风力发电技术在新能源电动汽车中的应用
  摘要:科学技术的发展迅速,我国的风力发电技术的应用也越来越广泛。发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路,是我国在社会发展变革当中面对能源结构转型和环境保护所做出的重要选择。截止到2019年6月底,我国新能源汽车推广应用累计超过了344万辆,新能源汽车正在从公共交通领域向私人消费市场逐渐渗透,在国家综合激励政策的推动下,新能源汽车对于传统燃油汽车私人市场的撬动潜力巨大。在新能源汽车快速发展的同时,安全事故却不绝于耳,引起社会广泛关注和重视。从2107起,新能源汽车发生多起安全事故,尤其是2018年的夏季,事故数量比较突出,给新能源汽车的安全使用敲响了警钟。
        关键词:风力发电技术;新能源电动汽车;应用
        引言
        风能取之不尽,用之不竭,是具有巨大利用价值的新型清洁环保能源。1888年,世界第一台风力发电机诞生以来,经过一个多世纪的发展,风力发电技术已愈加成熟。2017年,我国风电市场公开招标量达27.20GW,2018年上升至33.50GW,2019年已高达68.3829GW,超过2017年和2018年的总和。目前,风电累计装机容量超过21005万千瓦,在电源总装机中比重达到10.4%。由此可见,风力发电技术突飞猛进的发展趋势以及市场对风能技术的认可和对风电国力汽车
设备日益旺盛的需求。
        1车载风力发电机的设计
        汽车工业在最近几十年中有突飞猛进的发展,对交通运输、经济建设以及人们的生活质量都有显著的提高。但发展汽车工业的同时也造成了不可再生化石能源的大量消耗和有害气体排放等诸多问题。在这样的大背景下,绿环保的新能源电动汽车便逐渐出现在人们的视野之中。虽然电动汽车有节能、低噪声、低震动等优点,但其续航能力以及不完善的充电设施却一直备受诟病,如何提高电动汽车的续航能力,改善充电条件,对电动汽车行业的发展有着重要的意义。新能源电动汽车,以电力作为能源,以蓄电池作为储能元件,向电机提供电力,驱动汽车行驶,随着蓄电池中电能的消耗,需要周期性向蓄电池充电以补充电能。电动汽车相对于传统汽车而言,采用的电控系统在结构上简化了机械传动系统,节省了汽车内部空间,为安装车载发电机提供了必要的空间条件。车载风力发电机产生的电能即可供车内电子设备使用,也可对蓄电池充电,可以在一定程度上延长蓄电池的充电周期,减少充电次数。风力发电机经过多年的发展,目前结构各异,种类繁多,选择何种类型、何种功率的风力发电机作为车载使用是至关重要的一步。风力发电机按旋转轴分类,可以分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。其中水平轴风力发电机最为常见,中、大型风力发电站普遍使
用此类型的发电机,水平轴风力发电机具有风能利用率高的优点,但其占用空间较大、控制调节系统复杂,不适用于在汽车中安装使用。而垂直轴风力发电机具有占用空间小、可多角度受风、启动风速小、维修保养简单等优势,故考虑采用垂直轴风力发电机作为车载风力发电机。
        2现阶段安全管理政策措施
        国家行业主管部门非常重视新能源汽车的安全管理。2016年,工信部发布通知要求进一步做好新能源汽车推广应用安全监管工作,提出4个方向的要求,分别是提升产品的质量安全水平,建立健全企业的监测平台,提高售后服务能力,做好产品的质量检查工作。在监控监管方面构建了新能源汽车监控平台三级体系分别是企业平台、地方平台以及国家平台,每个平台各司其职,共同构成新能源汽车安全运营保障体系。国家要求地方政府贯彻执行新能源汽车工作联席会议制度,牵头部门加强组织领导、加大安全监管力度,建立健全地方的监测平台,及时发现安全隐患,完善安全事故的处理机制,对出现的安全问题要及时启动调查研究。在开展的安全隐患排查工作要求中,工信部进一步指出企业平台要完善各项功能设置承担安全预警的工作任务。在标准引导上,电池管理方面有QC/T897-2011《电动汽车用电池管理系统技术条件》;充电方面有GB/T27930-2015《电动汽车非车载传导式充电机与
电池管理系统之间的通信协议》;监控方面有GB/T32960.3-2016《电动汽车远程服务不管理系统技术规范第3部分:通信协议及数据格式》;电池单体方面有GB/T31485-2015《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》;电池系统方面有GB/T31467.3-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部分:安全性要求与测试方法》,另外还有政策性的技术规范《电动客车安全技术条件》,在未来,部分推荐性标准即将转成强制性标准,如基于GB/T31485以及GB/T31467.3将转成GB《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》,基于《电动客车安全技术条件》将转成GB《电动客车安全要求》,并且还有新的GB《电动汽车安全要求》。这些强制性标准也即将正式发布实施。
        3新能源汽车的发展趋势
        电动汽车与传统的汽车相比,由原先的汽油、柴油改成了电力作为能源供应,发动机也将替换成电动机,目前电动汽车主要有三种类型:燃料电池电动汽车(FCEV)、混合动力电动汽车(HEV)以及纯电动汽车(BEV)。而目前较为普及的电动汽车仍是纯电动汽车,早期的纯电动汽车常常因为一次充电的行驶距离短而受限,由于电动汽车在供电不足方面的缺陷,早期的电动汽车并没有得到广泛推广。随着之后技术的研发与突破,将发动机控制与混合动力控制单元相结合,增程式电动汽车的诞生在一定程度上解决了电动汽车在行驶里程
方面遇到的问题,为未来电动汽车的演进与兴起奠定了基础。由于电动汽车与汽油、柴油汽车相比,在一定程度上减缓了环境污染和石油资源紧缺问题,因此全球范围内一些综合国力较强的国家都在电动汽车的技术研发方面不断探索。由于电动汽车在行驶的速度与距离方面取决于电池的储存容量,因此电动汽车的普及与发展很大程度上与电池技术水平的提升有关。如今全球都在面临着资源枯竭和环境污染的问题,因此开发绿燃料,发展新能源汽车必将受到各国的重视。就我国而言,在电动汽车发展方面,我国的电池技术水平已经有了较大突破,为今后燃气汽车的发展道路奠定了基础;在氢动力汽车发展方面,虽然进行多次尝试,但在氢气提纯方面还是存在较大障碍,因此氢动力汽车未来发展方向仍会以氢气的纯度以及安全系数为主;在燃气汽车发展方面,我国已经出台一些有关燃气汽车推广的政策,并且随着燃气加注站点的设立与普及,燃气汽车将在未来新能源汽车中占有较大比重。
        结语
        随着电动汽车行业的发展,电动汽车作为分布式移动存储器在给电力系统中不同代理带来好处的同时,也带来了新的挑战。本文讨论了VPP运营商在参与日前能源和备用市场的配置问题,计及风力发电机和停车场。针对电动汽车的不确定性建模,提出了一种新的方法,通过VPP技术,将电动汽车的存储容量与风电生产结合起来,参与日前市场和备用市场。由
于VPP与常规电厂的主要区别在于不确定性的来源较多,因此,考虑了所有来源的不确定性,并使用基于RWM的方法来建立适当的场景,包括日前市场和备用市场的价格、风电产量和电动汽车行为的不确定性。不仅考虑了电动汽车容量的不确定性,而且在提出的方法中,考虑了它们的到达时间和分解时间、电池剩余能量以及总体不确定性。最后总结了一个随机优化方案,并通过算例验证了所提出的方法能有效地用于具有风力发电和停车场的VPP情况下,可容纳电动汽车,以优化调度日前市场的能量。
        参考文献
        [1]张书桥.电动汽车发展现状及前景分析[J].电气时代,2019(9):7-10.
        [2]达世亮.新能源汽车发展对制造工艺与装备的影响[J].汽车工艺师,2016(1):19-23.