电动汽车充电系统分析

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一、电动汽车进入加速发展的新阶段

汽车产业进入全面交通能源转型期,电动汽车发展开始加速,发展电动汽车成为国际去的高度共识的实现交通能源转型的技术路线,电动汽车产业进入了加速发展的新阶段。各国政府相继发布电动汽车发展战略和国家计划,加大政策支持力度,全力推进电动汽车产业化。

二、电动汽车充电需求分析

随着电动汽车融入社会生产和生活,建设电动汽车充电站成为电动汽车产业推广的前提和基石,在拓展电力市场需求的同时,完善高效的能源供给网络是电动汽车广泛应用的必要条件之一。电动汽车的充电系统是发展电动汽车的重要基础支撑系统,也是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节。充电站的建设需要根据电动汽车的充电需求,结合电动汽车充电模式进行相应的规划和设计。

(1)电动汽车充电量的总体需求

电动汽车充电量的总体需求是影响充电站布局的关键因素。只有充电量大道一定规模之后,充电站才可能实现经济地大规模布点。电动汽车充电量与电动汽车保有量及车辆的日均行驶里程、单位里程能耗水平等相关。以上海市为例,据预测,到2020年电动汽车年电力需求乐观预测将达到73.7亿kW.h,这将要求电动汽车充电站具有相当规模才能满足车辆的充电需求。

(2)电动汽车运行模式

在不同的运行模式下,电动汽车对其续航形式能力和充电时间要求也不同,直接影响充电站的建设方式和功率需求。

在公交运行模式下,由于公交车通常都有专门的停车场所,因此可在公交首末站停车场所建设充电站,利用夜间低谷时段进行常规充电;公交电动车一次充电续驶里程至少应满足单程运行里程,紧急情况下应能实现电能的快速补充。

在出租车运行模式下,根据其一次充电后的续驶里程,应在其相应的出行范围内提供必要的充电设施。在营运时段,应能通过快速充电或电池组快速更换完成电能补充。

在公务车或社会车辆运行模式下,电动车辆由单位、部门的驾驶员或社会大众驾驶,应在公务车集中的区域或居民小区建设相应的充电设备。

 

此外,对于充电站而言,车辆进入充电站的运行机制也会影响着充电站功率要求。车辆进入充电队列时间越集中,充电站电力负荷将越大,充电站功率需求将越大。

(3)动力电池特性

不同种类电力电池具有不同的充电特性,最佳充电率在0.2~2.0 C之间变化。电池系统额定电压相同的情况下,最高充电电压由于电池种类、结构型式上的区别也体现出一定的差别。对于不同种类的电池,充电方法及充电控制策略也不同,应根据电池特性采用不同的充电方法。

三、电动汽车充电模式比较

根据电动汽车动力电池组的技术和使用特性,电动汽车的充电模式存在一定的差别。对于充电方案的选择,现今普遍存在常规充电、快速充电和电池组快速更换系统3种模式。

(1)常规充电

蓄电池在放电终止后,应立即充电(在特殊情况下也不应超过24h),充电电流相当低,大小约为15A,这种充电叫做常规充电(普通充电)。常规蓄电池的充电方法都采用小电流的恒压或恒流充电,一般充电时间为5~8h,甚至10~20h。

(2)快速充电

常规蓄电池的充电方法一般时间较长,给实际使用带来许多不便。快速充电电池的出现,为纯电动汽车的商业化提供了技术支持。快速充电又称应急充电,是以较大电流段时间在电动汽车停车的20min~2h内,为其提供短时充电服务,一般充电电流为150~400A。

(3)机械充电

    机械充电即电池组快速更换系统,是通过直接更换电动汽车的电池组来达到为其充电的目的。由于电池组重量较大,更换电池的专业化要求较强,需配备专业人员借助专业机械来快速完成电池的更换、充电和维护。


2018年11月12日 11:04
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