電動(dòng)特種車(chē)輛能源補(bǔ)給技術(shù)研究

白曉軍

摘要：本文描述了當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)和能量補(bǔ)充的技術(shù)，在當(dāng)今資源嚴(yán)重短缺的情況下，隨著環(huán)境的惡化，一些石油資源也在不斷減少，這就要求低碳經(jīng)濟(jì)型需要快速被發(fā)展應(yīng)用，電動(dòng)汽車(chē)的開(kāi)發(fā)和利用是必要發(fā)展趨勢(shì)，所以電動(dòng)特種車(chē)輛能源補(bǔ)給也是非常重要的問(wèn)題。要推廣電動(dòng)汽車(chē)的快速發(fā)展，這就需要能源的及時(shí)補(bǔ)充與推廣。我國(guó)在汽車(chē)運(yùn)輸占較大的比例。因此，解決好能源問(wèn)題對(duì)于實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)的普及更有意義和幫助。

關(guān)鍵詞：人機(jī)關(guān)系;充電系統(tǒng);能源補(bǔ)給

Abstract： This article describes the current technology of electric vehicles and energy supplements. In today's severe shortage of resources， as the environment deteriorates， some petroleum resources are also declining. This requires that low-carbon economy needs to be developed and applied quickly. The development and utilization of electric vehicles is a necessary development trend， so energy supply for electric special vehicles is also a very important issue. To promote the rapid development of electric vehicles， this requires timely supplement and promotion of energy. my country accounts for a large proportion of automobile transportation. Therefore， solving the energy problem is more meaningful and helpful for realizing the popularization of electric vehicles.

Key words： human-machine relationship;charging system;energy supply

1? 電動(dòng)特種車(chē)輛能源現(xiàn)狀

目前，汽車(chē)幾乎完全依賴(lài)于石油能量，而石油是一種不可再生資源，總儲(chǔ)備有限，相關(guān)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)均表示，在50年內(nèi)，石油將不再被采取，因?yàn)槟茉次C(jī)越來(lái)越嚴(yán)重，甚至影響到未來(lái)人類(lèi)的正常生活，此外，由燃料車(chē)輛對(duì)環(huán)境的污染也不容忽視，如汽車(chē)的噪聲污染、排氣污染，對(duì)人類(lèi)環(huán)境造成不可逆的損害。現(xiàn)在環(huán)保電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，因?yàn)樗鼫p少對(duì)環(huán)境的污染，已經(jīng)成為世界汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。因此，隨著燃料汽車(chē)的不斷發(fā)展，已經(jīng)導(dǎo)致能源消耗超過(guò)100年的資源，這也就充分表示必須用新能源取代石油。如今雖然出現(xiàn)了很多類(lèi)似太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能、乙醇、天然氣、電力等新能源，但是這些能源的開(kāi)采必須得擁有高技術(shù)，而且最重要一點(diǎn)就是新型能源具有可行性，讓電動(dòng)汽車(chē)在高功率的背景下可以替代傳統(tǒng)燃油車(chē)輛。而在安全性方面，電動(dòng)車(chē)操作簡(jiǎn)單，在公共充電站充電時(shí)，不容易發(fā)生一些安全問(wèn)題，此外，電動(dòng)車(chē)因?yàn)闆](méi)有燃料，即使發(fā)生碰撞也不會(huì)爆炸，不容易著火。電動(dòng)車(chē)模式類(lèi)似于代表公共充電站。

2? 電動(dòng)汽車(chē)能源補(bǔ)給技術(shù)

2.1 電動(dòng)充電技術(shù)

2.1.1 充電主要形式

恒流充電、恒壓充電和脈沖快速充電是電動(dòng)汽車(chē)主要充電的方式，這種組合方法和充電方法是電動(dòng)能源汽車(chē)選擇的幾種方法。

2.1.2 充電方式

傳統(tǒng)的充電方式：通常是小電流，恒定電壓和恒定電流充電分為兩種電荷，鎳氫電池的基本恒定的電流充電，在使用恒定電壓的基礎(chǔ)上，利用鋰離子電池。在日常生活中恒流充電的應(yīng)用是可以改變的。進(jìn)入“恒流充電分階段”或“減小的電流充電”，其缺點(diǎn)是相對(duì)長(zhǎng)的充電時(shí)間。恒定電流以及恒定電壓充電是比較耗費(fèi)時(shí)長(zhǎng)的。

快速充電模式也稱(chēng)為快速應(yīng)急充電模式，這類(lèi)充電方式所用較大直流電源，利用充電電池充電器。電壓高，電流大，充電所用時(shí)間短是這類(lèi)方式的優(yōu)勢(shì)。其缺點(diǎn)是電池壽命短，對(duì)較高的技術(shù)和安全有著很高的要求。

電池更換模式：這種模式主要用于更換電池，因?yàn)殡姵睾碾娍焖?，以及壽命短暫等等一些原因，需要及時(shí)更改，這就需要服務(wù)站發(fā)揮作用，當(dāng)電池的能源被耗盡時(shí)，這需要最短的路徑，在幾分鐘內(nèi)更換整個(gè)電池。

無(wú)線(xiàn)充電模式：在感應(yīng)式電能傳輸技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行充電。這種模式使用電動(dòng)車(chē)輛充電的無(wú)線(xiàn)開(kāi)發(fā)。非常方便，這是電動(dòng)汽車(chē)未來(lái)發(fā)展充電的主要方向之一。

移動(dòng)充電：由MAC電動(dòng)車(chē)輛充電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，它被分為兩種接觸和感應(yīng)，需要接觸的充電部件與在汽車(chē)上的路面上相互接觸，通過(guò)感應(yīng)線(xiàn)圈的實(shí)際電感來(lái)判定。

2.2 補(bǔ)氫技術(shù)

補(bǔ)氫技術(shù)就是在電動(dòng)車(chē)輛上利用燃料電池技術(shù)，主要利用金屬氫化物制氫，純氫儲(chǔ)存方法主要分為高壓儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫、金屬儲(chǔ)氫、活性炭吸附儲(chǔ)氫、碳納米材料儲(chǔ)氫等，分別與之對(duì)應(yīng)的就是為其補(bǔ)充制氫原料和氫原料。目前，從成本和能源消耗來(lái)看，高壓儲(chǔ)氫是比較受歡迎的，高壓儲(chǔ)氫瓶組是目前所用的主要方式。

3? 我國(guó)電動(dòng)車(chē)輛能源所面臨問(wèn)題

3.1 不可再生資源

不可再生能源的污染和生態(tài)環(huán)境的不足是當(dāng)前我國(guó)面臨快速發(fā)展的過(guò)程中的主要問(wèn)題，推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)在全球范圍內(nèi)，其零排放的電動(dòng)車(chē)，它是最受歡迎與推廣的，性能高，耗電少，普及推廣也是有相當(dāng)多的意義，影響電動(dòng)汽車(chē)的正常運(yùn)行是其能源供應(yīng)問(wèn)題，電動(dòng)車(chē)的能源供應(yīng)體系布局是比較影響汽車(chē)能源推廣的。為了優(yōu)化電動(dòng)汽車(chē)能源系統(tǒng)供給問(wèn)題，需要發(fā)展者基于電動(dòng)汽車(chē)汽車(chē)耗電與能源供給提供新的決策方案，進(jìn)而影響電動(dòng)車(chē)的能源供應(yīng)體系布局的指標(biāo)體系。

3.2 電動(dòng)汽車(chē)水平發(fā)展落后

由于其高性能便攜式電動(dòng)汽車(chē)，分布式協(xié)作交互和其它性能和能源網(wǎng)絡(luò)連接在一起。目前，電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施的補(bǔ)充落后于國(guó)際先進(jìn)水平，所以為了推廣我們的能源汽車(chē)，各負(fù)責(zé)人需要制定相關(guān)的政策和法規(guī)，以促進(jìn)其發(fā)展，以滿(mǎn)足充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，加大科研和發(fā)展的要求，提高技術(shù)，降低成本并加強(qiáng)對(duì)消費(fèi)者的宣傳。一般來(lái)說(shuō)，如果該國(guó)可以補(bǔ)充電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施能源，建筑電動(dòng)汽車(chē)工業(yè)化，統(tǒng)一規(guī)劃，協(xié)調(diào)發(fā)展。目前，電動(dòng)汽車(chē)剛剛開(kāi)始在我國(guó)的充電站。目前，電動(dòng)汽車(chē)充電站目前僅限于集團(tuán)中的電動(dòng)汽車(chē)或公共交通工具，但在充電站中沒(méi)有不同的服務(wù)給到真正的網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)。

3.3 電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展歷程

2006年，比亞迪在深圳完成第一臺(tái)電動(dòng)車(chē)充電站;2008年，北京建立了中國(guó)的第一個(gè)集中式充電站;2009年，上海內(nèi)置國(guó)內(nèi)規(guī)則擁有商業(yè)運(yùn)營(yíng)功能充電站于北京建設(shè)完成了完整的智能微碼中的第一架充電站;2010年，有超快的開(kāi)發(fā)，大型國(guó)有企業(yè)集團(tuán)發(fā)布了電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施施工規(guī)劃或施工意見(jiàn)。

4? 電動(dòng)能源車(chē)輛特點(diǎn)

電動(dòng)車(chē)的普及推廣勢(shì)必會(huì)推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。在設(shè)想中，能源互聯(lián)網(wǎng)依靠可再生能源技術(shù)，通信技術(shù)和控制技術(shù)這兩種技術(shù)推廣是作為高速能源功率的實(shí)施雙向推廣，覆蓋多個(gè)能量類(lèi)型的新能源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和傳輸網(wǎng)絡(luò)?；ヂ?lián)網(wǎng)上的不同參與者是“生產(chǎn)者”是“消費(fèi)者”。中國(guó)能源革命的本質(zhì)是可再生能源替代石油能源，最終目標(biāo)是逐步取消石油。電動(dòng)車(chē)輛還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)石能的電源端子的有效替代方案，從而逐漸地，在耦合到電力系統(tǒng)的傳動(dòng)系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)是可再生能量的主體，并逐步降低接近零碳排放量。

5? 電動(dòng)能源利用優(yōu)勢(shì)

5.1 移動(dòng)分布式便捷儲(chǔ)能功能

電動(dòng)汽車(chē)不僅是交通工具，也是電力儲(chǔ)存設(shè)施。作為車(chē)輛，其里程可以達(dá)到480公里;作為電氣設(shè)備，電動(dòng)汽車(chē)可以通過(guò)家庭交流電充電;在儲(chǔ)能方面，電動(dòng)汽車(chē)可以存儲(chǔ)電能85千瓦時(shí);在電網(wǎng)節(jié)能方面，電動(dòng)汽車(chē)憑借智能充電，將80%以上的充電負(fù)荷轉(zhuǎn)移到電網(wǎng)低谷時(shí)段，在滿(mǎn)足充電需求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)充電成本最低。

互聯(lián)網(wǎng)具有很強(qiáng)的組織能力，充電樁與通信設(shè)備的深度融合，可以實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)的完整覆蓋。電動(dòng)汽車(chē)和充電樁的完全覆蓋和實(shí)時(shí)通信，使電動(dòng)汽車(chē)之后的其他電氣設(shè)備具有更完整的功能，這就要求在能量網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)接入中，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛初始信息、位置信息的實(shí)時(shí)訪問(wèn)。因此，充電樁作為電能存儲(chǔ)設(shè)施，除了應(yīng)該滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)的電力需求外，還應(yīng)具備實(shí)時(shí)通信功能，真正成為構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

5.2 有利于可再生能源

電動(dòng)汽車(chē)充電樁中的電量，可以從網(wǎng)格下載，也可以從太陽(yáng)能光伏中直接獲取。通過(guò)PV和PV充電形成充電站之后，電動(dòng)汽車(chē)充電是促進(jìn)可再生能源消耗最直接的物理形式。今后，全市的停車(chē)場(chǎng)和通信的分布式光伏屋頂，可光伏電源充電站，在高速公路上的服務(wù)區(qū)和道路旁的光伏電站，都可以是太陽(yáng)能充電站。電動(dòng)汽車(chē)可以實(shí)現(xiàn)綠色電力直接購(gòu)買(mǎi)，促進(jìn)可再生能源消費(fèi)。

5.3 激活電力市場(chǎng)

電力市場(chǎng)充電樁將首次實(shí)現(xiàn)TOU設(shè)施，在電力市場(chǎng)應(yīng)用中，每個(gè)充電樁必須要有相應(yīng)充電站，根據(jù)自己的位置，時(shí)間，不同的價(jià)格，可以在沒(méi)有電網(wǎng)阻擋的情況下設(shè)計(jì)。電動(dòng)汽車(chē)通過(guò)廣泛使用充電和排放電設(shè)施，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供電力市場(chǎng)，設(shè)備，峰值，更快等服務(wù)，滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。

5.4 便捷充放換電設(shè)施

電動(dòng)汽車(chē)充電樁是電動(dòng)汽車(chē)的能源供應(yīng)體系，可以為電動(dòng)汽車(chē)快速、高效、安全、合理的提供電量供應(yīng)。充電樁充電速度快、時(shí)間短。通過(guò)公共充電柱購(gòu)買(mǎi)終端服務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)快速充電。除了充電功能外，還可以實(shí)現(xiàn)掃碼充電、在線(xiàn)支付等功能，這需要充電樁具備精確的功率測(cè)量功能和通信功能。除去充電樁功能是非常強(qiáng)的。放電樁可以將電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力傳遞到電網(wǎng)。在車(chē)輛充電的模式中，電池也可以從主體充電后分離，即，從車(chē)輛分離，電池在電池座完成充電后，通過(guò)快速更換設(shè)備，刪除該車(chē)輛的電池，而另一組立即更換電池。

5.5 基礎(chǔ)通信設(shè)施完善

電動(dòng)汽車(chē)的通信能力比普通電力設(shè)備強(qiáng)得多。通用電氣設(shè)施主要由計(jì)量消耗表功能實(shí)現(xiàn)，并安裝一些負(fù)控制終端的監(jiān)控動(dòng)態(tài)負(fù)載實(shí)現(xiàn)。電動(dòng)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)接入和互聯(lián)網(wǎng)輸出功能，電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)，包括芯片，必要的組件，電池的精確測(cè)量能力。因?yàn)槠?chē)的駕駛功能，這就要求芯片收集位置信息。電動(dòng)汽車(chē)通過(guò)通信卡的安裝就可以輕松實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展下，上海建成充電設(shè)施公共數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)市級(jí)平臺(tái)，推出的聯(lián)聯(lián)充電APP，打通多個(gè)大型充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)企業(yè)平臺(tái)的充電數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通、資源共享，車(chē)主可通過(guò)APP方便找到周邊充電站位置、數(shù)量、類(lèi)型、收費(fèi)情況等信息，一鍵導(dǎo)航前往。特斯拉的電動(dòng)轎車(chē)配備了芯片，通過(guò)中國(guó)聯(lián)通的網(wǎng)絡(luò)，可以利用移動(dòng)應(yīng)用程序設(shè)置充電時(shí)間。通過(guò)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)功能，電動(dòng)汽車(chē)可以溝通充放電樁和通訊站，并與道路設(shè)施連接，對(duì)充電和放電時(shí)間進(jìn)行遙控，未來(lái)該芯片還可以應(yīng)用于自動(dòng)駕駛領(lǐng)域。

6? 結(jié)束語(yǔ)

人類(lèi)社會(huì)數(shù)百年來(lái)能源作為必不可少的發(fā)展，就今天的能源形勢(shì)來(lái)看，燃料能源已經(jīng)被廣泛使用與開(kāi)采，很多電力車(chē)不得不尋找創(chuàng)新發(fā)展模式。電池現(xiàn)在替代汽車(chē)燃料能源，有效地解決能源問(wèn)題，在逐漸電氣化汽車(chē)的推廣使用中，電動(dòng)車(chē)會(huì)更快進(jìn)入大眾生活。

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