關(guān)于電動汽車智能充電系統(tǒng)控制策略的研究

劉闖

摘 要：伴隨著科技的飛速發(fā)展，汽車行業(yè)也面臨著改革。由于人們對石化燃料的過度開采，不僅對空氣造成了重度污染，而且石化燃料屬于不可再生的資源，儲存量會隨著開采不斷減少，人類面臨的要創(chuàng)造新的能源慢慢取代石化燃料。人們努力研發(fā)并且生產(chǎn)電動汽車，發(fā)展電動汽車為滿足節(jié)能環(huán)保要求的必經(jīng)之路。要想汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，電動汽車是必然的發(fā)展趨勢。本文簡單介紹了智能充電動力電池的特性，并對電動汽車智能充電系統(tǒng)做了簡單的概述。

關(guān)鍵詞：電動汽車;節(jié)能環(huán)保;智能充電系統(tǒng)

引言：伴隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，由于能源的短缺，已經(jīng)成為制約經(jīng)濟發(fā)展的重要因素，所以新能源的開發(fā)被世界關(guān)注，相關(guān)技術(shù)也越來越受重視。世界紛紛大力推進電動汽車及其充電系統(tǒng)的研究工作。電動汽車是未來交通工具發(fā)展的大趨所示，現(xiàn)在已經(jīng)帶動一些相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電池科技和充電技術(shù)成為當今急迫解決的技術(shù)難題。

電動汽車存在很多優(yōu)勢，比如操作簡單、零污染、零噪音以及經(jīng)濟等優(yōu)勢被廣泛關(guān)注，并且成為焦點。但是，電動汽車現(xiàn)在發(fā)展還不夠完善，續(xù)航能力不能滿足人們的要求，而且充電也受現(xiàn)實狀況限制，使得電動車汽車在推廣中面臨解決這些問題。眾所周知，電動汽車的動力來源是蓄能電池，當電壓較低時要及時補給電能，但是電動車汽車充電時間較長，通常充滿電池需要八個小時左右，長時間的能源供給，充電樁會超負荷工作，而且排隊等候時間也較長，所以，實現(xiàn)智能充電，對電動汽車的使用與發(fā)展有重要意義。

1 電動汽車智能充電要求

電動汽車要快速安全的充電，必須要滿足智能充電以下要求：a要保障智能充電的安全性，電動汽車在充電過程中一定要保證因為電網(wǎng)傷害周圍的人以及物;b智能充電應該能夠快速提高電動汽車的續(xù)航能力;c智能充電要避開傳統(tǒng)模式，方便攜帶以及隨時都能用;d智能充電能夠?qū)崟r監(jiān)測電動汽車電池能力的數(shù)據(jù)，防止充電過量損壞充電系統(tǒng)。

2 動力電池特性分析

電動汽車體系最重要的組成部分是動力電池，動力電池能夠給其提供動力，其性能質(zhì)量直接決定了電動汽車的優(yōu)劣。而動力電池屬于電動汽車的開發(fā)核心。電動汽車對動力性能的要求有加速度、勻速行駛速度、爬坡速度等等，其反應動力反饋是最直接的性能表現(xiàn)。根據(jù)這些是對電池的選擇考慮的客觀因素。另外還要考慮電池的容量、體積、重量、安全性以及維護等各方面的考量。

2.1 電池組的差異性與其造成的影響

電池的差異性是指同型號同規(guī)格的電池電壓、內(nèi)阻、容量等各種之間存在差別，導致電池出現(xiàn)差異性，電池組差異性會有以下影響：

2.1.1 在生存過程中由于工藝和材料的均勻性影響，導致同批次出廠的同型號電池容量和內(nèi)阻存在差別，從而影響電池存在一定的電功能失衡，只是在可接受范圍內(nèi)。電池個體之間的充電能力不均衡，因此電池串聯(lián)之后使用恒定電流進行電力供應，充電過程中可接受電流進行電力供應，充電過程中會電解出大量的水。假設各個電池組中的電池容量具有差異性，那么電動汽車在加速或者減速過程中進行能量回收充電，會造成充電電流超過容量較低的電池充電與電流可接受情況。在這種情況下容易造成充電能力較低的電池充入的電流慢慢減少，嚴重的甚至造成頓板硫化，電池容量降低，造成充電接受能力降低。

2.1.2 在電池使用中，如果存在放電的狀況也會導致電池出現(xiàn)差異性，鉛酸電池在放電過程中出現(xiàn)端電壓加速下降，造成極板中出現(xiàn)粗晶粒硫酸鉛，可以發(fā)現(xiàn)，電池即使放電也會降低電池容量，減少使用壽命。因為中斷檢測電壓，會造成電池能量管理體系無法較好的完成放電控制，所以電池組中容量較低電池無法避免放電難題，電池組中也會因為電池容量的差距不斷加大，造成越來越嚴重的過放現(xiàn)象。

2.2 動力電池

電動汽車的技術(shù)在不斷發(fā)展，也促進了動力電池技術(shù)的發(fā)展與進步，汽車企業(yè)對電動汽車動力蓄電池技術(shù)和充電原理做了系統(tǒng)的研究，市場中已經(jīng)存在不同種類的電池類型，在電動汽車上廣泛應用的電池類型包括鉛酸蓄電池、鋰離子蓄電池、鎳鋅蓄電池和燃料蓄電池等等。

3 電動汽車智能充電的策略建議

3.1 提供有序智能充電服務

以經(jīng)濟最大化為基礎(chǔ)，電動汽車有序智能充電主要是基于智能充電模式下電壓偏移與功率損耗最小化開展的，以充電成本最小或負荷波動最小為基礎(chǔ)進行優(yōu)化。有序智能充電服務能夠降低負荷和充電功率損失的要求，從而提高電力經(jīng)濟運行。從時間和空間兩個維度加以改善，減少電動汽車充電時間、調(diào)整電價、便捷選址、較小峰谷差、降低電壓偏移與功率損耗，以便達成成本最優(yōu)化，實現(xiàn)有序均衡充電，實現(xiàn)大量電動汽車順利充電。

3.2 應用集中智能充電模式

電動汽車被廣泛使用，建設配套的充電設施是必須面臨的問題，不僅要有快速充電樁，還應該建設大型充電站、有充電功能的停車場等，電動汽車集中智能充電模式也因此得到大力研究。集中充電模式通過控制器管理充電站接入的電動汽車的充電行為。當電動汽車在智能電網(wǎng)的環(huán)境下充電時，充電機會通過監(jiān)控器檢測并且記錄電動汽車的信息，包括充電開始時間、預計充滿時間、荷電狀態(tài)、電池額定容量等。該智能控制器還可以和電網(wǎng)交換信息，獲得負荷預測信息。信息收集后會對每一輛正在智能充電的電動汽車進行計算得出每一個時間段的充電功率，把相應的指令發(fā)送給充電機，并且執(zhí)行。

3.3 加強智能充電系統(tǒng)建設

電動汽車智能充電系統(tǒng)分為無線充電和依托機械臂自動充電，無線充電雖然節(jié)省空間，但是電磁損耗較大，依托機械臂充電雖然充電電率高，但成本高，占地面積大。為解決當前這兩大難題，嘗試設計機器人實現(xiàn)智能充電自動化。該系統(tǒng)分為車載部分和地面部分。車載部分由充電插座、充電口防護門組成，充電口防護門的主要功能是開門和關(guān)門。地面部分由輔助定位塊、自動充電裝置、保護裝置組成。

4 結(jié)語

電動汽車既然解決石化燃料消耗的問題，也能解決石化燃料造成的污染問題，在不久的將來，電動汽車會廣泛被人們所運用。而智能充電策略能夠有效降低用戶充電成本，并且改善配網(wǎng)電壓狀況。智能充電系統(tǒng)能夠智能地提供充電服務，還能滿足安全、快速、便捷等充電要求，從而提高電動汽車的續(xù)航能力，為電動汽車的廣泛使用提供了便利與支持。未來還有更多的挑戰(zhàn)等待完善，為了實現(xiàn)智能充電需求，勇于迎接挑戰(zhàn)，對電動汽車進行更深入的探究，把創(chuàng)造做得更符合時代的要求與發(fā)展。

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