电动汽车充电模式

1、电动汽车充电模式、特点及技术要求电动汽车的发展包括电动汽车以及能源供给系统的研究和开发,其中能源供给系统是指充电基础设施,供电、充电和电池系统及能源供给模式。电动汽车充电技术作为一个新的科技领域,世界各国都置身于充电技术的研究,并拟制作充电技术标准,为未来企业发展占据先机。充电系统为电动汽车运行提供能量补给,是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。在充电系统中,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。 一、电动汽车充电技术研究现状目前电动汽车充电站建设的规模小、数量少,所以电动汽车充电站相关技术大部分还处在实际应用的初

2、级阶段。国际上电动汽车充电系统的标准主要是IEC发布的IEC61851:2001,该标准包括三个部分,分别为:一般要求(partl)、电动车辆与交流/直流电源的连接要求(part2-1)、电动车辆与交流/直流充电站(part2-2)。我国根据国内电动汽车的发展状况,于2001年制定了3个标准,这3个国家标准分别等同(或等效)采用了IEC61851的3个部分。近年来,电动汽车以及电力技术的快速发展,这些标准己不能完全满足当前的发展需求,而且这些标准中缺乏通信协议、监控系统等方面的内容。目前国家电网公司为了规范内部电动汽车的应用,已经颁布了6项与电动汽车充电站相关的企业标准。目前供电、充电和电池系

3、统应用集成技术和相关标准及规范研究的缺乏,仍然是电动汽车推广应用的主要薄弱环节,给电动汽车下一步的发展和充电设施的统一规划带来了很大的困难。能够保证大规模充电站正常运营的充电站监控系统尚无成熟产品,充电站监控系统和充电机间的通信协议和通信接口尚无统一的标准可以遵循,各充电站之间也无信息联系。二、电动汽车常用充电模式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三种模式。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(

4、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5-8小时,甚至长达10至20多个小时。因为所用功率和电流的额定值并不关键,因此常规充电的充电器和安装成本比较低;可充分利用电力低谷时段进行充电,降低充电成本;可提高充电效率和延长电池的使用寿命。常规充电模式的主要缺点为充电时间过长,有紧急运行需求时难以满足。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,是以较大电流短时间在电动汽车停车的20分钟至2小时内,为其提供短时充电服务,一般充电电流为150400A。快速充电充

5、电时间短;充电电池寿命长(可充电2000次以上);没有记忆性,可以大容量充电及放电,在几分钟内就可充70%80%的电;由于充电在短时间内(约为10-15分钟)就能使电池储电量达到80%-90%,与加油时间相仿,因此,建设相应充电站时可不配备大面积停车场。但是,相对常规充电模式,快速充电也存在一定的缺点:充电器充电效率较低,且相应的工作和安装成本较高;由于采用快速充电,充电电流大,这就对充电技术方法以及充电的安全性提出了更高的要求,同时计量收费设计也需特别考虑。3、机械充电机械充电也就是换电池，即电池组快速更换。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

6、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。电动汽车用户可租用充满电的蓄电池,更换已经耗尽的蓄电池,有利于提高车辆使用效率,也提高了用户使用的方便性和快捷性;对更换下来的蓄电池可以利用低谷时段进行充电,降低了充电成本,提高了车辆运行经济性;解决了充电时间乃至蓄存电荷量、电池质量、续驶里程长及价格等难题;可以及时发现电池组中单电池的问题,进行维修工作,对于电池的维护工作将具有积极意义,电池组放电深度的降低也将有利于提高电池的寿命。三、电动汽车充电的特点1、动力电池特性不同种类动力电池具有不同的充电特性 , 最佳充电率在 0.22.0 C之间变化。电池系统额定电压相同的

7、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 ,应根据其电池特性不同采用不同的充电方法。2、充电时间不同运行模式的电动汽车对充电时间提出了不同的要求 , 而充电时间的不同需要不同的充电方式来满足。在电动汽车对充电时间要求不高的情况下 , 可在停运时间利用电力低谷进行常规充电 , 延长车辆的续驶里程; 在充电时间较为紧迫的情况下 , 需要采用快速充电或电池组快速更换及时实现电能补充。3、充电场所及其他环境条件动力电池充放电工作效率受充电场所及其他环境条件的影响 , 尤其是受环境温度的影响。在常温下 , 电池充电接受

8、能力较强 , 随着环境温度的降低 , 其充电接受能力逐渐降低。因此 , 随环境温度降低 , 充电站功率需求将增加。因而 , 建设充电站时应尽可能保证其环境不受人为温度条件的影响。四、电动汽车对充电技术的要求随着电动汽车的逐步推广和产业化以及电动汽车技术的日益发展，电动汽车对充电站的技术要求体现了一致的趋势，要求充电站尽可能向以下目标靠近。1、充电快速化相比发展前景良好的镍氢和锂离子动力蓄电池而言，传统铅酸类蓄电池以其技术成熟、成本低、电池容量大、跟随负荷输出特性好和无记忆效应等优点，但同样存在着比能量低、一次充电续驶里程短的问题。因此，在目前动力电池不能直接提供更多续驶里程的情况下，如果能够实

9、现电池充电快速化，从某种意义上也就解决了电动汽车续驶里程短这个致命弱点。 2、充电通用化在多种类型蓄电池、多种电压等级共存的市场背景下，用于公共场所的充电装置必须具有适应多种类型蓄电池系统和适应各种电压等级的能力，即充电系统需要具有充电广泛性，具备多种类型蓄电池的充电控制算法，可与各类电动汽车上的不同蓄电池系统实现充电特性匹配，能够针对不同的电池进行充电。因此，在电动汽车商业化的早期，就应该制定相关政策措施，规范公共场所用充电装置与电动汽车的充电接口、充电规范和接口协议等。3、充电智能化制约电动汽车发展及普及的最关键问题之一，是储能电池的性能和应用水平。优化电池智能化充电方法的目标是要实现无损电池的充电，监控电池的放电状态，避免过放电现象，从而达到延长电池的使用寿命和节能的目的。充电智能化的应用技术发展主要体现在以下方面：优化的、智能充电技术和充电机、充电站；电池电量的计算、指导和智能化管理；电池故障的自动诊断和维护技术等。4、电能转换高效化电动汽车的能耗指标与其运行能源费紧密相关。降低电动汽车的运行能耗，提高其经济性，是推动电动汽车产业化的关键因素之一。对于充电站，从电能转换效率和建造成本上考虑，应优先选择具有电能转换效率高，建造成本低等诸多优点的充电装置。5、充电集成