2017現代電動汽車技術論文(2)
2017現代電動汽車技術論文
2017現代電動汽車技術論文二：電動汽車充換電技術淺析
[摘 要]電動汽車充換電設施是電動汽車發展的基石，合理先進的充換電技術對電動汽車的普及發展將起到不可替代的作用。本文對目前的充換電技術進行了介紹，分析了其中的一些不足，并提出了相關建議。
[關鍵詞]充換電技術;整車充電系統;換電系統;交流;直流
中圖分類號：TM910.6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X(2015)42-0363-01
1 引言
隨著城市化、工業化進程的加速，汽車工業得到了飛速發展，但同時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，加快發展電動汽車產業對于推動低碳經濟發展和低碳城市建設，降低汽車污染排放，優化能源消費結構，保障國家能源安全，促進環境與人類和諧及可持續發展等方面具有重要意義。
電動汽車的動力來源為裝載于車體內部的動力蓄電池。當動力電池的電能消耗到一定程度時，就必須對其進行能量補充，以保證電動汽車能夠持續循環使用。目前電動汽車的能量補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整車動力電池進行充電;換電則是指用充滿電能的動力電池替換電動車上電能已耗盡的動力電池來完成電能的補充。
2 電動汽車產業發展現狀
“十二五”以來，我國著力于研究和發展電動汽車關鍵技術，在動力電池、電機等方面取得了顯著的成果。國內主流整車企業紛紛把發展電動汽車當做轉型升級的戰略機遇。2014年，我國新能源汽車生產7.85萬輛，同比增長3.5倍。截至目前，我國電動汽車保有量已突破11萬輛大關。
從2009年開始，電動汽車充換電關鍵技術取得長足的發展，產業方向也逐步明確。同時，隨著基礎類、監控系統、充換電接口及通信協議、充換電設施、建設與運行等六大方向相關標準的不斷完善，充電模塊、連接器、換電設備和監控平臺等產品日趨成熟，我國充換電產業已具備較好的技術和配套基礎。
目前全國已建成約600座充換電站和3.6萬個充電樁。充換電基礎設施的建設，為電動汽車產業奠定了良好的應用基礎。另外，隨著產業形勢逐漸明朗，民間資本表現出了很大的積極性。從網絡建設到設施運營，民營企業已經開始了不同層次的產業布局。
3 電動汽車能源供給方式
對于能源供給方式的選擇，目前普遍存在整車充電系統(慢充、快充)和換電系統(商用大巴車兩側換電、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：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間大約為8小時，三相交流充電時間大約為2小時。
整車充電系統：快充
快充，通常指的是直流充電，充電電壓可根據具體服務車輛進行設計生產，充電電流目前國標限制最大250A。商用大巴車充電時間大約為3-5小時，乘用車充電時間大約為1小時或更少。
換電系統：商用大巴車兩側換電
商用大巴車兩側換電，顧名思義就是在商用大巴車兩側布置全自動換電設備更換車輛電池。目前國內主流商用大巴車換電車輛上布置有8-12塊電池，換電時間約為10分鐘。
換電系統：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換電設備更換車輛電池。目前國內主流底盤換電車輛上布置有1塊電池，換電時間約為3-6分鐘。
換電系統：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械臂或人工換電小車更換車輛電池。目前國內主流后備箱換電車輛上布置有4塊電池，更換時間約為6-8分鐘。
4 充換電技術存在的問題
雖然目前電動汽車充換電技術取得長足的發展，但是仍存在不少問題：
整車充電系統
整車充電系統方面存在慢充充電模式不統一、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一的現象，充電設備主要生產廠家的交流充電樁一般采用標準中的“充電模式3”，然而車企的交流充電車輛一般采用標準中的“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
相對而言換電系統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，對全自動換電設備定位要求高，電池在車上需要有嚴格的布局要求;另一方面全自動換電設備體積較大，對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
充電設施廠家與車廠加強交流，慢充方面統一充電模式，避免后期實施過程中重新花費人力物力進行整改;快充方面統一輔助電源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，同時滿足乘用車及商用大巴車快充。
換電系統
建議采用單箱換電模式，統一電池箱充電接口、尺寸，減少電池在車上布局的限制，真正實現多種車輛電池的互換;由于全自動電池更換設備只取1箱電池，縮小了設備的體積，對場地空間以及承重要求減少。
6 結語
電動汽車充換電設施是電動汽車發展的基石。合理先進的充換電設施技術對電動汽車的普及發展將起到不可替代的作用。由于筆者水平有限 ，文中不足之處請讀者多指正。
參考文獻
[1] 徐凡，俞國勤，顧稿峰，等，電動汽車充電站布局規劃淺析[J].華東電力，2009，37(10).
[2]李興虎.電動汽車概論[M].北京：北京理工大學出版社，2005
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