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探索充电新技术新模式

作者:中国储能网新闻中心 来源:亮报 发布时间:2021-04-30 浏览:次
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无线充电技术

当前电动汽车电能补给多采用传导充电方式。在电动汽车传导充电系统中,充电桩与车载接口通过电缆组件连接,进而实现电动汽车能量补充。无线充电技术的发展为电动汽车的能量补给带来了新方式。

电动汽车无线充电系统主要由地面发射端(简称“地面端”)和车载接收端(简称“车载端”)两部分组成,地面端和车载端隔空传递能量。地面端采用能量变换单元将电网输入的工频交流电能转换为高频交流电能,进而通过地面端和车载端装置的非接触耦合作用,将电能无线传输到车载端,再由能量变换装置将电能输送到电池。地面端和车载端可以采用无线通信的方式进行信息交互。

无线充电的技术方案较多,工作机理各异,但系统结构基本相同,均是通过发射端功率发射单元和接收端功率接收单元进行能量无线传输。

根据能量传输距离,无线充电技术可以分为近距离无线充电和远距离(米级以上)无线充电两大类。目前,远距离无线充电技术多处于理论研究和技术验证阶段,在能量传输效率和安全性方面还面临很大的挑战,距规模化商业应用还有一定的距离。

无线充电

无线充电技术在小功率领域已广泛商用,如手机、手表、电动牙刷、无人机等的无线充电。近年来,该项技术在大功率领域也逐渐开始商用,应用范围越来越广泛,如乘用车无线充电、公交大巴无线充电、无轨电车移动无线充电等。此外,无线充电技术在植入式医疗、特种工业机器人以及军事航天等领域中均逐渐得到应用。

ChaoJi充电技术

新一代的ChaoJi充电技术路线发端于电动汽车大功率充电需求,但并不简单指大功率充电接口,而是一套完整的电动汽车直流充电系统解决方案。ChaoJi技术解决了国际上现有充电系统存在的一系列缺陷和问题,为世界提供统一、安全可靠、低成本的充电系统解决方案。

ChaoJi充电系统可以提供大功率充电方案,提升充电速度,改善用户体验,减少里程焦虑,能够满足一些长续航里程车辆、公交、特种车辆以及乘用车在大城市、高速公路的充电要求。在产业发展初期,国际上出现了CHAdeMO、GB2015、CCS1、CCS2等四种主流直流接口技术形式。这些技术各有特点和优势,但也逐步暴露出一些技术问题和安全隐患。世界电动汽车产业迫切需要一个统一、安全、兼容的充电接口。随着电动汽车的普及,广大用户对于快速充电、充电安全、充电体验、充电成本等都提出了更高的要求,伴随大功率充电、即插即充、充放电一体化、小功率直流化等新技术发展,需要一套完整的充电接口技术进行支撑,新一代电动汽车ChaoJi充电技术应运而生。

与原有的接口系统相比,ChaoJi充电系统在多方面具有突出优势。

提升充电安全。ChaoJi充电系统在机械安全、电气安全、电击防护、防火及热安全设计上有了大幅度的改进和提升。

提升充电功率。ChaoJi充电系统的电缆组件采用液冷方式,并增加温度监控系统,最大充电功率可提升到900千瓦,满足大功率充电需求,缩短充电时间,使充电像加油一样快捷。

全新结构设计。ChaoJi充电接口与国际主流的GB2015、CHAdeMO、CCS1、CCS2充电直流接口相比,尺寸最小,同时考虑了与交流接口的组合方案,有利于车企车型设计。

完善的兼容性。ChaoJi充电系统充分考虑了向前兼容问题,解决了与现有市场存量充电设施的协调问题,同时提供了兼容国际上GB2015、CHAdeMO、CCS1、CCS2充电直流接口的解决方案。

面向未来应用。ChaoJi充电系统支持即插即充、V2X、自动充电系统等新技术应用,支持未来通信接口从CAN向以太网升级,为千安以上超大功率充电留有升级空间,对今后的技术升级做了充分的考虑。

【专访】

围绕车网互动技术(V2G),《亮报》对国网电动汽车服务有限公司能源事业部总监彭晓峰进行了专访。

《亮报》:随着电动汽车规模不断增长和动力电池技术的提升,如何更好地发挥电动汽车作为分布式储能装置的作用,实现车网互动?目前,在实现V2G方面,需要解决哪些主要问题?

彭晓峰:电动汽车与电网的互动技术,简称V2G(Vehicle-to-grid)技术。在V2G的模式下,电动汽车就像移动充电宝一样,可以根据电网需求调整充电时间和充电功率,在车辆停驶的时候,根据电网需求通过V2G终端放电。

随着我国电动汽车规模不断增长和动力电池技术持续提升,目前,国内龙头企业生产的电池包循环次数已普遍达到2000次以上。如果按照私家车8年20万公里来测算,容量为50千瓦时的动力电池除日常行驶外,还有至少1000次以上的循环能力未得到充分利用,相当于车主花钱购买的电池,只用了不到一半。国网电动汽车公司为了充分挖掘这部分移动储能资源,利用V2G技术在试点项目中实现了商业应用。具备V2G功能的电动汽车不仅可以在日常充电,还可以在车辆停驶的时候放电。动力电池就像一块海绵。在这一充一放的过程中,电池的循环资源就可以为车主创造收益,未被充分利用的动力电池循环资源从技术上已经具备了价值变现的条件。

为了更好地发挥电动汽车分布式储能的作用,充分挖掘电动汽车附带的能源装置属性,国网电动汽车公司重点从解决车主充放电顾虑、完善充放电体验、通过参与电网服务提高车主收益、推进车辆充放电与配网技术融合的角度出发,大力探索V2G技术和商业应用。

●与国内主流主机厂合作开发了具备V2G功能的车辆,由主机厂在V2G车辆销售的时候提供V2G循环次数这一关键质保条件,个别厂家承诺循环次数近2000次。目前多款车型支持订货生产,这就为车主提供了放电保障。

●自主开发的车主手机端APP已实现商业化应用,车主通过“e充电”APP中V2G功能,输入自己的用车时间、用车最低电量,平台将在满足车主用车的前提下,根据电网需求调控V2G车辆充放电,实时进行结算,V2G放电收益自动转到“e充电”账户余额中。

●实现了车联网平台智能策略调控,根据电网峰谷和相关调控需求,进行精准的自动充放电功率控制。2020年度在京津塘区域的有序充电、V2G项目成功参与了电网调峰辅助服务,并实现了正式结算,车辆充电不仅可以省钱,还可以有更多收益。

●推进V2G充放电参与配电网辅助服务应用,结合配变台区智能融合终端完成了台区自治管控的电动汽车有序充电、V2G功能技术验证和推广应用试点。

然而,目前V2G技术大规模应用发展受限于技术标准缺失和商业模式单一,希望行业上下游单位、研究机构能一同推动V2G技术深化应用和政策机制出台。

下一步,国网电动汽车公司将继续推进车网互动技术应用,争取将电动汽车打造成为网荷友好互动、共享互利的能源互联网端口,推动形成面向客户、服务电网的电动汽车能源服务新格局,为高比例可再生能源发展提供支撑,服务电动汽车产业发展和能源清洁低碳转型。

来源:国网电动汽车公司,白鸥、闫雪鹰、张健对本文有贡献

关键字:充电桩

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