電動(dòng)汽車充電方案比選

本文嘗試對(duì)電動(dòng)汽車各種充電方案進(jìn)行分析，以期尋找出實(shí)用、可行的中國(guó)電動(dòng)汽車充電方案。

一、充電站的作用與功能

充電站一般而言，具有兩項(xiàng)功能：常態(tài)充電和救急充電.

1.常態(tài)充電：相當(dāng)于燃油汽車必須經(jīng)常到加油站加油，電動(dòng)汽車的日常充電可以靠充電站完成。但事實(shí)上充電站常態(tài)充電弊端眾多：家用電動(dòng)汽車動(dòng)力電池40-60AH，工作電壓在300V-400V，續(xù)航能力在120-150km范圍內(nèi)，商用電動(dòng)巴士（公共交通或城際交通），動(dòng)力電池400-600AH，工作電壓350V-400V，其續(xù)航能力300-400km，也就是說，無論是一次充電行駛150km的家用電動(dòng)汽車，還是一次充電續(xù)航400km的城際巴士，都必須每天充電，因此，不能套用燃油汽車的加油站論模式而選擇充電站作為電動(dòng)車常態(tài)充電方式，畢竟，燃油汽車加一次油可續(xù)行400-500km。通常5-7天才需加一次油，而且加油時(shí)間短暫。每天都必須到充電站充電，充電時(shí)間1小時(shí)以上，這是絕大多數(shù)車主無法接受的。此外，要想在1小時(shí)內(nèi)充滿電，必須采用“快充模式”，亦即以≥1.0C的電流充電，此種充電模式安全風(fēng)險(xiǎn)大，充電不能超過80%，而我們知道，現(xiàn)在電動(dòng)汽車普遍采用的動(dòng)力鋰電池的電子漂移鑲嵌特性表明：提高電池出力的關(guān)鍵點(diǎn)是充電至80%-100%最后充電區(qū)間的小電流充電，充電站快充模式不提供小電流慢充，而快充至80%并不能獲取80%出力，有數(shù)據(jù)表明僅50%-60%，那么，常態(tài)慢充續(xù)航150km的電池，常態(tài)用充電站快充，續(xù)航能力不會(huì)超過100km！這表明：即使電動(dòng)汽車在城區(qū)作短途行駛，也有可能出現(xiàn)每天一次或多次的充電站充電的情形，由此，電動(dòng)汽車的適用性將大打折扣。于上可以認(rèn)定，快速充電站不能獨(dú)立承擔(dān)常態(tài)充電任務(wù)。

2、救急充電：在電動(dòng)汽車偶發(fā)性缺電而又無法插電慢充的情形下實(shí)施短時(shí)快充，使電動(dòng)車輛快速獲取擴(kuò)程30-50km的能力。顯然，這才是充電站的主要功能，作為應(yīng)急系統(tǒng)，少量的快充站和移動(dòng)式快充車是必須先期建設(shè)的。

二、電動(dòng)汽車的峰谷充電

根據(jù)國(guó)家發(fā)改委新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，我國(guó)新能源汽車近年達(dá)到產(chǎn)量的5-10%，2009年汽車年產(chǎn)達(dá)到1300萬輛，10%則為130萬輛，在比例不變的情形下，五年電動(dòng)汽車社會(huì)保有量將達(dá)到600-700萬輛，所需慢充功率為2000-3000萬千瓦，快充則功率可達(dá)1.0-1.2億千瓦。2008年全國(guó)電力總裝機(jī)上億千瓦。電動(dòng)汽車充電功率相當(dāng)于全國(guó)裝機(jī)的15%。如若采用快充電站在峰電期充電，則可能導(dǎo)致電力缺口上千億千瓦。相反，上億裝機(jī)，在谷期會(huì)有1/3 谷電裝機(jī)，亦即2-2.5億千瓦。我國(guó)電網(wǎng)以熱電為主，調(diào)峰谷能力較差，如何保證谷電時(shí)段的基本用電負(fù)荷，是改善電網(wǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

電動(dòng)汽車充電應(yīng)選擇谷期，谷電通常出現(xiàn)在晚11時(shí)～次日7時(shí)，此時(shí)段尤其適合插電慢充6-8小時(shí)，充電時(shí)段與車主睡眠時(shí)段重合，人養(yǎng)精蓄銳，車充電補(bǔ)能，兩全其美！電動(dòng)汽車常態(tài)慢充，充電電流應(yīng)為0.2-0.3C，約為快充的1/5-1/4，據(jù)此設(shè)計(jì)功率相對(duì)較小的車截智能充電機(jī)，借助夜間停車場(chǎng)所的交流電源樁完成谷電慢充，既省錢，又保證充電質(zhì)量，而且還可改善電網(wǎng)峰谷差。

三、電動(dòng)汽車的另類救急充電

若電動(dòng)汽車常態(tài)充電選用車載智能充電機(jī),谷電時(shí)段插電慢充,則我們必須尋找一條替代充電站的救急方案:

其一：電池租賃替換方案,這一方案的思想是車主購(gòu)車不帶電池，電池另租，電池租賃公司擁有一定量的電池備份，自行在谷電期充好電，在電動(dòng)車電池放電報(bào)警后到電池更換站換電池(如同換煤氣瓶)，換下的電池則充電后另成備份。

這一方案的好處是可以降低購(gòu)電動(dòng)汽車的門檻,同時(shí)電池可以谷電慢充,又不耗費(fèi)車主太多時(shí)間,但也存在三個(gè)問題：首先，電池公司必須具備兩倍電動(dòng)汽車的電池?cái)?shù)量,否則無法谷電充電，其次，電池規(guī)格必須具備有良好的互換性，此外，車輛設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮電池的頻繁更換要求會(huì)損失很多空間,同時(shí)車主每天必須到電池站換電池，這與充電站充電毫無二致，車主會(huì)嫌煩！

其二：充電站+移動(dòng)式充電車,如同道路救助,由專業(yè)公司負(fù)責(zé),在接到救助電話時(shí),接收到站快充或充電車現(xiàn)場(chǎng)救助急充.此方案的缺點(diǎn)是中遠(yuǎn)程式救助充電困難以及一次性投資較大以及救助不及時(shí),因此,不適合大量選用,但可少量救急.

其三：自備發(fā)電機(jī)方案:最典型當(dāng)數(shù)通用雪佛來Volt，此車為純電動(dòng)汽車，但備有一小型汽油發(fā)電機(jī)及一個(gè)10L備用油箱，在車輛放電報(bào)警后可啟動(dòng)汽油發(fā)電機(jī)發(fā)電，供車載充電機(jī)為電池充電,使得電動(dòng)汽車?yán)m(xù)行30-50公里(Volt的缺點(diǎn)為續(xù)航能力太小，僅60KM).

建議電動(dòng)汽車生產(chǎn)廠家選擇自備汽油發(fā)電機(jī)方案，在家用乘用車上,配置3KW-5KW燃油發(fā)電機(jī)，在必要時(shí)供給車載式3KW-5KW充電機(jī)在運(yùn)行中為動(dòng)力電池充電，這也可理解成另類混合動(dòng)力(只有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置而無燃油驅(qū)動(dòng)裝置)

四、結(jié)語:

1.電動(dòng)小汽車配置3-5KW車載充電機(jī)同等功率汽油發(fā)電機(jī)(成本3-5千元)。正常情況下，利用夜間停車場(chǎng)所的交流電源樁在谷電期為動(dòng)力電池充電，途中缺電則利用眾多加油站為發(fā)電機(jī)加油、自發(fā)電為電池充電.

2.商用巴士則配置0.25C車載充電機(jī)，在終端停車場(chǎng)設(shè)置交流電源樁，于谷電期用車載充電機(jī)慢充，同時(shí)按路徑在中途設(shè)置若干快充站，臨時(shí)用1-2C快速補(bǔ)電.