純電動智能服務(wù)車開發(fā)與商用落地分析

王中紅

（廣州億鼎新能源汽車有限公司 516000)

純電動智能服務(wù)車開發(fā)與商用落地分析

王中紅

（廣州億鼎新能源汽車有限公司 516000)

隨著電動汽車的持續(xù)發(fā)展、通信基站對持續(xù)電力保障要求的提高，迫切需要開發(fā)一種移動式充電車（站）滿足不同的充電需求。本文首先分析了純電動智能服務(wù)車開發(fā)意義與開發(fā)方案，其后就商用落地做了具體探析，以有效促進銷售新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

純電動智能服務(wù)車；開發(fā)；意義；商用落地

0 引言

與傳統(tǒng)的燃油車與油機相比，純電動智能服務(wù)車具有顯著優(yōu)勢。如低成本、無噪音、零排放、實時監(jiān)控和應(yīng)用靈活，實現(xiàn)了高效、節(jié)能減排的目標。據(jù)此，必須加大力度開發(fā)純電動智能服務(wù)車，并推動商用落地，滿足電動汽車、通信基站的發(fā)展需求，為區(qū)域發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

1 純電動智能服務(wù)車開發(fā)意義

隨著用戶普及率升高、電動汽車活動半徑增大，電動汽車充電站(樁)向城區(qū)自周邊區(qū)域建設(shè)。但是固定式充電站(樁)由于不能移動，無法滿足特定狀況下的充電需求。全國通信基站每天應(yīng)急發(fā)電超600次，均采用柴/汽油機發(fā)電，這種應(yīng)急發(fā)電污染環(huán)境、發(fā)電效率低、成本高。

綜上所述，開展純電動智能服務(wù)車整車開發(fā)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化研究具有現(xiàn)實意義[1]。

2 純電動智能服務(wù)車開發(fā)方案

純電動智能服務(wù)車除了作為電動汽車用于城市服務(wù)外，還可以作為移動電源進行移動補電。因此對電池組的散熱、結(jié)構(gòu)安全和充放電控制策略方面有更高要求。并且還要進行電源系統(tǒng)DC/DC、DC/AC對外放電系統(tǒng)的技術(shù)研究的同時，探索這類車的運行模式。

2.1 動力電池的選型

本項目中從以下四個方面提高鋰離子動力電池的安全可靠性。

(1)三元材料單體電池：正極材料采用NCM，隔膜采用PP/PE/PP復(fù)合膜，并加入主動防范裝置，確保單體電池的安全可靠性。

(2)成組技術(shù)：采用自主創(chuàng)新專利技術(shù)晶體軟連接技術(shù)，增加過流保護，保證了“動力電池模塊中幾只電池同時短路，但整個模塊并不會出現(xiàn)安全事故”的目標。

(3)熱管理技術(shù)：采用液冷技術(shù)，并通過熱仿真試驗進行仿真分析，對電源系統(tǒng)的溫度進行有效控制。

(4)電源管理系統(tǒng)：采用靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)綜合控制策略，并融入高精度電池性能參數(shù)采集功能，提高電源管理系統(tǒng)對成組電池的管理效率[2]。

2.2 動力電池參數(shù)的確定

動力電池主要參數(shù)主要受到電芯數(shù)量的影響，而電芯數(shù)量要考慮動力系統(tǒng)匹配和續(xù)航里程要求，且電池峰值功率應(yīng)不小于驅(qū)動電機的最大功率。

根據(jù)本車作為應(yīng)急補電用途的設(shè)計要求，日均里程50 km，可日均對外補電25～40 kWh。電池容量要達到60 kWh左右，可實現(xiàn)白天用車，夜間谷電充電。降低使用成本，延長了電池循環(huán)壽命，從而能夠確保大于5年或20萬km的使用要求。

2.3 電源系統(tǒng)雙向電流流動控制

(1)電源系統(tǒng)能量輸入、輸出雙向控制策略。

(2)電源系統(tǒng)能量輸出端動力輸出、儲能輸出的控制策略，儲能輸出有對外30 kW高壓直流DC-DC輸出，對外15 kW(220～250 V)單相兼容三相交流DC-AC輸出。

2.4 動力電池的布置

在動力電池的布置時，要考慮對電池散熱性能、布置空間、車體結(jié)構(gòu)、載荷分布計算和國家碰撞法規(guī)要求等。本服務(wù)車將電池平鋪在貨箱底部，有利于汽車軸荷的分配，更可提高整車電源系統(tǒng)的涉水高度。

2.5 遠程監(jiān)控系統(tǒng)

本車運用GPS、GPRS、Internet和GIS等技術(shù)，對電池充放電和運行狀態(tài)等進行實時監(jiān)控，并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到中心服務(wù)器上，客戶端或充電站可向數(shù)據(jù)中心請求發(fā)送數(shù)據(jù)并在界面上顯示。

2.6 移動補電方式

移動補電有兩種方式。一是車載充電機200～700 V高壓直流DC-DC給電動汽車充電。二是15 kW逆變器220 V單相兼容三相DC-AC給通信基站充電。對此，必須進行車載充電機或逆變器諧波特性、充電機或逆變器損耗等多項試驗項目，掌握相關(guān)技術(shù)參數(shù)、性能特點。

3 純電動智能服務(wù)車商用落地分析

現(xiàn)僅以惠州鐵塔與億緯鋰能聯(lián)合開發(fā)的純電動智能服務(wù)車為例，分析了其商用落地情況。

3.1 純電動智能服務(wù)車參數(shù)

純電動智能服務(wù)車具體技術(shù)參數(shù)如表1所示[3]。

表1 純電動智能服務(wù)車技術(shù)參數(shù)

3.2 產(chǎn)品應(yīng)用可行性、經(jīng)濟性驗證

(1)可行性

①續(xù)駛里程驗證

“總電量59.2 kWh”的純電動充電服務(wù)車續(xù)駛里程260～290 km，可滿足日常巡檢搶修“每天行駛不低于150～200 km”的要求。

②服務(wù)能力匹配驗證

充電服務(wù)車在典型基站中進行充電時，可以得出行駛里程、基站負載、可放電時間的關(guān)系如表2所示。

由此可得如下結(jié)論，(1)可滿足站點發(fā)電時間在3～17 h之間；(2)負載10 kW左右，可加裝30～60 kWh電池包,保證長時間應(yīng)急補電。

(2)經(jīng)濟性

從2016年6月23日至2016年8月31日，連續(xù)64次實際數(shù)據(jù)分析后得出結(jié)論。

①充電車發(fā)電效率94%，在10 kW級功率基站，具備同時給設(shè)備、后備電源供電的能力，可以解決油機功率與設(shè)備、后備電源功率匹配的難題。

②適應(yīng)性好：兼容2.5～10 kW級基站，減少了油機調(diào)配的時間和人力成本。

表2 行駛里程、基站負載、可放電時間的關(guān)系

③成本低，僅為油機發(fā)電的五分之一。

3.3 產(chǎn)品應(yīng)用實例

大亞灣石化區(qū)霞涌通信基站（峰值負載3 kW+4.8 kW后備電池組，電力報建未完成）連續(xù)充電14天，替代油機發(fā)電，給設(shè)備和后備電池同時充電，具體情況如圖1所示。

圖1 每天充電時間與相關(guān)充/耗電量對比圖

通過對比，發(fā)電車發(fā)電時長縮短50%以上，發(fā)電直接成本僅為油機的18%，平均效率從油機的60%提升到90%以上。

4 結(jié)束語

綜上，與油機發(fā)電相比，純電動充電服務(wù)車具有零排放、發(fā)電成本低、無噪音、不擾民、車輛狀態(tài)遠程監(jiān)控、多種應(yīng)用模式等優(yōu)勢。目前，惠州鐵塔與億緯鋰能聯(lián)合開發(fā)的純電動智能服務(wù)車已在廣東省多地實踐運營，具備了推廣應(yīng)用價值。

[1]薛飛,雷憲章,張野飚等.基于物聯(lián)網(wǎng)的電動汽車智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)電池管理[J].電力系統(tǒng)自動化,2012,36(21)：41-46.

[2]賈俊國.電動汽車智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運營[J].電力需求側(cè)管理,2011,13(2)：50-51.

[3]陳典全.電動汽車充換電智能服務(wù)框架研究[J].通信技術(shù),2011,44(12)：137-139,142.

U469.72文獻標示碼：A

王中紅（1975—），男，本科，研究方向為汽車工程、汽車設(shè)計及管理。