新能源电动汽车充电技术分析--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

新能源电动汽车充电技术分析

发表时间：2021/6/28 来源：《基层建设》2021年第6期作者：马海波

[导读] 摘要：新能源电动汽车采用蓄电池作为储能动力源，因此蓄电池充电设施的研发是电动汽车能否推广的重要保障，充电设施主要包括充电桩和车载充电机。

        深圳市车电网络有限公司广东省深圳市 518057
        摘要：新能源电动汽车采用蓄电池作为储能动力源，因此蓄电池充电设施的研发是电动汽车能否推广的重要保障，充电设施主要包括充电桩和车载充电机。目前电动汽车充电结构不够成熟，充电电能质量不高，又没形成经济规模，故电池购买价格较贵。而使用成本主要取决于充电设施的性能及电池的寿命，因此研究单位功率因数、低电流谐波、低纹波脉动和高效率的充电设施对新能源电动汽车的发展和延长蓄电池寿命具有重要的意义。本文对新能源电动汽车的充电技术展开了分析。
        关键词：新能源；电动汽车；充电技术
        1.新能源电动汽车的发展背景
        随着越来越多的人开始重视环境污染的问题以及能源危机问题的越发严峻，新能源电动汽车逐渐被市场所关注，根据相关研究发现，当前市场上，占有比例较大的新能源汽车主要有：燃料电池汽车、纯电动汽车以及混合动力汽车。同时，国家相关政策也在不断的推动储能技术的发展进步，新能源电动汽车的发展前景十分可观。国务院逐渐开展节能减排工作，加快部署新能源电动汽车产业，其中就已经对我国的新能源电动汽车产业的发展路线、目标以及首要任务进行了相应的规划，其中就对充电技术进行了强调。只有不断推进完善充电技术以及充电设施，才能够保证新能源电动汽车行业的长久发展，应该积极结合我国当前汽车市场的实际情况，规范市场标准，在未来，新能源电动汽车的销售额将会大幅度增长，市场也逐渐扩大，这也会为用户增加更多的选择。
        2.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，充电设施分布不均、充电时间过长、续航里程过短及充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。
        当今市场上主要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。
        3.新能源电动汽车充电技术
        3.1传导充电技术
        比亚迪、奇瑞、北汽等知名电动生产厂家在近年来已经前后推出了插电式混合动力车及纯电动汽车，这些汽车一般都会随车附赠充电线，此充电线与16A与10A插口相匹配，能够采用常规充电方式进行充电，多采用恒流方式及恒压方式。一般的电流区间在10-16A，若蓄电池为50kWh，所需充电时间时长为14-25小时，晚上下班之后到第二天上午所充电量为一半，可使用3天左右，能够满足短途出行需求。若不具备充电环境，还可以向电网公司申请在车位上安装立式充电桩或是壁挂式充电桩，此种充电桩常见的功率为7kW，一般8小时左右的时间充满。这种充电形式为目前常见的充电形式，稳定并且所需成本较低。
        市面上目前还存在快速充电方式，快速充电方式为150-400A高充电电流，能够在短期内给蓄电池快速充电，这种充电方式对于车载电池及充电桩都有着非常高的要求，并不是所有电动汽车都能进行快速充电，需要按照生产厂家实际要求进行充电。快充的主要目的就是在较短的时间段内给车辆进行完全充电，充电功率在30KW以上，多采用三相四线制380V充电。这种方式充电速度虽然比较快，但在充电过程中，电池发热，电池内部会出现化学反应，这对电池使用寿命会造成一定的不利影响，导致汽车后期维护成本增大。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        不同的传导充电方式都存在不同弊端。第一，充电所需时间较长，一般情况下，燃油汽车每次加注时间不会大于5分钟，电动汽车不管采用哪种充电方式，都需要15分钟到30分钟的时间完成蓄电池电量的80%。第二，会受到充电形式的影响。传导充电在充电时需要是充电线，重量较大，慢充所使用的充电线重量已经超过10公斤。使用快速充电方式需要大电流进行充电，导致充电线过于笨重，对于使用者便捷使用造成严重困扰。第三，通信协议及充电接口具备多样性。市场上的新能源生产厂家较多，充电接口及通信协议种类具备多样性，不同厂家对应的充电桩不同，导致很多电动汽车出现充电接口不能有效连接的现象。
        3.2更换电池
          给新能源电动汽车更换电池这一技术的主要目的是提高效率，大多数的新能源电动汽车都有着充电慢的弊端，因此如果能在几分钟内更换电池则能够有效解决此类问题，减少客户的等待时间。就电池更换技术来说，许多国家都在进行研究，我国已经有许多厂家能够提供这一服务，同时对于公共交通领域来说，电池更换技术也有着较多的应用，比方说在北京奥运会中，就有许多电动公交车使用了这一技术。电池更换技术在一定程度上大大促进了新能源电动汽车的发展，但是由于电池种类与汽车车型之间的差异，当前市场上的电池更换技术往往只能够为固定的车型提供服务，并且在电池供应的市场上较为不稳定，这同样也影响了电池更换技术在新能源电动汽车中的应用。
        3.3无线充电技术
        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。无线充电主要有电场耦合式、电磁感应式、磁场共振式及无线电波式等四种方式。电场耦合和无线电波这两种方式的传输功率较小，目前还没有在电动汽车上应用。电动汽车用无线充电技术主要采用电磁感应式和磁场共振式。
        无线充电技术对于电动汽车的发展有着很大的促进意义，但是目前在市场上无线充电技术也同样面临很多问题。首先，无线充电效率不高，峰值效率仅为90%左右，而传导充电的效率则可达95%以上；其次，受无线充电原理的影响，该种方式的传输功率不够大，以目前的技术大多数传输功率一般在10kW左右，无法完成电动车辆的快充需求；最后是安全性问题，由于车辆无线充电主要采用电磁方式，在充电密集的充电停车场及靠近无线充电桩的地区将会存在辐射泄漏的问题。无线充电技术已经逐渐遍及电子消费领域，汽车产业对于无线充电技术的应用预计也会逐步发展起来。
        结束语
        充电技术和汽车研发技术的快速发展在能源不断紧张的趋势下带动了电动汽车发展及应用范围，电动汽车不仅仅能够为人们日常生活发展带来非常大的便利性，还能够为生态环境保护做出巨大贡献。电动汽车在行驶中需要电力促使车辆运行，所以电动汽车能否进行快速充电成为电动汽车未来发展的关键因素。
        参考文献：
        [1]杨勇，陈冠宇.新能源电动汽车充电技术与应用分析[J].电力设备，2019（18）.
        [2]高柱明.新能源电动汽车充电技术研究[J].电子测试，2020（2）.
        [3]刁力鹏，张亮，曾雁鸿.新能源电动汽车充电技术与应用浅析[J].电器工业，2019（10）.
        [4]陆曙光，邵星星，冯雷.新能源电动汽车充电技术与应用浅析[J].中国科技投资，2019（30）.