電動汽車電能補充技術(shù)

1、 電 動 汽 車 電 能 補 充 技 術(shù) 劉雅新 （物流121班 31312107） 摘要：本文主要摘錄了目前市面上已經(jīng)在使用的各大汽車公司的先進(jìn)的電動汽車的充電技術(shù)，包括福特、沃爾沃等世界知名品牌。關(guān)鍵詞：電動汽車，能源補充引言：目前我國電動汽車研究已取得階段性成果，電動汽車是一種非常理想的中速和短途的日常公共交通工具，電動汽車的應(yīng)用有效地解決了能源和環(huán)境兩大難題，因此，在我國有著得天獨厚的發(fā)展條件和廣闊的應(yīng)用前景。根據(jù)歐美和日本等先進(jìn)國家的經(jīng)驗，在進(jìn)行電動汽車的開發(fā)和制造的同時，必須研究開發(fā)電動汽車與之相適應(yīng)的公共充電站和進(jìn)行電動汽車示范工程建設(shè)，為電動汽車的推廣使用積累經(jīng)驗。為了作好這項

2、工作，就必須進(jìn)行電動汽車充電機（站）及其充電管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)。隨著電動汽車研究的深入，對于電動汽車用電池充電機（站）有了一定的需求，在電動汽車大范圍推廣應(yīng)用后，存在著對電池包中電池模塊充電的技術(shù)要求，因為很大程度上影響電動汽車的運行質(zhì)量是電池使用壽命過低、電池容量充不足等諸多問題造成，而這些問題與使用中電池安裝配置和充電方法的選擇即電池組與充電機的匹配、電池包中電池模塊間性能一致性差異太大、運行和充電過程中電池的管理都有密切關(guān)系，故電動汽車蓄電池充電機（站）就必須達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)模和技術(shù)管理，而且同時還要考慮到充電機（站）對電網(wǎng)的影響，所以研究大規(guī)模電動汽車充電技術(shù)就具有極其重要意義。本

3、文著重探討目前先進(jìn)的電動汽車電能補充技術(shù)。1. 福特新款便利性充電技術(shù) 福特新款福克斯電動車為用戶提供創(chuàng)新型家用充電裝置，具有多重優(yōu)點，給用戶帶來方便簡捷的操作體驗。該裝置由福特與北美電氣設(shè)備生產(chǎn)商Leviton公司共同研發(fā)。該充電設(shè)備安裝簡便，由于采用新穎設(shè)計與新型安裝固定托架，無須采用工具便可實現(xiàn)更換或升級改進(jìn)，使得插頭拔插操作異常簡單。新型充電裝置其他優(yōu)點包括業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的價格優(yōu)勢、十年硬件維修保障服務(wù)以及美國國內(nèi)加工質(zhì)量。福特為新款?？怂闺妱榆嚥捎妙櫩拖?qū)图夹g(shù)，其中家用充電裝置將為用戶帶來顯著便利。該裝置由福特與北美行業(yè)領(lǐng)先的電氣設(shè)備生產(chǎn)商Leviton公司共同研發(fā)，能夠賦予用戶多方面的

4、便利與益處。 新型家用充電裝置主要優(yōu)點之一在于采用了非固定式安裝模式。該裝置以插入240伏特接口的途徑取代直接使用硬接線連接斷電盒的方式。這種非固定式安裝方法使得插頭拔插操作異常簡單，無須采用工具便可實現(xiàn)更換或升級改進(jìn)。福特車輛電氣化與基礎(chǔ)設(shè)施部門經(jīng)理Mike Tinskey表示：“我們提供業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的充電裝置，不僅為客戶提供優(yōu)越性能，并且具有巨大的靈活性。而這只是福特為了使?？怂闺妱榆嚦蔀橛脩羰种胁僮骱啽愕慕鉀Q方案之一。”這款裝置將在美國國內(nèi)生產(chǎn)制造，其外罩60%構(gòu)造均來自于用戶再循環(huán)材料。另外，該裝置與未來福特所有插電式車輛接口兼容。除了具有美觀的外表，該裝置還具有高功率的特點，有利于實現(xiàn)快

5、速充電，以提高在同類產(chǎn)品中的競爭力。2. 沃爾沃汽車開發(fā)的電動車感應(yīng)充電技術(shù) 2011年，沃爾沃汽車集團(tuán)宣布正式投身一項感應(yīng)充電（Inductive Charging）研究項目。該項目名為“持續(xù)性電力行駛CED（Continuous Electric Drive）”，由沃爾沃、比利時技術(shù)開發(fā)機構(gòu)Flanders Drive、比利時巴士制造商Van Hool和有軌電車（Tram）制造商龐巴迪Bombardier等單位共同合作開發(fā)。沃爾沃主要負(fù)責(zé)開發(fā)無需插口（Socket）和線纜的充電方法與系統(tǒng)產(chǎn)品。采用感應(yīng)充電技術(shù)，能量可通過埋設(shè)于路表面以下的充電板以無線的方式傳送至車輛電池，具有多方面的便利。

6、沃爾沃汽車集團(tuán)特殊車輛業(yè)務(wù)部門項目經(jīng)理Johan Konnberg解釋說：“CED項目工程之目的在于為電動車的保有與使用提供更多便利?！睆?月19日開始，一輛沃爾沃C30電動車被送往Flanders Drive進(jìn)行感應(yīng)充電技術(shù)改造，這意味著CED項目的正式啟動。CED項目工程致力于驗證一系列電動車性能，包括有軌電車、巴士和乘用車等，主要內(nèi)容包括： 動態(tài)與靜態(tài)應(yīng)用的高能量傳輸技術(shù)探索全天候?qū)崨r條件下，公路車輛用于城市環(huán)境的技術(shù)可行性動態(tài)充電的工作效率系統(tǒng)控制與分段激活（Segment Activation）系統(tǒng)安全，完全符合所有適用的電磁兼容法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)3. 品尼法瑞納設(shè)計電動車用樹形太陽能充電站

7、 去年意大利著名汽車設(shè)計工作室平尼法瑞那Pininfarinia曾展出一款兩座電動車原型Nido，而今年該公司擬將車輛的環(huán)保性能再次提升一個臺階，開發(fā)出名為Antares（心宿二，上個月在羅馬舉行的MoTechEco可持續(xù)性汽車展上，平尼法瑞那首度公開Antares樹形太陽能充電站。該充電站采用樹形構(gòu)造，頂板總面積108平方英尺，包含20個太陽能光伏電池板，額定輸出功率為4.6千瓦，按照正常工作強度所積蓄的電量足以支持兩輛Nido電動車分別行駛50英里路程。Nido電動車在模塊化車架的基礎(chǔ)上采用了碳纖維復(fù)合材料，其平臺可以拓展車型種類，包括2 2混合動力車、皮卡乃至輕型貨車等。配合太陽能充電站

8、，Nido電動車的總體油效較當(dāng)前車型具有較大的提升幅度。天蝎座星）的樹形太陽能充電站與略小于標(biāo)準(zhǔn)型（Pint-size）的Nido車型進(jìn)行配套。除了平尼法瑞那，其他一些汽車相關(guān)企業(yè)也正從事樹形太陽能充電站的開發(fā)工作，例如位于芝加哥的Carbon Day Automotive汽車公司當(dāng)前正在組裝其新型太陽能插入式充電站，作為公司ChargePoint Network充電點網(wǎng)絡(luò)項目的一部分。這是一款額定功率2.2千瓦的系統(tǒng)，可同時為兩輛電動車進(jìn)行充電。此外，日產(chǎn)和谷歌也在開發(fā)太陽能充電站。不過相形之下，無論是發(fā)電功率還是外形風(fēng)格，平尼法瑞那的Antares樹形太陽能充電站都具有自己的優(yōu)勢。4. 西

9、門子推出VersiCharge充電站 2011年7月19日，西門子工業(yè)集團(tuán)宣布推出新型電動車用VersiCharge系列充電站，面向家用及企業(yè)應(yīng)用。該產(chǎn)品的定位為二級充電站，可面向額定功率240伏特的用電設(shè)施，總共包括VersiCharge和VersiCharge SG兩個子型號。根據(jù)計劃，VersiCharge系列充電站將從2011年年底開始投放到市場，VersiCharge SG將從2012年第一季度開始正式銷售。VersiCharge和VersiCharge SG充電站均具有全天候使用能力，可面向市內(nèi)及室外應(yīng)用，并設(shè)有高靈活性板狀底座系統(tǒng)。該系列充電站采用彩色儀表顯示器注明充電狀態(tài)，其線

10、圈長度達(dá)到20英尺（6.1米），從而使得附件機構(gòu)作用范圍得到延伸?！叭δ苡脩艨刂啤碧匦詾榇蠖鄶?shù)用戶所熟悉，該功能可延遲充電操作，無須用戶等候便可將電動車的充電推遲到到夜間，而此時用電負(fù)荷下降，正適宜于電動車注入電能。VersiCharge SG充電站具有兩種接入方式：第一是采用ZigBee無線通信技術(shù)。Zigbee乃是采用蜂鳴擬聲來指代IEEE 802.15.4協(xié)議，具有短距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的特點，主要適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。第二是采用內(nèi)部擴張接口來添加Wi-Fi無線傳輸功能。VersiCharge SG充電站的應(yīng)用靈活性有利于用戶降

11、低電動車的使用運行成本，同時還可幫助控制能耗。西門子工業(yè)集團(tuán)低壓產(chǎn)品業(yè)務(wù)總監(jiān)Barry Contrael表示，電動車在汽車市場上勢頭正勁，整個充電系統(tǒng)的基礎(chǔ)建設(shè)與安裝工作重要性不言而喻，正與西門子等企業(yè)的開發(fā)分配能力契合。西門子在充電技術(shù)創(chuàng)新方面具有深厚經(jīng)驗，VersiCharge系列充電站將加入西門子可再生及可持續(xù)能源產(chǎn)品陣容，從而為電動車用戶提供安全、低成本的充電解決方案。5. 多家制造商聯(lián)合推出電動汽車的無線充電技術(shù) 近日，德爾福、英菲尼迪、日產(chǎn)、高通公司、勞斯萊斯和無線電力公司（WiTricity）都著手研究一種電動車無線充電技術(shù)，即不需要額外的連接設(shè)備例如電目前有一種利用電磁感應(yīng)技術(shù)

12、的充電方式可以達(dá)到無線充電的目的。在路面或停車場基站處安裝一個具有可變電流的電磁線圈作為充電時的發(fā)射器，汽車下方具有一個作為接收器的電磁線圈，當(dāng)汽車行駛到相應(yīng)位置時，發(fā)射器與接收器通過無線感應(yīng)發(fā)生共振從而產(chǎn)生電流，電流經(jīng)過轉(zhuǎn)換進(jìn)入汽車電池，從而將電池充滿。線，將充電設(shè)備安置在停車場的停車位上，駕駛者只需將車輛停放在相應(yīng)位置就可離開。電磁感應(yīng)技術(shù)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)無線充電的設(shè)想，但是這項技術(shù)并不是完美的。由于安裝在路面上的電磁發(fā)射器會產(chǎn)生雜波可能會加熱周圍的金屬物體（通過歐姆加熱方式）。這也是目前這項技術(shù)受到公眾質(zhì)疑的地方。這項技術(shù)采用無觸點功率轉(zhuǎn)換法，依靠磁動態(tài)耦合或MDC方式（兩個相距4-6英寸的永磁體之間產(chǎn)生感應(yīng)磁場）實現(xiàn)。在路面與車底部之間的系統(tǒng)發(fā)射端有一塊磁鐵，而位于車底部的接收端也具有一塊磁鐵。當(dāng)一個小型電動馬達(dá)轉(zhuǎn)動下方的研究人員解釋道：“這種方式達(dá)到了與機械耦合同樣的效果，但是它不需要直接接觸，這樣就起到了節(jié)能的效果。”磁鐵時，上方的磁鐵受到電磁感應(yīng)的影響隨之旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，即電能。從生產(chǎn)制造角度來說，兩塊磁鐵能夠分別集成到電動機與