2017现代电动汽车技术论文(2)
2017现代电动汽车技术论文二：电动汽车充换电技术浅析
[摘 要]电动汽车充换电设施是电动汽车发展的基石，合理先进的充换电技术对电动汽车的普及发展将起到不可替代的作用。本文对目前的充换电技术进行了介绍，分析了其中的一些不足，并提出了相关建议。
[关键词]充换电技术;整车充电系统;换电系统;交流;直流
中图分类号：TM910.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2015)42-0363-01
1 引言
随着城市化、工业化进程的加速，汽车工业得到了飞速发展，但同时也造成国际原油供求矛盾逐步加深，全球气候变暖日益明显。在此背景下，加快发展电动汽车产业对于推动低碳经济发展和低碳城市建设，降低汽车污染排放，优化能源消费结构，保障国家能源安全，促进环境与人类和谐及可持续发展等方面具有重要意义。
电动汽车的动力来源为装载于车体内部的动力蓄电池。当动力电池的电能消耗到一定程度时，就必须对其进行能量补充，以保证电动汽车能够持续循环使用。目前电动汽车的能量补给方式主要分为充电和换电两种，所谓充电是指使用外部交流或直流电源通过交流或直流充电口直接对整车动力电池进行充电;换电则是指用充满电能的动力电池替换电动车上电能已耗尽的动力电池来完成电能的补充。
2 电动汽车产业发展现状
“十二五”以来，我国着力于研究和发展电动汽车关键技术，在动力电池、电机等方面取得了显著的成果。国内主流整车企业纷纷把发展电动汽车当做转型升级的战略机遇。2014年，我国新能源汽车生产7.85万辆，同比增长3.5倍。截至目前，我国电动汽车保有量已突破11万辆大关。
从2009年开始，电动汽车充换电关键技术取得长足的发展，产业方向也逐步明确。同时，随着基础类、监控系统、充换电接口及通信协议、充换电设施、建设与运行等六大方向相关标准的不断完善，充电模块、连接器、换电设备和监控平台等产品日趋成熟，我国充换电产业已具备较好的技术和配套基础。
目前全国已建成约600座充换电站和3.6万个充电桩。充换电基础设施的建设，为电动汽车产业奠定了良好的应用基础。另外，随着产业形势逐渐明朗，民间资本表现出了很大的积极性。从网络建设到设施运营，民营企业已经开始了不同层次的产业布局。
3 电动汽车能源供给方式
对于能源供给方式的选择，目前普遍存在整车充电系统(慢充、快充)和换电系统(商用大巴车两侧换电、乘用车底盘换电、乘用车后备箱换电)两种模式。
整车充电系统：慢充
慢充，通常指的是交流充电，目前交流充电主要包括7kW单相交流充电、40kW三相交流充电，充电电流大约为32A、64A。一般单相交流充电时间大约为8小时，三相交流充电时间大约为2小时。
整车充电系统：快充
快充，通常指的是直流充电，充电电压可根据具体服务车辆进行设计生产，充电电流目前国标限制最大250A。商用大巴车充电时间大约为3-5小时，乘用车充电时间大约为1小时或更少。
换电系统：商用大巴车两侧换电
商用大巴车两侧换电，顾名思义就是在商用大巴车两侧布置全自动换电设备更换车辆电池。目前国内主流商用大巴车换电车辆上布置有8-12块电池，换电时间约为10分钟。
换电系统：乘用车底盘换电
乘用车底盘换电，即在乘用车底部布置全自动换电设备更换车辆电池。目前国内主流底盘换电车辆上布置有1块电池，换电时间约为3-6分钟。
换电系统：乘用车后备箱换电
乘用车后备箱换电，即在后备箱附近布置换电机械臂或人工换电小车更换车辆电池。目前国内主流后备箱换电车辆上布置有4块电池，更换时间约为6-8分钟。
4 充换电技术存在的问题
虽然目前电动汽车充换电技术取得长足的发展，但是仍存在不少问题：
整车充电系统
整车充电系统方面存在慢充充电模式不统一、商用大巴车快充与乘用车快充辅助电源不一致等问题。目前慢充充电模式不光存在单相交流与三相交流充电的差异，还存在单相交流充电模式不统一的现象，充电设备主要生产厂家的交流充电桩一般采用标准中的“充电模式3”，然而车企的交流充电车辆一般采用标准中的“充电模式1 ”;直流快充模式不光存在商用大巴车快充与乘用车快充辅助电源不一致(商用大巴车快充辅助电源24V、乘用车快充辅助电源12V)还存在充电电压范围差异大的问题，商用大巴车充电电压范围一般350～700V，乘用车充电电压范围一般为200～500V。
换电系统
相对而言换电系统主要利用在商用大巴车方面，前面也提到一般商用大巴车换电车辆上布置有8-12块电池，更换时绝大部分都是2-4块电池一起抓取，一方面由于电池取放加剧车辆重量变化，对全自动换电设备定位要求高，电池在车上需要有严格的布局要求;另一方面全自动换电设备体积较大，对场地的空间要求及承重要求增加。
5 建议解决方案
整车充电系统
充电设施厂家与车厂加强交流，慢充方面统一充电模式，避免后期实施过程中重新花费人力物力进行整改;快充方面统一辅助电源12V或24V，研制通用的直流充电模块，囊括乘用车充电最低电压以及商用大巴车充电最高电压，同时满足乘用车及商用大巴车快充。
换电系统
建议采用单箱换电模式，统一电池箱充电接口、尺寸，减少电池在车上布局的限制，真正实现多种车辆电池的互换;由于全自动电池更换设备只取1箱电池，缩小了设备的体积，对场地空间以及承重要求减少。
6 结语
电动汽车充换电设施是电动汽车发展的基石。合理先进的充换电设施技术对电动汽车的普及发展将起到不可替代的作用。由于笔者水平有限 ，文中不足之处请读者多指正。
参考文献
[1] 徐凡，俞国勤，顾稿峰，等，电动汽车充电站布局规划浅析[J].华东电力，2009，37(10).
[2]李兴虎.电动汽车概论[M].北京：北京理工大学出版社，2005
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