新能源电动汽车充电问题研究分析

闻伟超 鲍雪娜

目前传统汽车普遍使用汽油作为其动力来源，随着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主攻方向，发展新能源将是解决这两个难题的最佳途径，其中纯电动汽车被认为是汽车工业的未来。中国政府同样把发展电动汽车行业作为一项非常重要产业来扶持，近年来新能源汽车技术不断成熟，新能源汽车也已经投入了大批量生产。

一、新能源汽车现状

市场规模逐年递增，自主品牌竞争力下降。我国新能源汽车销量从2016年的34.7万辆增长到2020年的116.8万辆，年均复合增长率超过30%，与此同时，新能源汽车渗透率从1.9%提升到5.2%。我国新能源汽车市场规模远高于其他汽车强国。我国自主品牌在新能源市场的份额已从2016年的98.8%下降到2020年的58.6%，国际品牌市场份额从2016年的1.2%提升至2020年的26.3%，新势力企业从零起步，在2020年市场份额也达到15.0%，多元化竞争格局初步形成。

续航里程水平提升，产品价格区间扩大。从技术水平看，我国纯电动乘用车平均续驶里程在“十三五”期间提升近一倍，从最初的200公里普遍提升到400公里，电池能量密度大幅提升，整车电耗水平不断下降。2020年在售新能源乘用车为210款，价位覆盖区间从3万元到40万元以上，高端车型供给不断增加，2020年，10-30万元的中高价位购车需求占总市场的一半，30万元以上高价位购车需求亦有明显提升。

充电技术不断发展，充电设施不断完善。对于汽车企业，电动汽车目前不能大规模普及的一个重要原因就是成本过高，V2G技术的发展使得用户使用电动汽车的成本有效降低，反过来必然会推动电动汽车大力发展，汽车企业也将会受益。从充电桩的建设情况看，2016年，我国私人充电桩保有量仅为2.5万个，公共充电桩仅有14.1万个，合计16.6万个;至2020年，我国私人充电桩保有量已达87.4万个，公共充电桩保有量达80.7万个，合计168.1万个，是2016年充电桩保有量的10倍。根据国家电网统计，“十纵十横两环”的高速充电网络已覆盖全国171个城市，建成2003座高速公路快充站。充电结构不断优化，快充数量不断增长，充电功率持续提升，为新能源汽车的发展提供有力保障。

二、充电问题的提出

新能源汽车包括四大类型，混合动力电动汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车、其他新能源汽车等。油电混合电动车顾名思义是一种混合动力型的汽车，不单纯靠电池输出动力，燃油仍占主导，在瞬时加速或者起步时，电动力起到一定的助力作用，从而降低燃油消耗，当前48V轻混动系统成为了各家汽车企业必争的新技术。

纯电动汽车是新能源汽车的一种，动力输出靠电力转化，环保性较高，发展前景广阔。现在新上市的纯电动汽车，多选用锂电池，需要其满足高循环性和循环高倍率，同时电容量方面需要满足电动汽车的需求。纯电动汽车是不需要使用化石燃料的，因此，在成本上有所降低，有利就有弊，不适用化石燃料的新能源汽车需要充电，但是充电又需要大量的时间，并且不科学、合理的充电方式还会影响电池的使用寿命，这都影响了纯电动汽车的推广使用。

当前新能源电动汽车存在充电设施布点不均匀、时间过长以及续航的里程较短等问题，其中最为关键的是电动汽车的续航时间不够长、充电操作不方便、充电时间占用过长等问题，这些影响着电动汽车的推广使用，降低了出行体验感，严重的话会影响行程，直接影响了新能源电动汽车提高市场占有率。因而，对于新能源电动汽车发展来说，如何快速、方便地实现充电成了亟待解决的问题。本文从与用户互惠互利的角度出发，做出探讨分析。

三、新途径实现快速充电

电池更换技术是新能源电动汽车充电技术中的一种，电池更换技术相比较传导充电技术而言，效率更高更快，因为已经准备好的蓄电池可以减少车主在充电时需要等待的时间，除了节约时间外，电池更换技术还可以减少对电网的影响。之所以这样说，是因为在充电站对电池进行统一的收集和调配，利于电网的整齐、划一，同步管理。电池更换技术被广泛的应用在了很多国家，在中国，很多汽车品牌与制造商都推出了电池更换服务，便利了大家对新能源电动汽车的应用，也在无形中减小了与非电动汽车间的差距。

无线充电技术不需要用电缆进行传输充电的，主要分为四种，分别是电场耦合式、电磁感应式、磁场共振式以及无线电波式。其中，电场耦合式和无线电波式按照传输功率的话可以划分在一类，当下最为常见的两种即电磁感应式以及磁场共振式。与传统传导充电技术和电池更换技术相比，无线充电技术可以说是新能源电池充电技术发展历程中的一次巨大飞跃，很好的解决了充电慢、充电步骤烦琐等问题，但是在安全性上还有待完善，有可能会存在辐射泄露的问题，但是就整体的充电技术而言，无线充电技术是非常值得提倡的，并且这一技术的发展前景非常的广阔。

国内外在电动汽车接入电网（vehicle to grid ，V2G）方面进行了多方面的研究，V2G不仅意味着电动汽车将存储的能量回馈到电网，更包含电动汽车与电网之间的互动关系，即在电动汽车用户的有效参与下，电网通过一定的控制和引导手段，实现对电动汽车的电力供应。有研究指出，V2G技术的发展将极大地影响未来电动汽车商业运行模式，V2G技术与智能车辆和智能电网同步进展，可外接充电式混合动力汽车（PHEV）和纯电动汽车（EV）将在20年之内成为配网系统本身不可分割的一部分，这就为我们推广纯电动汽车在大的背景下提供了技术支持。V2G应用不仅使电动汽车的“无序”充电变为“有序”充电，更可利用動力电池储能特性对电价做出响应及向电网反馈电能从而使电动汽车用户获得经济利益。

参考文献

[1]孙健.新能源汽车三大关键技术及其难点分析[J].汽车实用技术，2018（19）：20-21，91.

[2]吕纯池.新能源电动汽车核心技术发展现状与趋势综述[J].科技与创新，2020（17）：80-81.