电动汽车四种充电方式简述

电动汽车四种充电方式简述
电动汽车四种充电方式简述

四种电动汽车充电方式的区别

车载充电

常规充电即是采用随车配备的便携式充电设备进行充电,可使用家用电源或专用的充电桩电源。充电电流较小一般在16-32A左右,电流可直流或者两相交流电和三相交流电,因此视乎电池组容量大小充电时间为5至8小时。

常规充电模式缺点非常明显,充电时间较长,但其对充电的要求并不高,充电器和安装成本较低;可充分利用电力低谷时段进行充电,降低充电成本;更为重要的优点是可对电池深度充电,提升电池充放电效率,延长电池寿命。因充电时间较长,可大大满足白天运作,晚上休息的车辆

地面充电(快速充电)

顾名思义为能快速充满电的充电方法,通过非车载充电机采用大电流给电池直接充电,使电池在短时间内可充至80%左右的电量,因此也称为应急充电。快速充电模式的代表为特斯拉超级充电站。快速充电模式的电流和电压一般在150~400A和200~750V,充电功率大于50kW。此种方式多为直流供电方式,地面的充电机功率大,输出电流和电压变化范围宽。

快速充电的充电速度非常高,其充电时间接近内燃机注入燃油的时间。可是其充电方法是采用脉冲快速充电。脉冲快速充电的最大优点为充电时间大为缩短;且可增加适当电池容量,提高启动性能。可是脉冲充电电流较大充电设备安装要求和成本非常高。并且快速充电的电流电压较高,短时间内对电池的冲击较大,容易令电池的活性物质脱落和电池发热,因此对电池保护散热方面要求有所更高的要求,并不是每款车型都可快速充电。无论电池再完美,长期快速充电终究影响电池的使用寿命。

快速充电模式实质上为应急充电模式,其目的是短时间内给电动汽车充电。总体使用层面来说,并不建议常使用快速充电模式进行充电。而且快速充电模式仅部分车型支持。

机械充电

除了常规的直接给车辆充电外,还可以采用更换动力电池的方式给电池充电。即在动力电池电量耗尽时,用充满电的电池组更换电量过低的电池组。将电池组从车上更换下来的方式有:纯手动形式、半自动形式和机械人更换三种模式。

更换电池集成了常规充电模式和快速充电模式的优点。更换电池的充电模式最大的限制是各大厂商需要统一电池规格,大小等标准,并且无法保证每块电池组的性能一致,从而制约其发展。还有一个更为重要的原因是,该市场被国家电网所垄断,没有竞争对手,导致换电池充电模式得不到应有的发展。

无线充电模式

无线充电模式即无需通过电缆来传递能量,采用电磁感应、电场耦合、磁共振和无线电波等方式进行能量的传递。采用无线充电模式,首先需要在车上安装车载感应充电机。车辆的受电部分与供电部分没有机械链接,但需要受电体与供电体对接较为准确。

受制于技术成熟度和基础设备的限制,无线充电技术暂时没有大批量产应用。业内主流的无线充电技术主要采用电磁感应和磁共振方式传递电能,但磁共振方式充电效率更加高,而且电磁辐射强度更低,比手机通话时强度要小,更重要一点送电线圈与受电线圈无需非常对齐,这一点是电磁感应所不及的。

无线充电模式未来应用的前景无法估量,未来将能边走边充电,电能可能来自于路面铺装的供电系统,或者来自于汽车上接受的电磁波能量

小结

现阶段每一种充电模式都有明显短板,无论何种充电模式,最终的目的是让车辆可以更高效去行驶更远路程。若能解决充电模式的问题,电动车的发展便更上一个台阶。

【CN109978240A】一种电动汽车有序充电优化方法及系统【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910181112.4 (22)申请日 2019.03.11 (71)申请人 三峡大学 地址 443002 湖北省宜昌市西陵区大学路8 号 (72)发明人 程江洲 王劲峰 李君豪 谢诗雨  唐阳 熊双菊  (74)专利代理机构 宜昌市三峡专利事务所 42103 代理人 成钢 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06N 3/12(2006.01) (54)发明名称一种电动汽车有序充电优化方法及系统(57)摘要本发明公开了一种电动汽车有序充电优化方法,该充电优化方法所采用的充电优化系统包括处理模块、通信模块、信息获取模块和功率选择模块,信息获取模块和功率选择模块分别经通信模块与处理模块连接,信息获取模块和功率选择模块分别与电动汽车连接。本发明建立优化模型,以小区变压器功率峰谷差最小化作为优化目标构筑目标函数,以不超过变压器额定功率作为约束条件,采用莫楞贝突变遗传算法对电动汽车的充电时间进行求解,得到每辆电动汽车的最佳接入时间。本发明通过智能算法合理的安排每辆电动汽车的充电负荷,在不改变变压器现有容量下满足大量电动汽车用户的充电需求;有效的降低变压器输出功率峰谷差,减小电网运行的风 险。权利要求书2页 说明书5页 附图3页CN 109978240 A 2019.07.05 C N 109978240 A

1.一种电动汽车有序充电优化方法,其特征在于,该充电优化方法所采用的充电优化系统包括处理模块、通信模块、信息获取模块和功率选择模块,信息获取模块和功率选择模块分别经通信模块与处理模块连接,信息获取模块和功率选择模块分别与电动汽车连接,电动汽车有序充电优化方法具体步骤如下, 步骤1:当电动汽车接入充电桩时,获取电动汽车的接入时间、剩余电量和用户期望电量充满时间; 步骤2:根据所获得的剩余电量信息选择充电功率; 步骤3:根据当前小区的用户用电负荷信息、光伏发电输出功率信息和电动汽车充电负荷相关信息,建立优化模型,以小区变压器功率峰谷差最小化作为优化目标构筑目标函数,以不超过变压器额定功率作为约束条件,采用莫楞贝突变遗传算法对电动汽车的充电时间进行求解,得到每辆电动汽车的最佳接入时间; 步骤4:根据莫楞贝突变遗传算法求解结果,作出相应的用电负荷曲线。 2.根据权利要求1所述的电动汽车有序充电优化方法,其特征在于,所述采用莫楞贝突变遗传算法对电动汽车的充电时间进行求解,具体步骤如下, 步骤1:生成初始种群,Np为种群中个体数量,设置总迭代数、总变异数; 步骤2:随机选择2个个体进行交叉,若交叉后优于亲本则进行替换; 步骤3:交叉数增加1,迭代数增加1; 步骤4:判断交叉数是否不小于N p /2; 步骤4.1:若交叉数小于N p /2,则执行步骤2; 步骤4.2:若交叉数大于等于N p /2,则执行步骤5; 步骤5:根据适应度来分配总群; 步骤6:随机选择个体进行变异,若变异后优于亲本则进行替换; 步骤7:变异数增加1,迭代数增加1; 步骤8:判断变异数是否大于等于总变异数; 步骤8.1:若变异数大于等于总变异数,则执行步骤9; 步骤8.2:若变异数小于总变异数,则执行步骤6; 步骤9:根据适应度来分配总群; 步骤10:判断是否达到总迭代数; 步骤10.1:若未达到总迭代数,则执行步骤2; 步骤10.2:若达到总迭代数,则结束。 3.根据权利要求2所述的电动汽车有序充电优化方法,其特征在于,所述莫楞贝突变遗传算法的变异采用的变异算子如下 m 'i =m i ±range i ·γ,a i <m i <b i (1) 式中m i 为要突变的参数,m 'i 为莫楞贝突变的结果参数,range i 为突变范围; 式中γ为突变概率,αk ∈{0,1}, 其中概率权 利 要 求 书1/2页2CN 109978240 A

电动汽车充电技术国内外研究现况及发展趋势

电动汽车充电技术国内外研究现况及发展趋势 班级: 姓名: 学号:

摘要:对国内外电动汽车、电动汽车充电技术及规划布局等方面现状进行了研究,并对电动汽车充电需求进行了分析。介绍了国内外电动汽车充电设施的发展状况,对未来我国电动汽车发展前景进行了初步研究,提出积极推动电动汽车充电设施建设应是电网企业义不容辞的责任以及未来发展机遇。 关键词:电动汽车充电技术研究现状发展趋势 1.前言 电动汽车是全部或部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车,按照目前技术的发展方向或者车辆驱动原理,可划分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车三种类型。近年来,我国电动汽车行业取得了快速发展,攻克了一系列关键技术难题,在部分领域已实现了与日美欧等国同步发展。目前我国发展电动汽车已具有消费市场规模大、制造成本低、技术取得局部突破、资源保障能力强的四大优势。在技术突破和政策扶持的双重刺激下,我国电动汽车已处于市场引爆的临界点,预计未来两年电动汽车的市场规模和生产规模将迅速扩大,电动汽车将进入快速成长期。电动汽车充电设施是电动汽车产业链的重要组成部分,在电动汽车产业发展的同时还应该充分考虑充电设施的发展。 1 电动汽车充电的基本方式 目前常用的电动汽车充电方式有慢充、快充和快换三种: (1) 慢充方式。慢充一般以较小交流电流进行充电,充电时间通常为6~10 h,慢充方式一般利用晚间进行充电,充电时可以采用晚间低谷电价,有利于降低充电成本,但是难以满足使用者紧急或者长距离行驶需求。慢充一般采用单相220V/16A 交流电源,通过车载充电器对电动汽车进行充电,车载充电器可采用国标三口插座,基本不存在接口标准的问题。电动汽车慢充一般通过充电桩进行。 (2) 快充方式。快充又称应急充电,以较大直流电流在20 min 至1 h 内,为电动汽车提供短时充电服务,快充方式可以解决续航里程不足时电能补给问题,但是对电池寿命有影响,因电流较大,对技术、安全性要求也较高。快充的特点是高电压、大电流,充电时间短(约1 h)。目前,这种充电方式的充电插口的针脚定义、电压、电流值、控制协议等均没有国家标准,也没有国际标准,已投入使用的充电机和电动车电池充电插口均由各生产厂家自定,世界各国都在积极争夺标准的制订权,各大电动汽车厂家也纷纷抢先投放产品,抢占市场、提高占有率,试图使多数充电站不得不采用其充电设备,从而成为事实标准。快充方式主要在充电站中进行。 (3) 快换方式。快换则是通过直接更换车载电池的方式补充电能,换电时间与燃油汽车加油时间相近,大约需要5~10 min。快换方式最为便捷,但是需要电动汽车和车载电池实现标准化,而且快换过程中需要专业人员进行操作。快换可以在充电站也可在专用电池更换站完成。这种方式的优点是电动车电池不需现场充电,更换电池时间较短,但要求电池的外形、容量等参数完全统一,同时,还要求电动汽车的构造设计能满足更换电池的方便性、快捷性。 2 国外电动汽车充电设施发展状况

基于嵌入式系统的电动汽车交流充电桩设计

2012年8月15日第35卷第16期 现代电子技术 Modern Electronics Techniq ueAug .2012Vol.35No.16 基于嵌入式系统的电动汽车交流充电桩设计 范晓燕1,丁立波1,马河祥1,张文会2 (1.南京理工大学,江苏南京 210094;2.河南远大电力设备有限公司,河南济源 454650 )摘 要:交流充电桩是电动汽车充电系统的主要设备之一。在此以基于Cortex-M3内核的微处理器为核心,结合嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ,完成了电动汽车交流充电桩的设计与实现。对系统各个硬件模块的原理和结构进行了描述,并详细阐述了应用软件的任务优先级安排和各任务之间的关联性设计。该交流充电桩工作稳定、计量准确、操作简单、安装布设方便, 系统的可扩展性强,且已通过相关机构鉴定。关键词:电动汽车;交流充电桩;嵌入式系统Cortex-M3;μ C/OS-Ⅱ中图分类号:TN911-34;TM92 文献标识码:A 文章编号:1004-373X(2012)16-0178- 03Design of AC charging  point for electric vehicles based on embedded systemFAN Xiao-yan1,DING Li-bo1,MA He-xiang1, ZHANG Wen-hui 2 (1.Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094,China;2.Henan Yuanda Electric Power Equipment Co.,Ltd.,Jiy uan 454650,China)Abstract:AC charging point is one of the main devices for electric vehicle charging system.This paper completes the de-sign and implementation of AC charging point,for which a microprocessor based on Cortex-M3as the core is adopted and aembedded real-time operating systemμC/OS-Ⅱis combined.The principle and structure of each hardware module are de-scribed in detail.The arrangement of priority and interconnection design of each task of the application software is elaborated.The test results show that the AC charging point has the features of stable operation,accurate measurement,simple manipu-lation,convenient installation and good scalability .Keywords:electric vehicle;AC charging point;embedded system;Cortex-M3;μ C/OS-Ⅱ收稿日期:2011-02- 26 汽车是现代生活中不可或缺的交通工具, 但随着能源危机和环境污染问题日益严峻,传统燃油汽车的发展面临着越来越大的压力。电动汽车凭借其在环保和节能等方面的优势,已成为汽车工业发展的必然趋势。然而,电动汽车要想得到快速广泛的普及,便捷高效的电能补给网络建设是重要的前提之一。充电系统为电动汽车运行提供能量补给,是电动汽车的重要基础支撑系统,也是 电动汽车商业化、 产业化过程中的重要环节[1 ]。交流充电桩是指固定安装在电动汽车外,与交流电网连接,为电 动汽车车载充电机提供交流电源的供电装置[ 2 ]。1 总体方案设计 本文研制了一种落地式交流充电桩,外观如图1所示,该交流充电桩安装方便,使用简单,可布设于充电站、 停车场等室内或室外场所。1.1 功能需求分析 首先,作为电动汽车电能补给装置,系统必须采取必要的安全防护措施,向车载充电机可靠地输出高质量的交流电能,同时保障操作人员及设备的电气安全。其次,准确的电能计量及收费是系统的基本功能,要满足 分时段多费率的使用要求。最后,一个友善的人机接口界面及便捷的操作流程设计,能够给用户留下愉快的使用体验,从而使产品更容易为市场所接受。1.2 模块化结构设计 根据交流充电桩的功能需求,对系统进行了模块化设计, 包括交流输入控制模块、交流输出控制模块及中央管理模块,如图1所示 。 图1 交流充电桩结构框图 各模块主要实现的功能如下: (1 )交流输入控制模块。实现交流电能的计量,交流供电控制,电气安全防护等。(2 )交流输出控制模块。实现充电电缆连接判断,与车载充电机进行通信。 (3)中央管理模块。实现人机交互、用户身份识别、计量收费、数据管理和通信、交流输入/输出模块控制,以及故障诊断等功能。

一张图秒懂电动汽车充电接口及通信协议新国标概要

一张图秒懂电动汽车充电接口及通信协议新国标 截至2015年底,全国已建成充换电站3600座,公共充电桩4.9万个,较上年增加1.8万个,同比增速58%。 作为实现电动汽车传导充电的基本要素,电动汽车充电用接口及通信协议技术内容的统一和规范,是保证电动汽车与充电基础设施互联互通的技术基础。 2015年12月底,质检总局、国家标准委、国家能源局、工信部、科技部等部门联合在京发布了新修订的《电动汽车传导充电系统第1部分:一般要求》、《电动汽车传导充电用连接装置第1部分:通用要求》、《电动汽车传导充电用连接装置第2部分:交流充电接口》、《电动汽车传导充电用连接装置第3部分:直流充电接口》、《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》等5项电动汽车充电接口及通信协议国家标准。新标准于2016年1月1日起正式实施。 新标准有何亮点? 此次5项标准修订全面提升了充电的安全性和兼容性。在安全性方面,新标准增加了充电接口温度监控、电子锁、绝缘监测和泄放电路等功能,细化了直流充电车端接口安全防护措施,明确禁止不安全的充电模式应用,能够有效避免 发生人员触电、设备燃烧等事故,保证充电时对电动汽车以及使用者的安全。 在兼容性方面,交直流充电接口型式及结构与原有标准兼容,新标准修改了部分触头和机械锁尺寸,但新旧插头插座能够相互配合,直流充电接口增加的电子锁止装置,不影响新旧产品间的电气连接,用户仅需更新通信协议版本,即可实现新供电设备和电动汽车能够保障基本的充电功能。交流充电占空比和电流限值的映射关系与国际标准兼容,并为今后交流充电的数字通信预留拓展空间。 新标准有何意义? 目前,我国电动汽车直流接口、控制导引电路、通信协议等国家标准与美国、欧洲、日本并列为世界4大直流充电接口标准。

电动汽车充电技术探讨

电动汽车充电技术探讨 武汉电动汽车示范运营有限公司赵红荣熊建斌 摘要:电动汽车充电分为常规充电模式、快速充电模式和更换电池组三种模式,在不同的运行模式下选着相应的充电模式。充电机对蓄电池充电应具有充电快速化、充电通用化、充电智能化、电能转换高效化、充电集成化等要求。 关键词:电动汽车充电;充电模式;充电技术;绿色充电站 引言:目前我国电动汽车研究已取得阶段性成果,电动汽车是一种非常理想的中速和短途的日常公共交通工具,电动汽车的应用有效地解决了能源和环境两大难题,因此,在我国有着得天独厚的发展条件和广阔的应用前景。根据欧美和日本等先进国家的经验,在进行电动汽车的开发和制造的同时,必须研究开发电动汽车与之相适应的公共充电站和进行电动汽车示范工程建设,为电动汽车的推广使用积累经验。为了作好这项工作,就必须进行电动汽车充电机(站)及其充电管理系统的研究与开发。 随着电动汽车研究的深入,对于电动汽车用电池充电机(站)有了一定的需求,在电动汽车大范围推广应用后,存在着对电池包中电池模块充电的技术要求,因为很大程度上影响电动汽车的运行质量是电池使用寿命过低、电池容量充不足等诸多问题造成,而这些问题与使用中电池安装配置和充电方法的选择即电池组与充电机的匹配、电池包中电池模块间性能一致性差异太大、运行和充电过程中电池的管理都有密切关系,故电动汽车蓄电池充电机(站)就必须达到一定的标准、规模和技术管理,而且同时还要考虑到充电机(站)对电网的影响,所以研究大规模电动汽车充电技术就具有极其重要意义。本文着重探讨电动汽车充电方式的选择。 一、电动车的充电模式的比较 不同种类的动力电池具有不同的充电属性,充电方式必须与电池的充放电曲线进行匹配,最佳充电属性在0.1C~0.3C之间变化。电池系统额定电压相同的情况下,最高充电电压由于电池种类、结构形式上的区别也体现出一定的差别。对于不同种类的电池,充电方式及电控制和管理策略也不同,因此应根据电池的特性来确定不同的充电方法。 由于电动汽车动力电池组的技术和使用特性的不同,电动汽车的充电模式存在一定的差别。通常有常规充电、快速充电和更换电池组三种充电模式。 (1)常规充电模式 常规充电是指采用小电流(0.1C~0.3C)在较长的时间内对蓄电池进行慢速充电,这种充电又叫普通充电。常规蓄电池均采用小电流的恒压恒流三段式充电,一般充电时间为10~12小时,最长可达15小时。 ●常规充电的优点: 1)充电器和安装成本较低,便于实现车载; 2)可充分利用电力低谷时段进行充电,降低充电成本,保证充电时段电压相对稳定; 3)充电设施体积小可携带,便于车辆在停车场以外的地方充电。 ●常规充电的缺点:

电动汽车不同充电方式优缺点分析

快充,慢充,换电三种加电方式各自优缺点下述文字将从多角度论述三种加电模式的优缺点。 ①交流慢充 蓄电池在放电终止后,应立即充电(在特殊情况下也不应超过24 h),充电电流相当低,约为15 A,这种充电叫做常规充电(普通充电)。常规蓄电池的充电方法都采用小电流的恒压或恒流充电,一般充电时间为5~8 h,甚至长达10~20 h。这种充电方式是利用车载充电器,接220V交流电即可,常规充电模式的优点为: ·尽管充电时间较长,但因为所用功率和电流的额定值并不关键,因此充电器和安装成本比较低;目前国内厂商提供的充电桩价格在每个2.5万人民币左右,一旦市场形成规模化,成本可以控制在每个5000人民币以内。 ·可充分利用电力低谷时段进行充电,降低充电成本; 目前,我国发电量和装机容量均已居世界第二位。2010年中国电力装机容量达到8亿千瓦,电网的高峰负荷增长很快,峰谷差逐年拉大,造成发电资源的很大闲置。电动汽车依靠充电桩可以夜间低谷充电电(北京电网峰谷差达40% ),有利于改善电网运行质量,减少电网为平衡峰谷差投入的费用,可以说基本上不增加电网的负荷,汽车和电网双赢。 ·可提高充电效率和延长电池的使用寿命。 常规充电模式的主要缺点为充电时间过长,当车辆有紧急运行需求时难以满足。而且中国城市的建筑密度也无法满足电动汽车对充电

桩的需求,中国城市建筑结构已高楼为主,地面停车场数量有限,这样会造成有车充不上电的情况。这种充电模式通常适用于设计电动汽车的续驶里程尽可能大,需满足车辆一天运营需要,仅仅利用晚间停运时间充电; ②直流快充 常规蓄电池的充电方法一般时间较长,给实际使用带来诸多不便。快速充电电池的出现,为纯电动汽车的商业化提供了技术支持。快速充电又称应急充电,是以较大电流短时间在电动汽车停车的20 分钟(min)至2 小时(h)内,为其提供短时间充电服务,一般充电电流为150~400 A。 快速充电模式的优点为: ·充电时间短; 但是,相对常规充电模式,快速充电也存在一定的缺点: ·“快充”并不快,而且降低电池使用寿命 由于受电池技术影响,目前电动汽车使用最多的就是锂电池。锂元素是比钠还要活跃的金属元素之一,快充易使锂元素太过活跃,从而使电池中的电解液发生沉淀,产生气泡现象,也就是平常人们所看到的电池身上易凸起“小包”,摸上去有手感发热等情况,严重的会导致电池爆炸等安全事故。因此充电电流不宜过大,目前市面上各大厂商都在鼓吹其电动汽车快速充电时间在10分钟左右,以目前技术来看都不现实,以BYD E6纯电动汽车为例,这款电动汽车采用磷酸铁锂电池,其快速安全充电模式充电时间仍然需要2个小时。

最新电动汽车传导式充电接口(QCT841—2010)

本标准规定了电动汽车传导式充电接口的术语与定义、技术参数、充电模式、分类及功能定义、结构尺寸、性能要求、试验方法和检验规则。2010-11-22发布,2011-03-01 本标准的附录A和附录B为资料性附录,附录C为规范性附录。 本标准由全国汽车标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位:天津清源电动车辆有限责任公司、中国电力科学研究院、中国汽车技术研究中心、深圳市比亚迪汽车有限公司、奇瑞汽车股份有限公司、安费诺精密连接器(深圳)有限公司、苏州工业园区多思达科技有限公司、北京交通大学、北京理工大学、河南天海电器有限公司。 本标准主要起草人:赵春明、吴志新、贾俊国、孟祥峰、张建华、李庆、李磊、周光荣、王震坡、姜久春、尹家彤、辛明华、方运舟、刘桂彬、武斌、吴尚洁、左海清。 电动汽车传导式充电接口 Electric vehicle conductive Charge coupler 1 范围 本标准规定了电动汽车传导式充电接口的术语与定义、技术参数、充电模式、分类及功能定义、结构尺寸、性能要求、试验方法和检验规则。 本标准规定了两种充电接口,一种是为车载充电机提供交流电能的接口,另一种是为电动汽车提供直流电能的接口。 本标准适用于电动汽车用的交流额定电压为220V和直流额定电压不超过750V 的充电电缆和电动汽车连接侧的传导式充电接口,充电电缆与非车载充电设备或交流供电设备之间的传导式充电接口可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款,通过在本标准中引用而成为本标准的部分条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然

电动汽车充电站规划优化研究

电动汽车充电站规划优化研究 发表时间:2019-05-16T11:44:06.193Z 来源:《电力设备》2018年第33期作者:周天红张鸣夏晖 [导读] 摘要:随着电力市场逐渐开放,提高电动汽车充电站的市场竞争力可促进电动汽车长远健康发展,其中用户对于充电服务的满意度成为影响因素。 (国网浙江省电力有限公司温州供电公司浙江温州 325000) 摘要:随着电力市场逐渐开放,提高电动汽车充电站的市场竞争力可促进电动汽车长远健康发展,其中用户对于充电服务的满意度成为影响因素。目前来电动汽车充电站规划不完善,车主无法快速充电是其使用和发展的最大问题。所以对于城市电动汽车充电站的建设和规划是目前我们国家电力交通改革的重要方面。对电动汽车充电站的布局规划进行分析,希望可以有效地对电动汽车充电站实现更加科学合理的规划提供相应的帮助。 关键词:电动汽车;充电桩;规划;措施 1导言 电动汽车是一种集绿色、环保、便捷于一身的交通工具,它的优势在于其本身具有节能、环保等优点。在我国大范围的推广和运用电动汽车有利于解决我国能源短缺和环境污染等问题,而电动汽车充电站可以为电动汽车大规模快速发展提供保障和动能支撑。充电站作为电动汽车推行和发展的基础设施,所以科学的规划充电站的布局对我们国家电动交通工具的推广起着十分重要的作用。 2电动汽车充电站规划的多方需求分析 2.1投资方需求 作为电动汽车充电站建设运营的投资方,投资运营的经济性是其考虑的主要因素,也是电动汽车充电站规划的目标之一。合理的电动汽车充电站规划方案不仅使得投资方获得经济收益,还能促进电动汽车市场的良性循环,吸引更多的社会资本投入到电动汽车市场中,加快电动汽车产业的发展。因此,电动汽车充电站的规划需满足投资方的利益诉求,应考虑充电站的运行收益、投资建设成本、运行维护成本以及充电站接入配网系统后引起的网络损耗成本,所以考虑投资方需求的充电站规划需尽量地提高运行收益,减少各项成本。 2.2电网运营方需求 电动汽车充电站规划必须保证电网运行的安全性、供电的可靠性以及电能的质量。通过对电动汽车充电站对配电网的影响分析,可以发现电动汽车充电站的建设会导致电动汽车的聚集充电,此行为将影响配电网负荷平衡,造成部分地区负荷紧张,同时电动汽车充电行为所导致负荷的时间分布与叠加将加重配电网负荷峰谷差。此外,电动汽车充电站的接入也将对电网节点电压造成影响,降低电能质量,影响用户正常用电。因此,对于电网运营方,电动汽车充电站的规划必须以电网安全运行为前提,在此前提下考虑充电站建设的投资经济性。 2.3用户方需求 对于电动汽车的使用者来说,电能就是他们所购买的产品。电能作为一种特殊商品,除了要求保证满足用户的商品质量和需求量以外,其用户使用体验的满意度也是十分重要的。令人满意的使用体验不仅会增加用户的回购率,还促进该产品的普及。因此,电动汽车充电站的规划需满足电动汽车用户的负荷需求和提高用户对于充电服务的满意度。该满意度一方面从用户充电服务所消耗的时间来考虑,另一方面从用户充电路上的电能损耗成本来考虑。 3电动汽车充电站的规划现状 随着国家发展新能源的战略逐渐开始实施,我们国家的电动汽车使用数量在逐年增加,电动汽车的使用一方面可以从油气的燃料上进行节省,最重要的一方面是可以进一步减轻环境污染的压力。尤其是近年来,电动汽车在促进节能减排、防治大气污染等方面都有着十分显著的成效。然而电动汽车的使用必然会有自身发展的困难方面,目前来电动汽车充电站规划不完善,车主无法快速充电是其使用和发展的最大问题。所以说电动汽车充电站的建设和规划就成为了城市建设规划的重要一方面。国家大力推进充电设施建设、解决电动汽车充电难题,是发展新能源汽车产业的重要保障,也是建设绿色环境的重要工作。但是,任何事物的发展都必然面临着很多问题,针对新能源电动汽车充电站建筑设施的相关建设规划标准还尚未确立,对于充电站的布局更是随着电动汽车的增多出现混乱的现象,在城市建设的各项设施当中电动汽车充电设备随处可见,针对充电站的设计、施工、监理等一线技术人员在实际工作中的随意性较大,反而不利于充电站工程的质量把控和规范管理,所以说我们国家在电动汽车充电站的整体布局和规划上仍需要制定科学的规范标准。 4电动汽车充电站规划优化 4.1区域电动汽车参数模型 在进行电动汽车充电站规划的过程中,应该将其按照多个区域来进行划分,再在每一个区域中对充电站的址权进行其系数的设置,进而实现对用户充电的需求以及配网负荷的要求的满足,进而实现电动车充电站的目标模型的建立,对其运营以及实际的收益加以规划。按照模型,将每一个区域内电动汽车的规模以及最优的站址进行计算,从而实现电动汽车充电站的规模区域规划方案的获得。对负荷进行预算,是将负荷的现状以及历史的资料加以收集和整理,再将科学的方法加以良好利用,从发展的规律加以预算,从而实现对负荷进行未来发展的趋势预算。假设N是电动汽车在规划区域的总量,有充电需求的电动汽车站平均每天总量的1%,则电动汽车在布局规划内的数量是: 其中,充电机在常规充电站中的数量用n表示,通常是6;单台充电机平均功率用β表示。以等面积的方法,以充电的数量为依据,把规划区域进行Ncharge个区域的划分,并在每一个区域进行充电站的建立。区域内不同的居民负荷将会对电动汽车的数量造成不同的影响,所以如果充电站有着一样的规模,就会导致资源的浪费或者供不应求的情况发生。 4.2优化充电站管理方式 根据电动汽车的地域分布情况,优化充电站的管理方式以确保服务的最大化是城市建设规划的重要工作,要充分的优化充电站的综合管理就要实现相邻充电站之间的联系,因为电动汽车的供电电池会出现老化,或者交通密度很大的情况时有出现,为了充分的保证电动汽车的正常行驶,还应该考虑到充电站的里程设施规划,充电站的服务半径应以电动汽车单次充电行驶里程100公里计算。集中充电站服务范

国内外电动汽车充电设施发展状况研究

国内外电动汽车充电设施发展状况研究 时间:2011-01-14 来源:华中电力科学研究院作者:鲁莽,周小兵,张维介绍了国内外电动汽车充电设施的发展状况,对未来我国电动汽车充电的商业模式及发展前景进行了初步研究,提出积极推动电动汽车充电设施建设应是电网企业义不容辞的责任。 电动汽车是全部或部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车,按照目前技术的发展方向或者车辆驱动原理,可划分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车三种类型。近年来,我国电动汽车行业取得了快速发展,攻克了一系列关键技术难题,在部分领域已实现了与日美欧等国同步发展。目前我国发展电动汽车已具有消费市场规模大、制造成本低、技术取得局部突破、资源保障能力强的四大优势。在技术突破和政策扶持的双重刺激下,我国电动汽车已处于市场引爆的临界点,预计未来两年电动汽车的市场规模和生产规模将迅速扩大,电动汽车将进入快速成长期。电动汽车充电设施是电动汽车产业链的重要组成部分,在电动汽车产业发展的同时还应该充分考虑充电设施的发展。 1 电动汽车充电的基本方式 目前常用的电动汽车充电方式有慢充、快充和快换三种: (1) 慢充方式。慢充一般以较小交流电流进行充电,充电时间通常为6~10 h,慢充方式一般利用晚间进行充电,充电时可以采用晚间低谷电价,有利于降低充电成本,但是难以满足使用者紧急或者长距离行驶需求。慢充一般采用单相220V/16A 交流电源,通过车载充电器对电动汽车进行充电,车载充电器可采用国标三口插座,基本不存在接口标准的问题。电动汽车慢充一般通过充电桩进行。 (2) 快充方式。快充又称应急充电,以较大直流电流在20 min 至1 h 内,为电动汽车提供短时充电服务,快充方式可以解决续航里程不足时电能补给问题,但是对电池寿命有影响,因电流较大,对技术、安全性要求也较高。快充的特点是高电压、大电流,充电时间短(约1 h)。目前,这种充电方式的充电插口的针脚定义、电压、电流值、控制协议等均没有国家标准,也没有国际标准,已投入使用的充电机和电动车电池充电插口均由各生产厂家自定,世界各国都在积极争夺标准的制订权,各大电动汽车厂家也纷纷抢先投放产品,抢占市场、提高占有率,试图使多数充电站不得不采用其充电设备,从而成为事实标准。快充方式主要在充电站中进行。 (3) 快换方式。快换则是通过直接更换车载电池的方式补充电能,换电时间与燃油汽车加油时间相近,大约需要5~10 min。快换方式最为便捷,但是需要

(完整版)基于STM32F的电动汽车交流充电桩控制系统设计

基于STM32F的电动汽车交流充电桩控制系统设计0 引言 随着全球能源危机的不断加深,石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧,各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的方向,发展电动汽车将是解决这两个难题的最佳途径。我国高度重视电动汽车的发展,国家相继出台了一系列标准来扶持和规范电动汽车的发展。但要实现电动汽车大面积普及我国还有很长的路要走,需要解决的问题还有很多。在最近发布的《节能与新能源汽车产业规划》草案中指出将以纯电动汽车作为主要战略取向。有关专家指出纯电动汽车的发展存在三大瓶颈问题:一是标准的缺失,二是配套政策的不完善,三是基础设施的规划和建设的有序推进。本文所研究的电动汽车交流充电桩作为充电基础设施的一部分对于推进电动汽车的普及具有重要的意义。 1 电动汽车交流充电桩介绍 交流充电桩,又称交流供电装置,是指固定在地面或墙壁,安装于公共建筑(办公楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内,采用传导方式为具有车载充电机的电动汽车提供人机交互操作界面及交流充电接口,并具备相应测控保护功能的专用装置。交流充电桩采用大屏幕LCD彩色触摸屏作为人机交互界面,可选择定电量、定时间、定金额、自动(充满为止)四种模式充电,具备运行状态监测、故障状态监测、充电分时计量、历史数据记录和存储等功能。充电桩的交流工作电压(220±15%)V,额度输出电流(AC)为32 A(七芯插座),普通纯电动轿车用交流充电桩充满电大约需要6~8 h,充电桩更适用于慢速充电。交流充电桩一般由桩体、电气模块、计量模块、账务管理模块四部分组成。根据安装方式的不同,桩体可分为落地式和壁挂式两种。落地式充电桩适合在各种停车场和路边停车位进行地面安装;壁挂式充电桩适合在空间拥挤、周边有墙壁等固定建筑物上进行壁挂安装,如地

新版电动汽车充电接口及通信协议国家标准发布

新版电动汽车充电接口及通信协议国家标准发布 2015年12月28日,质检总局、国家标准委联合国家能源局、工信部、科技部等部门在京召开新闻发布会,发布新修订的《电动汽车传导充电系统第1部分:一般要求》、《电动汽车传导充电用连接装置第1部分:通用要求》、《电动汽车传导充电用连接装置第2部分:交流充电接口》、《电动汽车传导充电用连接装置第3部分:直流充电接口》、《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》等5项电动汽车充电接口及通信协议国家标准,新标准将于明年1月1日起实施。质检总局党组成员、国家标准委主任田世宏,国家能源局副局长郑栅洁出席会议并讲话。 电动汽车充电用接口及通信协议作为实现电动汽车传导充电的基本要素,其技术内容的统一和规范,是保证电动汽车与充电基础设施互联互通的技术基础。此次5项标准修订全面提升了充电的安全性和兼容性。在安全性方面,新标准增加了充电接口温度监控、电子锁、绝缘监测和泄放电路等功能,细化了直流充电车端接口安全防护措施,明确禁止不安全的充电模式应用,能够有效避免发生人员触电、设备燃烧等事故,保证充电时对电动汽车以及使用者的安全。在兼容性方面,交直流充电接口型式及结构与原有标准兼容,新标准修改了部分触头和机械锁尺寸,但新旧插头插座能够相互配合,直流充电接口增加的电子锁止装置,不影响新旧产品间的电气连接,用户仅需更新通信协议版本,即可实现新供电设备和电动汽车能够保障基本的充电功能。交流充电占空比和电流限值的映射关系与国际标准兼容,并为今后交流充电的数字通信预留拓展空间。 目前,我国电动汽车直流接口、控制导引电路、通信协议等国家标准与美国、欧洲、日本并列为世界4大直流充电接口标准,显著提升了中国在国际充换电领域的影响力。 田世宏指出,新标准对充电接口和通信协议进行了全面系统的规范,为充电设施质量保证体系提供了技术保障,确保了电动汽车与充电设施的互联互通,避免了市场的无序发展和充电“孤岛”,有利于降低因不兼容而造成的社会资源浪费,对促进电动汽车产业政策落地,增强购买使用电动汽车消费信心将起到积极的促进作用。下一步,质检总局和国家标准委将会同国家能源局、工信部等有关行业部门加强对新标准的宣传培训和贯彻实施,加快推动产业政策引用新标准,推动充电设施产品认证与准入管理制度使用新标准,促进充电设施和电动汽车生产企业按新标准组织生产,已建、在建充电设施要按新标准进行更新升级换代。同时,国家标准委将加快完善电动汽车充电设施标准体系,加强充电设施互操作性测试、充电站安全防范、运营服务等配套标准的制定工作,为充电设施管理、运营、维护等各环节提供有力的技术支撑。 郑栅洁指出,当前我国正处电动汽车大规模推广和充电基础设施广泛布局的初期,新标准的发布实施,将有效避免因充电设施与车辆不兼容问题可能造成的社会资源浪费,方便电动汽车用户使用,促进我国电动汽车和充电基础设施快速发展。下一步,国家能源局将加快充电基础设施的建设,强化新标准的实施,进一步规范充电基础设施行业准入,把符合新国标作为充电设施市场准入的条件之一,加强新标准的执行约束性和强制性。同时,国家能源局还将开展充电设施互操作性测试活动,开展充电服务平台的信息互通标准研制,实现充电结算的互联互通,进一步提高设施通用性和开放性,促进电动汽车及充电基础设施产业规范、健康、可持续发展。 据统计,目前全国已建成充换电站3600座,公共充电桩4.9万个,较去年底增加1.8 万个,同比增速58%。 (来源:国家标准委)

电动汽车充电方式和商业运营模式初探

电动汽车充电方式和商业 运营模式初探 刘坚 (英国牛津大学交通研究中心) 摘要:电动汽车产业化长期受到充电设施不足的制约,文章探讨了充电设施建设过程中面临充电方式选择和充电网络商业化运营的问题。通过充电站、充电桩和换电站各自的运营属性特征和优势缺陷比较,对不同时期充电设施的选择、空间分布、潜在的投资建设主体、运营主体及盈利模式提出了政策建议。特别讨论了电池更换站的发展前景和其对未来汽车和能源产业结构可能带来的影响,强调了充电网络运营者在未来电动汽车产业链体系中的重要地位。 关键词:电动汽车;充电设施;充电桩;电池更换站;充电网络;商业运营 A Preliminary Study on Charging Infrastructure Development and Business Operation Models Abstract: The industrialization of electric vehicles has been restricted by the insufficiency of charging infrastructure for a long time. This paper discusses the problems faced in the process of the construction of charging infrastructure as well as the commercial operation of charging networks. By comparing the operation characteristics and advantages and shortcomings of charging station, charging post and battery swap station, this paper brings forward policy suggestions on the selection of charging infrastructure, distribution, potential investment parts, operation bodies and profit mode. In particular, this paper discusses the development prospects of battery swap station as well as its potential influence on future vehicles and energy industrial structure. This paper emphasizes the important role played by charging network operators in the EV industrial chain in the future. Key words: Electric vehicle; Charging infrastructure; Charging posts; Battery swap stations; Charging network; Business operation 目前,中国新能源汽车产业正处在成长的关键时期,一方面中国交通出行机动化率迅速提高,中国汽车市场在过去几年维持了年均20%以上的增长速度,特别是在2009年汽车购置税下调政策刺激下,中国汽车产销量同比增长40%,已经成为世界最大汽车产销国。与此同时,中国约50‰的人均汽车保有量却仅为世界平均水平的一半,其蕴含的巨大潜在市场为新能源汽车的发展提供了广阔空间。另一方面,国家对于新能源汽车技术研发和产业化补贴的扶持政策已渐成体系。在工业和信息化部的《节能与新能源汽车产业发展规划》(编制中)和国家发改委的《汽车产业调整和振兴规划》[1]的政策框架下,出现了一批针对新能源汽车特别是电动汽车的科研规划、产业标准、推广示范和减税补贴方面的扶持政策。在充电设施建设方面,包括国家电网、南方电网、中石化和中海油都已经陆续推出了各自的充电站建设规划。然而,新能源汽车的发展长期受到电池技术、电机和电子控制技术和充电设施不足的制约,其中充电设施布局和商业运营模式研究正在成为世界各国电动汽车产业化研究的重要领域。英国伦敦交通局(TfL)计划在2015年之前,在大伦敦市针对工作地点、住宅区和大型公共停车场布设25 000个充电点,并鼓励邮政和物流等部门集中配置电动汽车充电装置[2]。在日本,在东京电力(TEPCO)主导下的充电设施建设规划目标明年在东京建成首批200个充电站[3]。此外,美国能源部正在加州进行结合充电站合理运行时间、充电费率和电池成本的研究,旨在寻找到适合当地充电站运行的电池种类、型号和充电站定价系统[4]。不难发现,

基于排队论的电动汽车充电设施优化配置

基于排队论的电动汽车充电设施优化配置 摘要:现代城市发展速度的加快,对清洁、环保效果良好的电动汽车依赖性强,为其实际应用范围扩大打下了坚实的基础。实践过程中为了对电动汽车充电设施 的服务效果进行科学评估,需要在基于电动汽车充电行为的基础上,通过对排队 论的合理运用,构建出符合这类汽车充电设施的排队模型,得出科学的评估结论。当电动汽车充电设施能够根据实际情况进行优化配置时,将会使充电设备利用效 率提高,为电动汽车正常行驶提供优质服务。因此,本文将对基于排队论的电动 汽车充电设施优化配置进行系统阐述。 关键词:排队论;电动汽车;充电设施;配置;应用范围 新形势下结合电动汽车行驶的实际情况及要求,对与之相关的充电设施进行 优化配置,有利于保持这些设施良好的工作性能,最大限度地满足电动汽车的各 项需求。因此,需要注重电动汽车充电设施服务系统指标的合理设置,并对电动 汽车实践应用中的充电行为进行分析,促使其能够在充电设施的支持下,不断提 升自身的服务水平,为现代城市的稳定发展注入活力。 一、电动汽车实践应用中的充电行为分析 为了实现基于排队论的电动汽车充电设施优化配置,需要加强对这类汽车充 电行为分析。具体表现在:(1)其行为的随机性、灵活性突出,不同的时间段 内电动汽车的充电行为有所差异;(2)受到复杂的车况、道路状况等潜在因素 的影响,电动汽车到达充电站过程中的数量与时间是变化的,且二者之间的关系 密切,通过泊松分布方法的合理运用,能够对二者的数量与时间之间的变化规律 进行阐述;(3)达到充电站后的电动机车,其是否需要排队等候充电,需要考 虑充电设施是否处于空闲状态。若充电设施处于空间状态,则电动汽车可以省去 排队等候时间而接受充电服务,反之亦然。同时,针对处于忙碌状态的充电设施,电动汽车排队系统构建时需要考虑其排队时间、次序等,在负指数分布方式的支 持下,确定电动汽车接受充电服务时间,并为充电设施数量配置提供参考依据。 二、基于排队论的电动汽车充电设施排队模型构建分析 (一)模型构建中的排队论基本原理 排队论通过对服务对象到达时间和服务时间的统计分析,得出等待时间、排 队长度、服务强度等统计指标量,据此改进服务系统的结构,使得服务系统既可 以满足服务对象的需求,又能够使服务系统的某些指标最优。在这样的原理支持下,有利于增强排队模型适用性。 (二)基于充电设施的服务系统指标分析 结合电动汽车充电行为的分析结果和排队论的基本原理,可以得到电动汽车 充电设施相关的指标。这些指标包括:(1)不同数量电动汽车接受充电服务的 概率;(2)可提供充电服务的充电设施数量;(3)接受充电服务的电动汽车数量;(4)充电服务系统内正在接受充电服务的电动汽车数量及处于空闲状态的 可充电设施;(5)充电服务系统内进行充电服务的充电设施数量及排队等候充 电的电动汽车数量。通过对这些指标的确定,能够为汽车充电模型构建提供参考 依据。同时,需要考虑电动汽车充电设施服务强度及充电设施利用效率。实践过 程中应在计算机三维空间中构建出可靠的电动汽车充电设施排队模型,实现充电 设施优化配置。 三、基于排队论的电动汽车充电设施排队模型运用分析 从规划的角度出发,以单位时间内单个充电设施的平均费用系数作为充电服

几种常见的纯电动汽车动力电池的充电方法

几种常见的纯电动汽车动力电池的充电方法 纯电动汽车的电能补充可以划分为两种模式,即充电模式和换电模式。其中换电又被称为机械充电,是通过直接更换已充电的动力蓄电池来达到电动汽车电能补充的目的。 纯电动汽车动力蓄电池放电后,用直流电源连接动力蓄电池,将电能转化为动力蓄电池的化学能,使它恢复工作能力,这个过程称为动力蓄电池充电。动力蓄电池充电时,动力蓄电池正极与充电电源正极相连,动力蓄电池负极与充电电源负极相连,充电电源电压必须高于动力蓄电池的总电动势。 合适的充电方式不仅能够最大限度地发挥电池的容量,而且可以延长电池的使用寿命。纯电动汽车的充电方法包括常规充电方式和快速充电方式。 常规充电方式有恒电流充电方法、恒电压充电方法和阶段充电方法等几种.常规充电方式以较低的充电电流对电动车进行充电,一般充电时间较长,可达10~20h;常规充电方式的充电器安装成本比较低,电动汽车家用充电设施(车载充电机)和汽车充电站多采用这种充电方式。充电时段可以充分利用电力低谷时段进行充电,降低充电成本,提高充电效率,并延长电池的使用寿命。 快速充电方式有脉冲式充电法、变电流间歇充电方法、变电压间歇充电方法等几种,这里介绍常见的和基本的充电方法.快速充电方式以较高的充电电流在短时间内为蓄电池充电,充电时间短,可在10-30min完成,快速充电方式的充电器安装成本相对较高,充电效率较低,对电池寿命也有一定的影响。 (1)恒压充电方法 恒压充电是最基本的控制方式,电池端电压和电流的关系如图1所示。开始时,给定一个期望电压值,系统开始充电,充电电流随充电的进行不断减小;当充电电流小于一定值后,充电过程结束。恒压充电的最大特点就是控制简单,由于充电终期只有很小的电流流过,所以析气量小,能耗低;但由于充电初期充电电流过大,容易对电池极板造成冲击,严重时会损坏电池;恒压充电方式一般用于电池中途的补给充电,在开始充电阶段,一定要加

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