摘 要:该文研究分析了电动汽车产业发展所面临的瓶颈以及电能供应模式,并对3种电能供应模式进行比较,确立了快速换电为主的电动汽车电能供应模式。在快速换电模式下,阐述了电动汽车充换电设施服务网络的建设。
中图分类号:TM921.1 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)03(b)-000-02
目前全球气候变暖、能源短缺、生态环境恶化等问题日益严峻,为了保护环境和保障能源供给,各国政府不惜投入大量人力、物力寻求解决这些问题的途径。电动汽车以电代油,具有高效率、零排放、低噪音等显著优点,是促进节能减排、发展低碳经济、解决能源短缺和环境污染的主要手段。
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1 认识与探索
当前电动汽车产业发展面临以下两个方面的瓶颈。
(1)电池技术发展的瓶颈。在电动汽车传统充电模式下,电动汽车以整车带电池的方式销售,由于电池寿命和成本的限制,造成电池价格居高不下,进而拔高了整车价格,导致不能实现规模生产和销售,进入“恶性”循环。
(2)充电基础设施建设的瓶颈。充电基础设施困境在于按照传统的方式进行布点、充电,单位土地面积利用效率低下,单位面积投资比较昂贵,收回成本较难,很难实现持续发展,导致电动汽车电能补给困难,影响电动汽车的推广和普及。
上述瓶颈导致电动汽车推广困难,保有量少。而由于保有量少,导致电池与充电设施因无法产生规模效益而不能快速发展,形成了一个“困境循环”翼豹sti。如图1所示,即传统的充电模式导致整个电动汽车产业的矛盾相互纠结,互相牵制,难以突破,严重阻碍了电动汽车产业的发展。
鉴于电动汽车产业发展面临的困境,迫切需要一个全新的电能供给模式来打破这个“困青年莲花汽车
境循环”,以解决电池成本高和充电基础设施建设难的问题。
2 电能供给模式研究
目前电动汽车电能供给模式主要有以下三种模式。
(1)直流快充:通过大功率充电机直接对电动汽车上的电池进行充电,充电电流大、速度快,通常1~3h左右可完成充电。但快速充电对电池的寿命影响很大,需占用整车停车位,对充电站用地要求高,建设难度大。另外,由于整车充电功率较大,大量采用对电网影响较大。
(2)交流慢充:通过交流充电桩,并经由电动汽车车载充电机进行充电。充电电流小,充电速度慢。根据电池与车载充电机容量的不同,通常充电时间在6~12 h左右。可利用停车位配套设置,一般不需要单独占用场地。但慢速充电时间长,用户需等待较长时间,电池缺乏统一的维护和管理,影响电池寿命。此外,分散式充电桩的建设数量达到一定规模后,对电网的负荷及电能质量有影响且较难控制。勇士汽车
(3)快速换电:通过充换电站集中对标准电池进行充电,并为电动汽车用户快速更
换电池。更换时间通常在3~5 min。快速更换电池方式在充电时间、电池流通管理、充电安全等方面具有明显优势。该模式是由充换电站统一管理电池,使电池得到定期检修和维护,充分发挥电池的使用寿命,提高利用率,减少用户的维护负担。充电站可以有效利用低谷时段对电池进行统一充电,对电网起到了良好的削峰填谷的作用。
3 充换电设施建设
下调油价 由表1可知,快速换电、交流慢充、直流快充三种电动汽车电能供给模式中,快速换电模式的综合性能较优。而快速换电模式的载体是电动汽车动力电池,通过动力电池的流转,电动汽车充换电设施的建设将形成大型集中充电站、充换电站、电池配送站三层服务网络,如图2所示。
3.1 集中充电站
集中充电站作为智能充换电服务网络的重要组成部分,它是电池更换业务的基础。在电池更换业务模式下,集中充电站以标准电池模块集中充放电为核心,在电网低谷时对标准电池模块充电、高峰时能源反馈电网,完成标准电池模块向充换电站、电池配送站的统
一配送,以及标准电池模块保养、维护、仓储等任务。集中充电站根据充电电池的技术规格和相关标准对电池进行集中检测,计量电池集中充换电的电量,并能够与电网进行电量和电费结算。集中充电站一般不面对最终客户,而是作为对电池集中充电的“工厂”,回收电能已经耗尽的电动汽车动力电池,再对动力电池进行充电,完成后通过物流网终端将充满电的汽车电池配送到各个充充电站、电池配送站以及各个代理点。
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