電動汽車充電模式

1、電動汽車充電模式、特點(diǎn)及技術(shù)要求電動汽車的發(fā)展包括電動汽車以及能源供給系統(tǒng)的研究和開發(fā),其中能源供給系統(tǒng)是指充電基礎(chǔ)設(shè)施,供電、充電和電池系統(tǒng)及能源供給模式。電動汽車充電技術(shù)作為一個(gè)新的科技領(lǐng)域,世界各國都置身于充電技術(shù)的研究,并擬制作充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),為未來企業(yè)發(fā)展占據(jù)先機(jī)。充電系統(tǒng)為電動汽車運(yùn)行提供能量補(bǔ)給,是電動汽車的重要基礎(chǔ)支撐系統(tǒng),也是電動汽車商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化過程中的重要環(huán)節(jié)。在充電系統(tǒng)中,充電站的建設(shè)需要根據(jù)電動汽車的充電需求,結(jié)合電動汽車充電模式進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。 一、電動汽車充電技術(shù)研究現(xiàn)狀目前電動汽車充電站建設(shè)的規(guī)模小、數(shù)量少,所以電動汽車充電站相關(guān)技術(shù)大部分還處在實(shí)際應(yīng)用的初

2、級階段。國際上電動汽車充電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)主要是IEC發(fā)布的IEC61851:2001,該標(biāo)準(zhǔn)包括三個(gè)部分,分別為:一般要求(partl)、電動車輛與交流/直流電源的連接要求(part2-1)、電動車輛與交流/直流充電站(part2-2)。我國根據(jù)國內(nèi)電動汽車的發(fā)展?fàn)顩r,于2001年制定了3個(gè)標(biāo)準(zhǔn),這3個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)分別等同(或等效)采用了IEC61851的3個(gè)部分。近年來,電動汽車以及電力技術(shù)的快速發(fā)展,這些標(biāo)準(zhǔn)己不能完全滿足當(dāng)前的發(fā)展需求,而且這些標(biāo)準(zhǔn)中缺乏通信協(xié)議、監(jiān)控系統(tǒng)等方面的內(nèi)容。目前國家電網(wǎng)公司為了規(guī)范內(nèi)部電動汽車的應(yīng)用,已經(jīng)頒布了6項(xiàng)與電動汽車充電站相關(guān)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前供電、充電和電池系

3、統(tǒng)應(yīng)用集成技術(shù)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范研究的缺乏,仍然是電動汽車推廣應(yīng)用的主要薄弱環(huán)節(jié),給電動汽車下一步的發(fā)展和充電設(shè)施的統(tǒng)一規(guī)劃帶來了很大的困難。能夠保證大規(guī)模充電站正常運(yùn)營的充電站監(jiān)控系統(tǒng)尚無成熟產(chǎn)品,充電站監(jiān)控系統(tǒng)和充電機(jī)間的通信協(xié)議和通信接口尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)可以遵循,各充電站之間也無信息聯(lián)系。二、電動汽車常用充電模式根據(jù)電動汽車動力電池組的技術(shù)和使用特性,電動汽車的充電模式存在一定的差別。對于充電方案的選擇,現(xiàn)今普遍存在常規(guī)充電、快速充電和電池組快速更換系統(tǒng)三種模式。1、常規(guī)充電蓄電池在放電終止后,應(yīng)立即充電(在特殊情況下也不應(yīng)超過24h),充電電流相當(dāng)?shù)?大小約為15A,這種充電叫做常規(guī)充電(

4、普通充電)。常規(guī)蓄電池的充電方法都采用小電流的恒壓或恒流充電,一般充電時(shí)間為5-8小時(shí),甚至長達(dá)10至20多個(gè)小時(shí)。因?yàn)樗霉β屎碗娏鞯念~定值并不關(guān)鍵,因此常規(guī)充電的充電器和安裝成本比較低;可充分利用電力低谷時(shí)段進(jìn)行充電,降低充電成本;可提高充電效率和延長電池的使用壽命。常規(guī)充電模式的主要缺點(diǎn)為充電時(shí)間過長,有緊急運(yùn)行需求時(shí)難以滿足。2、快速充電常規(guī)蓄電池的充電方法一般時(shí)間較長,給實(shí)際使用帶來許多不便?？焖俪潆婋姵氐某霈F(xiàn),為純電動汽車的商業(yè)化提供了技術(shù)支持。快速充電又稱應(yīng)急充電,是以較大電流短時(shí)間在電動汽車停車的20分鐘至2小時(shí)內(nèi),為其提供短時(shí)充電服務(wù),一般充電電流為150400A?？焖俪潆姵?/p>

5、電時(shí)間短;充電電池壽命長(可充電2000次以上);沒有記憶性,可以大容量充電及放電,在幾分鐘內(nèi)就可充70%80%的電;由于充電在短時(shí)間內(nèi)(約為10-15分鐘)就能使電池儲電量達(dá)到80%-90%,與加油時(shí)間相仿,因此,建設(shè)相應(yīng)充電站時(shí)可不配備大面積停車場。但是,相對常規(guī)充電模式,快速充電也存在一定的缺點(diǎn):充電器充電效率較低,且相應(yīng)的工作和安裝成本較高;由于采用快速充電,充電電流大,這就對充電技術(shù)方法以及充電的安全性提出了更高的要求,同時(shí)計(jì)量收費(fèi)設(shè)計(jì)也需特別考慮。3、機(jī)械充電機(jī)械充電也就是換電池，即電池組快速更換。通過直接更換電動汽車的電池組來達(dá)到為其充電的目的。由于電池組重量較大,更換電池的專業(yè)

6、化要求較強(qiáng),需配備專業(yè)人員借助專業(yè)機(jī)械來快速完成電池的更換、充電和維護(hù)。電動汽車用戶可租用充滿電的蓄電池,更換已經(jīng)耗盡的蓄電池,有利于提高車輛使用效率,也提高了用戶使用的方便性和快捷性;對更換下來的蓄電池可以利用低谷時(shí)段進(jìn)行充電,降低了充電成本,提高了車輛運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性;解決了充電時(shí)間乃至蓄存電荷量、電池質(zhì)量、續(xù)駛里程長及價(jià)格等難題;可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池組中單電池的問題,進(jìn)行維修工作,對于電池的維護(hù)工作將具有積極意義,電池組放電深度的降低也將有利于提高電池的壽命。三、電動汽車充電的特點(diǎn)1、動力電池特性不同種類動力電池具有不同的充電特性 , 最佳充電率在 0.22.0 C之間變化。電池系統(tǒng)額定電壓相同的

7、情況下 , 最高充電電壓由于電池種類、結(jié)構(gòu)型式上的區(qū)別也體現(xiàn)出一定的差別。對于不同種類的電池 , 充電方法及充電控制策略也不同 ,應(yīng)根據(jù)其電池特性不同采用不同的充電方法。2、充電時(shí)間不同運(yùn)行模式的電動汽車對充電時(shí)間提出了不同的要求 , 而充電時(shí)間的不同需要不同的充電方式來滿足。在電動汽車對充電時(shí)間要求不高的情況下 , 可在停運(yùn)時(shí)間利用電力低谷進(jìn)行常規(guī)充電 , 延長車輛的續(xù)駛里程; 在充電時(shí)間較為緊迫的情況下 , 需要采用快速充電或電池組快速更換及時(shí)實(shí)現(xiàn)電能補(bǔ)充。3、充電場所及其他環(huán)境條件動力電池充放電工作效率受充電場所及其他環(huán)境條件的影響 , 尤其是受環(huán)境溫度的影響。在常溫下 , 電池充電接受

8、能力較強(qiáng) , 隨著環(huán)境溫度的降低 , 其充電接受能力逐漸降低。因此 , 隨環(huán)境溫度降低 , 充電站功率需求將增加。因而 , 建設(shè)充電站時(shí)應(yīng)盡可能保證其環(huán)境不受人為溫度條件的影響。四、電動汽車對充電技術(shù)的要求隨著電動汽車的逐步推廣和產(chǎn)業(yè)化以及電動汽車技術(shù)的日益發(fā)展，電動汽車對充電站的技術(shù)要求體現(xiàn)了一致的趨勢，要求充電站盡可能向以下目標(biāo)靠近。1、充電快速化相比發(fā)展前景良好的鎳氫和鋰離子動力蓄電池而言，傳統(tǒng)鉛酸類蓄電池以其技術(shù)成熟、成本低、電池容量大、跟隨負(fù)荷輸出特性好和無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，但同樣存在著比能量低、一次充電續(xù)駛里程短的問題。因此，在目前動力電池不能直接提供更多續(xù)駛里程的情況下，如果能夠?qū)?/p>

9、現(xiàn)電池充電快速化，從某種意義上也就解決了電動汽車?yán)m(xù)駛里程短這個(gè)致命弱點(diǎn)。 2、充電通用化在多種類型蓄電池、多種電壓等級共存的市場背景下，用于公共場所的充電裝置必須具有適應(yīng)多種類型蓄電池系統(tǒng)和適應(yīng)各種電壓等級的能力，即充電系統(tǒng)需要具有充電廣泛性，具備多種類型蓄電池的充電控制算法，可與各類電動汽車上的不同蓄電池系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)充電特性匹配，能夠針對不同的電池進(jìn)行充電。因此，在電動汽車商業(yè)化的早期，就應(yīng)該制定相關(guān)政策措施，規(guī)范公共場所用充電裝置與電動汽車的充電接口、充電規(guī)范和接口協(xié)議等。3、充電智能化制約電動汽車發(fā)展及普及的最關(guān)鍵問題之一，是儲能電池的性能和應(yīng)用水平。優(yōu)化電池智能化充電方法的目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)無損電池的充電，監(jiān)控電池的放電狀態(tài)，避免過放電現(xiàn)象，從而達(dá)到延長電池的使用壽命和節(jié)能的目的。充電智能化的應(yīng)用技術(shù)發(fā)展主要體現(xiàn)在以下方面：優(yōu)化的、智能充電技術(shù)和充電機(jī)、充電站；電池電量的計(jì)算、指導(dǎo)和智能化管理；電池故障的自動診斷和維護(hù)技術(shù)等。4、電能轉(zhuǎn)換高效化電動汽車的能耗指標(biāo)與其運(yùn)行能源費(fèi)緊密相關(guān)。降低電動汽車的運(yùn)行能耗，提高其經(jīng)濟(jì)性，是推動電動汽車產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵因素之一。對于充電站，從電能轉(zhuǎn)換效率和建造成本上考慮，應(yīng)優(yōu)先選擇具有電能轉(zhuǎn)換效率高，建造成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)的充電裝置。5、充電集成