元。電動汽車可作為移動儲能單元之一，通過汽車電池進(jìn)行能源儲備，做好二次發(fā)電的準(zhǔn)備。現(xiàn)階段，電力汽車產(chǎn)業(yè)在反向傳導(dǎo)方面的研究已經(jīng)取得了一定的成果，在電網(wǎng)鋪設(shè)、充電點(diǎn)的設(shè)置及能源的多維使用等技術(shù)研究與應(yīng)用過程中，表現(xiàn)出極大的市場潛力，是汽車產(chǎn)業(yè)能源改革的重要方向。

4 結(jié)語

新能源研究的逐步深入與在汽車領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，使得現(xiàn)階段電動汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)入蓬勃發(fā)展的時(shí)期，汽車市場的潛力巨大。針對目前電動汽車實(shí)際應(yīng)用與推廣的限制問題，相關(guān)企業(yè)與單位應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)整合，對充電設(shè)備的鋪設(shè)、端口的統(tǒng)一與無線充電等進(jìn)行深入研究、合理規(guī)劃，全面構(gòu)建充電綜合服務(wù)模式，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、反向充電等新技術(shù)，推進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

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