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充电方式繁多,纯电动汽车的能量补充之路应如何走?

作者:华一汽车科技    来源:www.itas-hk.com    发布时间:2018-06-27 14:04    阅读:

新能源汽车,尤其是纯电动汽车,发展难点在于降低电池成本、缩短充电时间。从目前看,前者在国家补贴政策下得到了有效解决,使消费者不会因价格过高而放弃购买纯电动汽车。但后者仍让很多消费者顾虑,没有固定停车位无法安装充电桩、交流慢充充电时间较长,这些因素直接影响了相当数量的消费者对购买纯电动汽车的态度。为了解决消费者的这点顾虑,无论是学界还是各家车企,都在尝试以不同技术、形式探索纯电动汽车的“回血”难题。如今,交流慢充、直流快充、大功率充电等技术都在不同程度的应用,无线充电、换电等形式都在探索与尝试。这折射出纯电动汽车发展的一大困惑——相对于传统燃油车只需要去加油站呆上五分钟即可“满血复活”,纯电动汽车的能量补充之路应如何走?
 
电动车
 
目前,纯电动汽车正在被越来越多的消费者接受。据北京市小客车指标调控管理办公室发布的新一期数据显示,北京市个人新能源汽车申请者突破28万人,与今年第二期相比新增申请者5万人。按照目前的分配规则,今年的个人新能源小客车指标已全部用尽,有超过28万申请人处于轮候状态,新申请者至少还需要等待5年,也就是2024年后才能获得指标。
 
相比于申请新能源汽车的购车指标,让很多准车主更头疼的,是日益严重的停车难问题。新能源汽车指标轮候还算有日可待,但小区里越来越多的汽车,使未来即便买了车也没地方停,更别说找个能固定充电的地方了。
 
其实我最担心的问题就是没有固定充电车位,家附近、单位停车场的充电设施不多,而且有时候还会被汽油车占用,不被汽油车占用的时候也经常有其他车在充电,只能等待。”准备购买纯电动汽车的王先生表示,充电难是他面临的最大问题,“晚上回家之前还得为充电在外面等上个把小时,充满了回到小区又没地方停,实在不方便。
 
事实上,这是很多纯电动汽车车主面临的共性问题,也是企业在推广纯电动汽车上的难题之一。
 

充电方式各有利弊

 
纯电动车交流慢充
交流慢充
 
采用220V 电压和16A 电流为纯电动汽车充电,从无电状态到充满,所需时间一般为8 ~10小时,因为这种充电方式采用交流电,所以被消费者称呼为交流慢充。在低功率的交流充电模式下,其优势在于对动力电池寿命影响和对电网冲击都较小,还能够充分利用电力低谷时段充电,降低使用成本。交流慢充的缺点同样明显,因为充电时间较长,且需要长时间占用一个固定停车位,影响消费者对车辆的使用,尤其是当消费者需要赶时间时,交流慢充的速度会让人难以接受。
 
电动车直流快充
直流快充
 
直流快充是以直流电直接与纯电动汽车电池相联,在20分钟~2 小时内,以较大的电流为车辆提供快速充电服务。直流充电电压高,对动力电池组的耐压性和保护提出更高要求。由于直流充电电流大,是交流慢充电流的十倍甚至几十倍,对动力电池组产生巨大电流冲击,将会降低动力电池组的循环寿命。直流快充装置工作时,电流峰值能达到上百安培,而且电流上升沿/下降沿时间不超过1分钟,这样的电流变化会对电网造成巨大冲击,且大量纯电动汽车在相近时段内密集直流快充时,负荷总量将考验电网的稳定性和承载力。
 
纯电动车换电
换电
 
换电模式是用充满电的电池组更换能量接近耗尽的电池组,更换所需时间约10分钟左右,电能补充耗时最短,一定程度上弥补了纯电动汽车续驶里程短和充电时间长的缺陷。纯电动汽车使用者可租用动力电池,降低了纯电动汽车的初次购置成本。更换下来的动力电池可在低谷时段充电,降低了充电成本,提高了车辆运行的经济性,对提高电池的循环寿命有积极意义。但标准化的电池,以及简易化、专业化的更换程序,是应用此种模式的基础,小型纯电动汽车由于设计紧凑,更换电池往往更为复杂。因此,纯电动汽车的设计改进、换电站的区域建设和联网管理,以及标准化电池的流通管理、电池质量的定量评价等工作,需要统筹推进。
 
电动车无线充电
无线充电
 
无线充电并非新兴技术,它具有充电设备占地小、充电便利性高的特点。此外,由于不需要插拔电源,所以损耗相对较低,后期维护成本低。无线充电的普及之路任重道远,除了需要对现有公共设施进行大规模改造外,无线充电目前还面临一些问题,如充电效率略低于有线充电方式、充电功率仅相当于有线充电的低功率交流充电、存在辐射、在通讯技术和协议方面还未达成统一标准、成本较高等,都是无线充电面临的实际问题。
 
电动车大功率充电
大功率充电
 
大功率充电往往是指充电功率达到350kW的充电方式。大功率充电尽管不能与燃油车加油时间相当,但这种方式已经大大缩短纯电动汽车充电时间。大功率充电对动力电池的充电倍率提出更高要求,目前已经实现了动力电池3C 的充电倍率,4C 也在推广验证阶段,6C 的充电倍率没有出现。另外,在电压方面,纯电动汽车和充电桩的元器件耐压、绝缘等方面,都需要重新设计。最影响消费者使用感受的是,大功率充电因为电流大,充电线会变粗发热,需要添加特殊的冷却系统,提高了充电桩的建造成本和维护使用成本。
 
电动车充电车
充电车
 
目前市场上出现的“移动充电车”主要有两种,一种是配备柴油发电机和动力电池及快速充电器装置的充电车,凭借所携带的发电机和电池实现电能的产生和储备,一次可以为2~20辆纯电动汽车慢速充电;另一种为仅携带蓄电池给纯电动汽车进行应急充电的充电车,通过快充模式,使“趴窝”的纯电动汽车可以正常行驶20~30公里,找到附近的充电桩充电。充电车的主要问题在于车辆成本较高,存在一定安全隐患,在使用频率较低的情况下,运营往往入不敷出,商业价值有待进一步拓展。
 
电动车移动充电宝
移动充电宝
 
纯电动汽车移动充电宝一般采用退役动力电池重新组合而成,容量往往达到20kWh左右,主要为纯电动汽车应急使用。由于移动充电宝体积较大,个人消费者少有购买,主要为小区物业、出租汽车公司、商圈物业购买使用。由于大型城市的充电网络逐渐完善,移动充电宝的市场愈发狭小,更多时间沦为各种展会上的展品。

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