電動汽車充電解決方案
電動汽車充電模式簡介
根據電動汽車動力電池組的技術和使用特性,電動汽車的充電模式存在一定的差別。對于充電方案的選擇,現今普遍存在常規充電、快速充電和電池組快速更換系統3種模式。
常規充電
常規充電(普通充電)充電電流較低,約為15A。常規蓄電池的充電方法都采用小電流的恒壓或恒流充電,一般充電時間為5~8h,甚至10~20h。
(1)優缺點分析
常規充電模式的優點為:盡管充電時間較長,但因為所用功率和電流的額定值并不關鍵,因此充電器和安裝成本比較低;可充分利用用電低谷時段進行充電,降低充電成本;可提高充電效率和延長電池的使用壽命。
常規充電模式的主要缺點為充電時間過長,當車輛有緊急運行需求時難以滿足。
(2)適用范圍
設計電動汽車的續駛里程盡可能大,需滿足車輛一天運營需要,僅僅利用晚間停運時間充電;由于常規充電以相當低的電流為蓄電池充電,因此在家里、停車場和公共充電站都可以進行;常規充電站一般規模較大,以便能夠同時為多輛電動汽車進行充電。
快速充電
常規蓄電池的充電方法一般時間較長,給實際使用帶來許多不便??焖俪潆婋姵氐某霈F,為純電動汽車的商業化提供了技術支持。
快速充電又稱應急充電,是以較大電流短時間在電動汽車停車的20min~2h內,為其提供短時充電服務。一般充電電流為150~400A。
(1)優缺點分析
快速充電模式的優點為:充電時間短;充電電池壽命長(可充電2000次以上);沒有記憶性,可以大容量充電及放電,在幾分鐘內就可充70%~80%的電;由于充電在短時間內(約為10~15min)就能使電池儲電量達到80%~90%,與加油時間相仿,因此,建設相應充電站時可不配備大面積停車場。
缺點在于:充電器充電效率較低,且相應的工作和安裝成本較高;由于采用快速充電,充電電流大,這就對充電技術方法以及充電的安全性提出了更高的要求,同時計量收費設計也需特別考慮。
(2)適用范圍
電動汽車續駛里程適中,即在車輛運行的間隙進行快速補充電,來滿足運營需要;由于相應的大電流需求可能會對公用電網產生有害的影響,因而快速充電模式只適用于專用的充電站。
機械充電
機械充電即電池組快速更換系統,是通過直接更換電動汽車的電池組來達到為其充電的目的。由于電池組重量較大,更換電池的專業化要求較強,需配備專業人員借助專業機械來快速完成電池的更換、充電和維護。
(1)優缺點分析
機械充電的優點為:電動汽車用戶可租用充滿電的蓄電池,更換已經耗盡的蓄電池,有利于提高車輛使用效率,也提高了用戶使用的方便性和快捷性;對更換下來的蓄電池可以利用低谷時段進行充電,降低了充電成本,提高了車輛運行經濟性;從另一個側面來看,也解決了充電時間乃至蓄存電荷量、電池質量、續駛里程長及價格等難題;可以及時發現電池組中單電池的問題,進行維修工作,對于電池的維護工作將具有積極意義,電池組放電深度的降低也將有利于提高電池的壽命。
這種模式應用面臨的幾個主要問題是:電池與電動汽車的標準化;電動汽車的設計改進、充電站的建設和管理,以及電池的流通管理等。
(2)適用范圍
車輛電池組設計標準化和易更換;車輛運營中需要及時更換電池來滿足運行,充電站中電池充電和車輛可實現專業化快速分開;由于電池組快速更換需要專業化進行,因而電池組快速更換模式只適用于專用的充電站。
綜上所述,以上三種充電模式各有自身的特點和適用范圍。因此,在應用中,可以將上述三種方法進行有機結合,以達到實際的行駛要求。
電動汽車充電站建設方案
電動汽車充電站布局原則
(1)充電站規劃要符合國家、地方有關充電站規劃設計規范的要求,要與城鎮總體規劃、城鎮交通規劃相協調。
(2)根據充電站的服務特性,其規劃布局要遵循“面線結合”的原則。參考國家電網公司目前的充電站布局原則:縣鄉道由各地市根據實際情況另行制定指標標準;鎮區充電站服務半徑應控制在0.9公里~1.2公里之間。
(3)充電站的位置要滿足文物保護、環境保護、交通安全、消防規定等要求。
(4)充電站規劃應與土地利用總體規劃相協調,堅持節約集約用地的原則。
(5)充電站規劃布局需具備一定的彈性,既能滿足近期需求,又能為遠期發展留有余地。
建設規模及投資
建議在建設1~2座機械快換充電站,用于電動公交車能量供給,并且在充電站中建設一部分快充裝置,用于小型電動車能量供給。
每座充電站設計滿足10輛電動公交車運營需求,考慮到未來的發展,充電站建設初期要預留一定的場地,作為將來擴建用地。前期10輛電動公交車采用電池集中更換的方式。
充電區域主要為電動公交車電池充電,每個充電站配置30kW電池充電系統10套,同時裝設應急整車充電機1套,功率75kW;安裝15個10kW交流充電樁,面向小型電動汽車充電??紤]換電池機器人及相應配套設備的用電需求,充電站最大功率小于1000kW。
充電站設計采用兩路10kV線路供電,分別從不同變電站的10kV公用線路接入,線路和配變設計須滿足“N-1”要求。