电动汽车充电技术研究与应用 朱瑶

发表时间:2020/6/2   来源:《基层建设》2020年第4期   作者:朱瑶
[导读] 摘要:随着社会经济的发展,我国的电动汽车充电技术有了很大进展。
        中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司  湖北省武汉市  430071
        摘要:随着社会经济的发展,我国的电动汽车充电技术有了很大进展。我国的生态环境问题随着我国社会经济不断发展而逐渐恶化,主要包括能源危机和二氧化碳排放造成的环境污染。因此,电动汽车被人们广泛应用。电动汽车的充电方式包括有线充电插头的充电方式和无线充电方式。主要对电动汽车的充电方式进行了分析,深入研究了电动汽车无线充电技术的具体应用情况,以保障我国电动汽车无线充电技术得到更好的发展。
        关键词:电动汽车;充电技术;污染
        引言
        在纯电动汽车充电技术中的研发主流为直流快充技术,这也与用户对缩短充电时间的需求相适应,此外,无线充电技术的占比也较可观,虽然目前鲜有实际应用,但由于其充电形式的便利性使其成为了研发热点,而快速更换技术虽然在纯电动公交车领域已有较为成熟的应用,但其申请量相对较低,这也与其对整车和换电装置研发难度较大以及投资较高的因素有关。
        1发展新能源汽车存在的问题
        在国内新能源汽车市场,目前比较主流的就是纯电动汽车和混合动力汽车,而混合动力汽车又分为插电式混合动力和非插电式混合动力,其中大多数国产汽车品牌都是选择插电式混动。一方面是国家对于纯电动汽车和插电式混合动力汽车有优惠政策,另一方面是在一些限牌城市可以通过新能源汽车拿到牌照。随着市场上纯电动汽车与插电式混合动力汽车的增多,这些车辆也慢慢暴露出了一些问题。例如,纯电设施分布不均、纯电时间过长、续航里程过短及纯电操作不方便等问题都在影响着电动汽车使用者的日常生活。当今市场上只是在公共区域建有一些充电站,在家庭拥有少量充电桩,基础设施数量远远无法满足电动汽车发展的需要。想要更好地发展电动汽车市场,需要建立更多的充电设施,以及多种多样的充电模式。因此需要快速制定出一套新能源汽车充电解决方案,解决成千上万的电动汽车长续航里程及快速充电的需求。
        2无线充电技术工作原理
        电网中,获取电能后,电源侧发射端电源经过整流滤波可以获得直流电,通过逆变器进行高频逆变,进而实现车载电池的电能供给。针对无线电能供给系统,其本质和变压器的疏松耦合系统相近,一次侧和二次侧的电能传输可以通过电磁感应来实现,由于耦合系数得到降低,所以一次侧输入电源的频率可以进行补偿工作。
        3电动汽车充电技术
        3.1交流慢充
        交流慢充技术的主要申请人依次为丰田、比亚迪、宝马、国家电网、现代、北汽新能源,其中,丰田、宝马、现代的主要研发领域为整车,国家电网主要涉及充电桩,北汽新能源主要涉及整车和充电桩,比亚迪主要涉及整车和电池。
        3.2无线充电
        目前电动汽车是通过电缆连接充电。尽管这提供了一个非常有效和安全的连接,但对最终用户来说,电缆携带笨重,插头连接非常麻烦,可能存在缺陷、易脏、被遗落或被盗等众多使用限制。在某些使用情景下,如车辆在机场或车站等待时,当汽车排队或者从一个地方移动到另一个地方时,重新连接电缆这是一个不切实际的解决方案。无线充电对电动汽车的可用性,充电的便利性,尤其是公共场所停车场的应用优势会非常明显。这使得无线充电技术成为了一个好的解决方案。
        3.3充电智能化
        储能电池所拥有的特性与适用的水平是取决于电动汽车推广发展的关键要素。将电池充电优化呈现智能化是最终目标,更是呈现无损充电的宗旨,进而对电池放电情况予以有效性监控,规避过量放电问题,以完成延长电池实际所用年限以及其缩减能耗。呈现高效化智能充电特性:优化的智能充电技术以及充电机或充电站;电池电量核算与指导,以及智能化的管理;电池故障智能的诊断与维护技术等。
        3.4快速充电
        (1)概念。

对于常规蓄电池之充电来说,时限都较为偏长,因此在实践中就构成诸多不便。而所谓快捷式则可满足于应急性的所需,且是发展中充电之技术力量的支撑。也可说其是应急式充电,主要是以较大的电流在短时内满足于车辆充电,为其提供优质快捷的充电服务,通常其电流为150~400A。(2)优缺点。快速形式的充电,其优点在于:所需充电时限偏短;可大量的实施充、放电,一般在短短几分钟就能充七到八成的电量;因其充电所需要时间短,所以使得电池储电值能够达到八至九成比例,此形式可与日常加油需时类同,还有,构建快速充电站点也可省下泊车面积。但也有些许缺陷:充电器的运行效率偏低,还有快捷充电站运行工作与实施成本费用偏高;因为其运用的是快速形式的充电,所以要求电流较大,就对其安全与工艺技术要求提升了不少。
        4电动汽车无线充电技术发展探究
        4.1静态充电技术
        电动汽车充电的过程中,静态充电技术主要是让其处于静止状态,需将控制线圈的位置进行严格地控制,并在此基础上实现一对一的充电。电动汽车在实际充电过程中,静态充电技术能够有效提高电能的传输效率。然而,由于接收端与发射端之间的距离存在一定的差异,导致充电的效率降低,并且感应充电线圈会影响充电的效率。因此,实际使用过程中,应该采取一定的措施控制充电线圈的空间环境,合理地设置线圈的位置,避免对无线充电造成影响。现阶段,充电线圈的布置方式、充电线圈形状的设计以及异物检测技术是研究的的重点。
        4.2充电互联网+服务
        在电动汽车大规模的发展的背景下,人们将用电动汽车完成上下班、周末出游等各种使用模式,这将导致电动汽车对电网需求产生更多的变化情况。社会也将需求更加方便、智能、密集的充电设施。电动汽车和充电设施将成为未来“物联网”的一部分。这意味着所有组成部分需易于在互联网上访问。在网络中,实现许多服务,例如搜索、预订、支付、服务,并且,电动汽车和充电设施还能够实现物对物通讯。“充电桩+商品零售+服务消费”模式、“充电APP+云服务+远程智能管理”模式及“整车厂商+设备制造商+运营商+用户”等汽车互联模式将得到逐步发展。在未来能源系统每一个地方,互联网+服务访问将可以创建或连接至开放的互联网,并且会给用户提供多方面互操作性效益。因为各项服务均通过互联网,将拉近地域间的联系,使得电动汽车跨省市、跨境交通变的更加方便。
        4.3充电集成化
        以功能多样化和优质小型化为特色需求,以及拥有可靠、稳定的特性为标准来实施全面化的提高,并实施集成的整体化系统管理和功能保护,可无需其他外置组件便可呈现出优质小型化和集成化更为突显的高端充电解决措施,进而为车辆其余部件充分的节省出充足的布置空间,也大幅度的降低了所需费用,还优化了充电实效性以及延长使用的年限。
        结语
        综上所述,现阶段,电动汽车无线充电的方式正朝着效率化、智能化以及灵活化的方向发展。虽然我国电动汽车充电方面起步相对较晚,但我国电动汽车充电方面的专利在不断完善,同时相关企业的规模也在不断扩大,可推动电动汽车无线充电技术向着更好的方向发展。
        参考文献
        [1]谢毓毓.电动汽车无线充电技术综述[J].科学技术创新,2019,(15):164-165.
        [2]高大威,王硕,杨福源.电动汽车无线充电技术的研究进展[J].汽车安全与节能学报,2015,6(4):314-327.
        [3]孔祥记.电动汽车无线充电技术的研究进展[J].电子制作,2017,(12):13-15.
        [4]舒隽,唐刚,韩冰.电动汽车充电站最优规划的两阶段方法[J].电工技术学报,2017,32(3):10-17.
        [5]张勇,蒲勇健,史乐峰.电动汽车充电基础设施建设与政府策略分析[J].中国软科学,2014,(6):167-181.
        [6]陈琛,黄学良,谭林林,等.电动汽车无线充电时的电磁环境及安全评估[J].电工技术学报,2015(19).
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