電動(dòng)汽車(chē)電池供電模式探討

王忠明 杜萍

摘 要：電動(dòng)汽車(chē)是當(dāng)前汽車(chē)領(lǐng)域十分熱門(mén)的話(huà)題，而作為電動(dòng)汽車(chē)的核心能源動(dòng)力，電池的制造和供電技術(shù)得到了人們的廣泛關(guān)注。本文擬對(duì)電動(dòng)汽車(chē)電池的供電模式進(jìn)行探討，分析其中存在的問(wèn)題和不足，以期為改進(jìn)和提高電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)技術(shù)提供有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē) 電池供電模式 充電過(guò)程

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展，全球能源和環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)得到了各國(guó)政府和人民的高度關(guān)注，如何在保持并提高現(xiàn)有生產(chǎn)生活水平的同時(shí)，盡可能地減少能源的消耗和對(duì)環(huán)境的破壞，業(yè)已成為一項(xiàng)嚴(yán)峻的議題。作為人們代步的重要交通工具，汽車(chē)的油耗和尾氣所導(dǎo)致的能源消耗與環(huán)境污染十分嚴(yán)重，而正是在此背景下，電動(dòng)汽車(chē)逐漸進(jìn)入人們的視野并且得到了快速的發(fā)展。其中，電動(dòng)汽車(chē)的電池供電是汽車(chē)行業(yè)“以電代油”的重要依仗，只有確保電動(dòng)汽車(chē)能夠得到較好的電力供應(yīng)，才能真正實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)的市場(chǎng)化和實(shí)用化。

一、電動(dòng)汽車(chē)電池的主要供電模式

（一）車(chē)載供電模式

當(dāng)前，私用微型及部分小型電動(dòng)汽車(chē)通常采取的都是車(chē)載供電模式。該供電模式，指的是汽車(chē)自身攜帶充電器裝置，可以在停車(chē)場(chǎng)、車(chē)庫(kù)等任意電源位置進(jìn)行充電，具有較好的適應(yīng)性。該供電模式的最大優(yōu)點(diǎn)，在于車(chē)輛使用的便捷性，車(chē)主不需要為充電去尋找專(zhuān)門(mén)的充電場(chǎng)所，只需要確保電源附近有合適的停車(chē)位置，就可以完成充電過(guò)程。

（二）充電站供電模式

充電站是由多臺(tái)充電設(shè)置組成的專(zhuān)門(mén)充電場(chǎng)所，可以為電動(dòng)汽車(chē)的電池提供足夠的電量，特別是對(duì)于大中型電動(dòng)汽車(chē)有著較大的優(yōu)勢(shì)。電動(dòng)汽車(chē)的充電站與現(xiàn)在的加油站相似。充電站按照功能可以劃分為四個(gè)子模塊：配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、電池調(diào)度系統(tǒng)、充電站監(jiān)控系統(tǒng)。充電站給汽車(chē)充電一般分為三種方式：普通充電、快速充電、電池更換。普通充電多為交流充電，可以使用220V或380V的電壓?？焖俪潆姸酁橹绷鞒潆姟３潆娬局饕O(shè)備包括充電機(jī)、充電樁、有源濾波裝置、電能監(jiān)控系統(tǒng)。在充電站，電動(dòng)汽車(chē)可以得到科學(xué)合理的充電操作，對(duì)于汽車(chē)電池組的使用壽命能夠給予較好的保證，并且充電時(shí)長(zhǎng)和效率也能夠得到較好的保證。通常情況下，電動(dòng)汽車(chē)在充電站的充電過(guò)程，可以分為預(yù)充電、快速充電、補(bǔ)足充電、涓流充電。第一是預(yù)充電。對(duì)長(zhǎng)期不用的或新電池充電時(shí)，一開(kāi)始就采用快速充電，會(huì)影響電池的壽命。因此，這種電池應(yīng)先用小電流充電，使其滿(mǎn)足一定的充電條件，這個(gè)階段稱(chēng)為預(yù)充電。第二是快速充電。快速充電就是用大電流充電，迅速恢復(fù)電池電能?？焖俪潆娝俾室话阍?C以上，快速充時(shí)間由電池容量和充電速率決定?？焖俪潆姺趾懔鞒潆姾兔}沖充電兩種，恒流充電就是以恒定電流對(duì)電流充電。脈沖充電則是首先用脈沖電流對(duì)電池充電，然后讓電池放電，如此循環(huán)。第三是補(bǔ)足充電。采用某些快速充電止法時(shí)，快速充電終止后，電池并未充足電。為了保證充入100%的電量，還應(yīng)加入補(bǔ)足充電過(guò)程。補(bǔ)足充電速率一般不超過(guò)0.3C。第四是涓流充電。在補(bǔ)足充電過(guò)程中，溫度會(huì)繼續(xù)上升，當(dāng)溫度超過(guò)規(guī)定的極限時(shí)，充電器轉(zhuǎn)入涓流充電狀態(tài)。為保證電池充電不過(guò)充，可以采用定時(shí)控制、電壓控制和溫度控制的綜合控制法。從實(shí)踐情況看，我國(guó)政府和相關(guān)企業(yè)已經(jīng)在投入大量的資金，在重要的機(jī)關(guān)單位以及加油站區(qū)域進(jìn)行充電站或者充電樁的部署，從而推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)電池供電的快速發(fā)展。

二、電池供電各模式的缺點(diǎn)分析及改進(jìn)建議

（一）各供電模式的不足之處

車(chē)載充電模式的缺點(diǎn)十分的明顯，即車(chē)輛本身必須綁定固定的充電設(shè)置，因而電池的成本相對(duì)較高，性?xún)r(jià)比不高，且電池的存電量相對(duì)較少。此外，車(chē)載供電模式下充電時(shí)間較長(zhǎng)，普通電動(dòng)汽車(chē)一次充滿(mǎn)電需要耗時(shí)六、七個(gè)小時(shí)，對(duì)于車(chē)主來(lái)說(shuō)并不方便。此外，雖然充電位置的隨意性為汽車(chē)充電帶來(lái)了極大的便利，但充電線(xiàn)路的裸露也帶來(lái)了巨大的安全隱患，現(xiàn)實(shí)生活中時(shí)常出現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)充電過(guò)程中與行人或其他車(chē)輛發(fā)生沖突，或者因雨水等導(dǎo)致漏電的問(wèn)題，給汽車(chē)及周邊人員的安全造成威脅。

充電站的供電模式雖然具有較好的供電質(zhì)量和效率，但其高昂的建設(shè)與維護(hù)成本使得許多私人汽車(chē)難以享受到它的好處。例如，當(dāng)前比較熱門(mén)的特斯拉超級(jí)充電樁，每一個(gè)充電樁的造價(jià)都在百萬(wàn)元左右，特別是需要對(duì)地基進(jìn)行一定程度的重塑，而每年還需要額外投入數(shù)萬(wàn)元的維修經(jīng)費(fèi)。因此，充電站和充電樁通常都是由政府或者大型企業(yè)出資，在高速公路重要位置以及城市交通核心區(qū)域才會(huì)進(jìn)行建設(shè)，對(duì)于普通家庭或相對(duì)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)、電動(dòng)汽車(chē)保有量偏少的地區(qū)來(lái)說(shuō)，根本不可能花費(fèi)大量的土地和資金去興建一條220伏的電線(xiàn)以及昂貴的充電樁。

（二）電動(dòng)汽車(chē)供電模式的創(chuàng)新探索

雖然電動(dòng)汽車(chē)及供電模式受到經(jīng)濟(jì)條件和社會(huì)現(xiàn)狀的限制，但隨著可持續(xù)發(fā)展理念的深入人心，新能源創(chuàng)新突破必然是未來(lái)發(fā)展的必由之路，以電動(dòng)汽車(chē)為代表的新能源汽車(chē)也終究會(huì)取代燃油汽車(chē)，成為未來(lái)汽車(chē)的主流。因此，現(xiàn)階段需要國(guó)家和政府?dāng)U大新能源的推廣，從政策上和資金上不斷補(bǔ)足電動(dòng)汽車(chē)的短板，推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的深入發(fā)展。例如，政府土地管理部門(mén)和房地產(chǎn)建設(shè)管理部門(mén)可以規(guī)定新建房屋都需要配備電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)備，在建筑建設(shè)階段就預(yù)先將電線(xiàn)和充電樁設(shè)置到位，從而避免二次建設(shè)所造成的額外花銷(xiāo)。

除了強(qiáng)制推行充電裝置以外，還需要不斷地改進(jìn)充電的技術(shù)，推動(dòng)充電模式的創(chuàng)新發(fā)展。例如，可以嘗試將電動(dòng)汽車(chē)電池的有線(xiàn)充電模式改進(jìn)為無(wú)線(xiàn)充電模式，減少道路側(cè)邊充電樁的額外設(shè)置，而可以借助道路窨井蓋或路邊磚石等進(jìn)行智能革新，設(shè)計(jì)出路面上的無(wú)線(xiàn)充電設(shè)備，使人們?cè)谕＼?chē)的同時(shí)甚至行進(jìn)過(guò)程中進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電，從而消除有線(xiàn)充電所帶來(lái)的安全隱患以及設(shè)置過(guò)程中的麻煩。

三、結(jié)束語(yǔ)

面對(duì)當(dāng)前能源緊缺和環(huán)境污染等問(wèn)題的加劇，推廣電動(dòng)汽車(chē)可以有效緩慢環(huán)境資源壓力，幫助人們共同構(gòu)建和諧社會(huì)。因此，國(guó)家、政府、企業(yè)和個(gè)人都應(yīng)當(dāng)在電動(dòng)汽車(chē)的推廣使用方面貢獻(xiàn)自己的力量，努力改進(jìn)并適應(yīng)電動(dòng)汽車(chē)電池供電的模式，使電動(dòng)汽車(chē)的使用得到更大范圍的普及，從而推動(dòng)汽車(chē)行業(yè)動(dòng)力結(jié)構(gòu)的深層變革。

參考文獻(xiàn)

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