眾所周知,電動(dòng)汽車(chē)因其清潔節(jié)能的特點(diǎn)而被視為汽車(chē)的未來(lái)發(fā)展方向,然而由于充電問(wèn)題,卻讓愛(ài)車(chē)人士望而卻步。1月19日,記者獲悉,廣西電網(wǎng)公司“面向智能電網(wǎng)的無(wú)線電能傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目通過(guò)驗(yàn)收,該項(xiàng)目建成了國(guó)內(nèi)首條為電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線供電的車(chē)道,通過(guò)無(wú)線傳能的方式為車(chē)輛提供電能,目前已投入使用,這為電動(dòng)汽車(chē)的普及奠定了理論基礎(chǔ)。那么,電動(dòng)汽車(chē)時(shí)代距離我們還有多遠(yuǎn)?為此記者專(zhuān)程采訪了廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院相關(guān)專(zhuān)家,為您解讀電動(dòng)汽車(chē)充電的若干個(gè)“為什么”。
挺方便
電動(dòng)汽車(chē)可邊行駛邊充電
1月19日上午,記者在廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院內(nèi)看到,一條33米長(zhǎng)的試驗(yàn)用充電車(chē)道已經(jīng)建成,兩名工作人員駕駛一輛電動(dòng)汽車(chē)來(lái)回行駛充電。這33米汽車(chē)充電試驗(yàn)車(chē)道,看起來(lái)和普通車(chē)道沒(méi)啥區(qū)別,其實(shí)“機(jī)關(guān)”都在道路下面。工作人員將覆蓋在路面上的橡膠板掀開(kāi),記者看到,下面是鋪設(shè)有一排紅色電纜。
該院智能電網(wǎng)及需求側(cè)研究所博士祝文姬告訴記者,電動(dòng)汽車(chē)的充電方式主要有兩種,一種是有線充電,即傳導(dǎo)式充電方式,這種充電方式需要使用充電電纜連接充電機(jī)和電動(dòng)汽車(chē),由于充電電流大,使得接插件笨重而且影響美觀,另外充電時(shí)需要先停車(chē),再將充電機(jī)上的充電電纜連接至電動(dòng)汽車(chē)上的充電接口,操作繁瑣且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于插座和插頭之間存在機(jī)械摩擦,長(zhǎng)時(shí)間使用后影響充電效果,并且在電纜出現(xiàn)老化、雨雪天氣、充完電后忘記拔除接插件和不小心拉扯到連接電纜等情況下,容易引起漏電,從而引發(fā)安全事故。另一方面,受目前電池技術(shù)的限制,電動(dòng)汽車(chē)本身還存在價(jià)格昂貴、車(chē)身笨重、電池組所占空間大、續(xù)航里程短、一次性充電時(shí)間長(zhǎng)以及充電頻繁等問(wèn)題。
目前,國(guó)內(nèi)外科研人員和企事業(yè)單位,均開(kāi)展了大量無(wú)線電能傳輸技術(shù)在電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充供電領(lǐng)域應(yīng)用的研究工作,促進(jìn)了電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電技術(shù)及電動(dòng)汽車(chē)在線供電技術(shù)的發(fā)展,但對(duì)于不停車(chē)無(wú)線供電的研究相對(duì)較少。
那么,車(chē)道如何為行駛中的汽車(chē)供電的呢?原來(lái),在汽車(chē)行駛過(guò)程中,通過(guò)電磁感應(yīng)、電磁共振或其他無(wú)線電能傳輸方式實(shí)現(xiàn)為車(chē)輛實(shí)時(shí)提供電能,可以直接供給電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē),而無(wú)需車(chē)載電池,也可以為車(chē)載電池充電。
電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線供電技術(shù)在實(shí)際操作過(guò)程中比較方便,不需要停車(chē),只需沿著導(dǎo)軌行使即可充電。并且,對(duì)車(chē)載電池要求很低,電池只需在沒(méi)有導(dǎo)軌的地方備用,同時(shí)還適應(yīng)雨雪天氣以及潮濕環(huán)境。
在無(wú)線充電技術(shù)方面,駕駛員可以將車(chē)輛開(kāi)到指定的位置,不需要進(jìn)行額外操作,便能夠自動(dòng)識(shí)別車(chē)輛,并通過(guò)基于磁場(chǎng)的無(wú)線電能傳輸技術(shù),以無(wú)直接導(dǎo)線接觸的方式,在間隔空氣氣隙的情況下為車(chē)載電池充電。同時(shí),能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)輛充電狀態(tài),對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行保護(hù)以防止各種突發(fā)情況。
據(jù)祝文姬介紹,無(wú)線充電技術(shù)不存在裸露的插頭和接口,因此比較安全。另外不需要駕駛員下車(chē)進(jìn)行操作,不需要百分之百對(duì)準(zhǔn)充電位置,允許有一定偏差,不需要冗長(zhǎng)的電纜,器件可靠性高且電路設(shè)計(jì)合理,方便檢查和更換。
有難題
因?qū)@M(fèi)導(dǎo)致價(jià)格較貴
無(wú)線充電技術(shù)聽(tīng)起來(lái)很不錯(cuò),那么其商用前景如何?如果已經(jīng)有電動(dòng)汽車(chē),如何享受充電?是否需要購(gòu)買(mǎi)專(zhuān)門(mén)的車(chē)型?記者提出了一連串的疑問(wèn)。
廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院職能電網(wǎng)及需求側(cè)研究所工程師歐世鋒回答說(shuō),該車(chē)道推廣建設(shè)后,將有效解決目前電動(dòng)汽車(chē)電池重量、電池續(xù)航力等方面的難題,尤其是對(duì)固定線路電動(dòng)車(chē)輛如電動(dòng)公交、景區(qū)循環(huán)車(chē)等。無(wú)線供電導(dǎo)軌的鋪設(shè)不需要特殊材料,只需保證無(wú)線供電導(dǎo)軌中沒(méi)有金屬即可。車(chē)主如果選擇電動(dòng)汽車(chē),不用購(gòu)買(mǎi)專(zhuān)門(mén)的車(chē)型,可將電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行簡(jiǎn)單的改裝,即加裝本項(xiàng)目研制的拾取線圈和能量變換裝置。“充電容量是和電池的充電速度相關(guān),目前車(chē)道提供的最大功率為30千瓦,以總電池容量為24千瓦時(shí)的電動(dòng)汽車(chē)為例。如果以30千瓦的功率進(jìn)行充電,充滿(mǎn)電所需時(shí)間不足1小時(shí)。續(xù)航里程100公里。”
據(jù)了解,目前該項(xiàng)系統(tǒng)已經(jīng)申請(qǐng)了國(guó)家專(zhuān)利。至于商用前景方面,和所有高新技術(shù)專(zhuān)利產(chǎn)品一樣,歐世鋒認(rèn)為,電動(dòng)汽車(chē)充供電系統(tǒng)推廣前期,也會(huì)面臨因?qū)@M(fèi)導(dǎo)致價(jià)格較貴的問(wèn)題。歐世鋒表示,無(wú)線供電技術(shù)將有效解決目前電動(dòng)汽車(chē)電池重量、電池續(xù)航力等方面的難題。如果要將技術(shù)運(yùn)用到生活中,可以以類(lèi)似加油站的形式,每隔幾公里建設(shè)無(wú)線充電樁或無(wú)線供電車(chē)道,當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)電量不足時(shí),駛?cè)氤潆姌哆M(jìn)行快充或進(jìn)入無(wú)線供電車(chē)道邊走邊充。如此設(shè)計(jì),只需對(duì)整條道路的某一點(diǎn)、某一段進(jìn)行改造就可以了。
歐世鋒透露,目前已經(jīng)跟公交車(chē)公司進(jìn)行對(duì)接,但進(jìn)一步的推廣計(jì)劃還需要相關(guān)部門(mén)進(jìn)行討論審批。“該項(xiàng)目的建成,為電動(dòng)汽車(chē)的普及奠定了理論基礎(chǔ),無(wú)論出于能源還是環(huán)保方面考慮,相信距離我國(guó)汽車(chē)工業(yè)進(jìn)入電動(dòng)化時(shí)代,已經(jīng)為時(shí)不遠(yuǎn)。”
蠻實(shí)用
私家車(chē)位改裝后也可自動(dòng)充電
電網(wǎng)會(huì)為整個(gè)系統(tǒng)提供電能,再經(jīng)過(guò)諧振補(bǔ)償和功率變換電路把高頻的交流電能轉(zhuǎn)化成電動(dòng)汽車(chē)所需要的電能。
無(wú)線充供電系統(tǒng)中主要使用電力電子器件,而目前電力電子器件的發(fā)展已相對(duì)成熟,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行一般不會(huì)出現(xiàn)故障,故后期的維護(hù)很方便。
另外,該系統(tǒng)不同于磁懸浮列車(chē)的輸電技術(shù),磁懸浮列車(chē)是利用高頻電磁場(chǎng)在金屬表面產(chǎn)生的渦流,同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)同極性反磁場(chǎng),使車(chē)輛推離軌面在空中懸浮起來(lái);而感應(yīng)電能傳輸技術(shù)是利用高頻磁場(chǎng)在副級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓從而實(shí)現(xiàn)電能無(wú)線傳輸。
無(wú)線供電的車(chē)道可以根據(jù)需求安裝任意長(zhǎng)度。目前建成的車(chē)道長(zhǎng)度33米,寬度3.5米。在充電過(guò)程中,可以不受電動(dòng)汽車(chē)品牌限制,任何電動(dòng)汽車(chē)只需安裝本項(xiàng)目研制的無(wú)線接收裝置就可以在車(chē)道上充電。
對(duì)于廣大車(chē)主來(lái)說(shuō),未來(lái)可以將私家車(chē)位進(jìn)行改裝,停在車(chē)位上就能自動(dòng)充電。如24千瓦時(shí)的電動(dòng)汽車(chē),不到一小時(shí)即可充滿(mǎn),行駛路程達(dá)到100公里以上。不用擔(dān)心充滿(mǎn)電后還要拔插頭,車(chē)主可以下載一個(gè)APP手機(jī)客戶(hù)端,坐在家里就可以遙控開(kāi)關(guān)。
也環(huán)保
輻射達(dá)標(biāo)不會(huì)對(duì)生物體造成危害
提到電力設(shè)備,市民總會(huì)聯(lián)想到環(huán)保,擔(dān)心存在輻射問(wèn)題。對(duì)此疑問(wèn),歐世鋒表示輻射問(wèn)題在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初就進(jìn)行了考慮,經(jīng)過(guò)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)試后滿(mǎn)足國(guó)際輻射標(biāo)準(zhǔn),不會(huì)對(duì)生物體造成危害。導(dǎo)軌鋪設(shè)在地面下,電能傳輸過(guò)程中由于沒(méi)有導(dǎo)線的直接接觸,并不存在電力安全隱患。
傳統(tǒng)電動(dòng)汽車(chē)供電方式會(huì)有惡劣天氣造成的斷電等問(wèn)題。感應(yīng)電能傳輸技術(shù)采用非接觸式供電模式,解決了傳統(tǒng)電動(dòng)汽車(chē)供電方式的弊端,后期維護(hù)簡(jiǎn)單、方便。
據(jù)了解,面向智能電網(wǎng)的無(wú)線電能傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究“是中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司于2012年下達(dá)的科技項(xiàng)目,由廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院負(fù)責(zé)實(shí)施,并于2015年12月通過(guò)廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司評(píng)審驗(yàn)收。該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)平臺(tái),研制了駐停式電動(dòng)車(chē)充電裝置,成功建設(shè)了國(guó)內(nèi)首條電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線供電小型試驗(yàn)車(chē)道;研制了國(guó)內(nèi)首套輸配電線路監(jiān)測(cè)終端無(wú)線供電系統(tǒng),分別在廣西電網(wǎng)柳州供電局、賀州供電局完成了配電線路及輸電線路在線監(jiān)測(cè)終端無(wú)線供電示范工程安裝及調(diào)試。項(xiàng)目研制的設(shè)備均通過(guò)了第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè),示范工程運(yùn)行良好。
【延伸閱讀】
電動(dòng)汽車(chē)
目前常見(jiàn)的充電方式
1.便攜充電
便攜充電是指使用隨車(chē)附帶的便攜充電線連接普通家用插座充電。這是一種非常方便的充電方式,只要能找到插座,就可以充電。但是其充電速度就不敢恭維了。一般來(lái)說(shuō),普通家用插座的電壓為220V,電流為10A,理論上功率為2.2千瓦,而在實(shí)際使用中,充電功率一般只有1.5千瓦。
也就是說(shuō),使用便攜充電裝置,為一輛北汽新能源EV200純電動(dòng)汽車(chē)(續(xù)航里程200千米,電池容量30.4千瓦時(shí))充滿(mǎn)電需要20小時(shí),為一輛比亞迪e6純電動(dòng)汽車(chē)(續(xù)航300千米,電池容量57千瓦時(shí))充滿(mǎn)電需要近40小時(shí)。這種速度簡(jiǎn)直讓人無(wú)法忍受,只能是作為其他充電方式的一種補(bǔ)充,方便用戶(hù)隨時(shí)補(bǔ)電。
2.家用充電樁
家用充電樁是最常見(jiàn)的一種充電樁。一般私人用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)都會(huì)附贈(zèng)一個(gè)家用充電樁。當(dāng)然,光有樁是不夠的,還需要有車(chē)位并且物業(yè)同意安裝。
在充電速度方面,由于每個(gè)廠商提供的充電樁規(guī)格都不一樣,所以充電速度也不盡相同。寶馬i3所配備的iWallboxPro充電墻盒功率為7.4千瓦。啟辰晨風(fēng)有2種家用充電樁,低配版的是3.6千瓦,高配版的則是6.6千瓦。騰勢(shì)同樣提供2種家用充電柜可供使用,功率分別為10千瓦和20千瓦。
基本上,不同型號(hào)的家用充電樁雖然輸出功率有差異,但是都能保證一晚上將電動(dòng)汽車(chē)的電池充滿(mǎn),基本可以滿(mǎn)足普通用戶(hù)的需求。
3.公共充電樁
家用充電樁雖然不錯(cuò),但還有很多用戶(hù)由于沒(méi)有固定車(chē)位或是物業(yè)不配合,無(wú)法安裝家用充電樁。對(duì)他們來(lái)說(shuō),公共充電樁就成了唯一的選擇。
如果家里不能建充電樁,就只能到公共充電樁充電了。公共充電樁一般由國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)這類(lèi)電力企業(yè)建設(shè)并維護(hù)經(jīng)營(yíng)。在今后,隨著電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的成熟,也會(huì)有不少民營(yíng)資本進(jìn)入這一領(lǐng)域。
公共充電樁一般分為快充和慢充,前者使用直流電,后者使用交流電。
●直流快充1-2小時(shí)充到80%
以常見(jiàn)的國(guó)家電網(wǎng)快充樁為例,其輸出的直流電壓為380V,電流可以達(dá)到50A,輸出功率可達(dá)19千瓦。不過(guò),為了保護(hù)電池,在電池容量達(dá)到80%以后,充電電流就會(huì)慢慢下降到10A左右。所以,一般用快充將電量充到80%以后,應(yīng)該換到慢充樁將電充滿(mǎn),這樣效率更高一些。
直流快充樁充電非常迅速,一般來(lái)說(shuō)1-2小時(shí)就能將一輛電動(dòng)汽車(chē)的電池從0充到80%。
●交流慢充充滿(mǎn)電耗費(fèi)5-10小時(shí)
由于成本等方面有優(yōu)勢(shì),交流慢充樁的數(shù)量較多。
雖然直流快充樁充電速度更快,但是受用電負(fù)荷和建樁成本的限制,在一個(gè)充電站里,直流快充樁的數(shù)量肯定是占少數(shù)的。為了利用有限的資源為更多人提供充電服務(wù),必須補(bǔ)充一些交流慢充樁。以常見(jiàn)的國(guó)家電網(wǎng)慢充樁為例,其電壓為220V,電流在25A左右,輸出功率約5.5千瓦。為一輛電動(dòng)汽車(chē)充滿(mǎn)電所耗費(fèi)的時(shí)間為5-10小時(shí),比較適合夜間或是上班時(shí)充電。
(責(zé)任編輯:admin)