新能源电动汽车充电技术开发应用研究

韩杰

扬州工业职业技术学院 江苏省扬州市 225100

1 引言

汽车在居民生活中的使用已经普及化，但是所伴随的环境污染问题也成为制约行业发展的重要因素，对于生态环境健康发展不利。而新能源电动汽车的研发可有效满足当前环保需求，在促进交通行业绿色发展方面具有重要意义。因此，要求相关工作人员应加强对新能源电动汽车的研究力度，切实落实充电技术开发工作，为电动汽车实际应用提供有效保障。

2 新能源汽车发展背景

受到汽车保有量提升影响，我国能源危机越发严峻，迫切需要相关人员采取有效解决措施，另外，汽车的运行不可避免会造成环境污染情况，同样需要相关人员予以格外注意。因此，通过加大对新能源汽车的研发以及推广工作，能够在降低我国燃油、汽油需求的同时，有效改善环境污染问题，有利于净化城市空气，塑造更加健康的城市形象。相关调查显示，当前我国新能源汽车种类较多。在遵从国家政策的基础上，加大对储能技术的研究力度，近年来，纯电动汽车、插电式混合动力汽车在我国应用较为广泛。

《节能与新能源汽车产业发展规划（2012～2020 年）》以节能着手，围绕新能源汽车，完成了相应的战略部署工作，并出台了相关政策措施，确保能够有效提升新能源汽车产业培育速度。在明确技术路线的基础上，应逐步完成产业发展主要任务。在实际规划过程中，应切实加强充电设施建设，并确保能够为新能源汽车产业提供有效保障。同时，应始终坚持科学规划工作，并切实落实技术开发，通过逐步探索出与技术相匹配的商业运营模式，并将其应用到实际管理工作中，提升充电基础设施建设效果。

以规划电动汽车市场作为重点，相关部门进一步下达了相应的文件，为新能源汽车产业提供有效政策补贴，可有效推进新能源汽车市场稳步发展。在2017 年，相关部门以提升乘用车节能性作为重点，结合先进国家管理经验，出台了相关文件，强化了对新能源汽车的有效管理。以我国汽车产业出发，建立在有效乘用车规范基础上，通过持续性出台扶持政策，能够有效刺激消费者购买电动汽车，有利于促进电动汽车行业进一步发展。相关调查显示，截止2019 年在，我国新能源汽车保有量可达到344 万。

3 新能源汽车发展重要意义

新能源电动汽车属于新兴能源，能够有效满足当前交通行业以及汽车行业环保需求，具有绿色环保的特点，通过将其应用到实际，可有效促进能源节约，在优化汽车企业可持续发展方面具有重要意义，有利于推动汽车行业产业结构调整，进一步优化汽车产业优化升级。同时，通过落实汽车充电技术，能够改善以往汽车充电限制的情况，有利于保障电动汽车运行效果，在改善我国能源稀缺的同时，促进生态环境保护。结合当前我国汽车行业高速发展现状，通过加大对汽车产品创新力度，并做好相应的改革工作，能够有效提升汽车产业核心竞争力，使其始终处于行业前沿。而通过落实新能源电动车开发工作，能够进一步促进汽车行业结构调整，使其逐渐向绿色化方向发展，进而提升我国汽车行业整体竞争力。但是在新能源汽车发展过程中，电源消耗能力、充电问题也需要工作人员集中进行解决，借助电动汽车充电技术，能够有效提升新能源汽车运行能力，确保能够满足当前居民多样化需求，有利于提升居民舒适度以及满意度，提高新能源汽车应用前景。

4 新能源电动汽车充电方式

4.1 传导充电

就目前而言，纯电动汽车、插电式混合动力车在新能源汽车市场中较为常见，并且在购买后，将会配套赠予便携式充电线，可用于家庭充电使用。该充电方式主要为常规充电，也被称之为慢充，即借助恒压、恒流方式完成汽车充电。以50kWh 蓄电池展开研究，在保持10 ～16A 充电电流的情况下，充电后运行时间可超过14 ～25h，对于居民而言，在晚上下班后对电动汽车进行充电，并持续到第二天，充电量可达到一半，按照2~3天充电一次的原则，该类汽车可有效满足居民日常出行需求。

考虑到居住条件，在环境支持的情况下，新能源汽车车主应加强与电网公司之间的联系，并通过沟通，将充电桩安装在固定车位中，便于后续车辆充电操作，进而提升电动汽车使用便利性。同时，在充电速度为1kW/h 的情况下，汽车电池充满为8 ～10h，能够在有效降低充电成本的同时，进一步确保电动汽车运行稳定性。当前，这一方式在行业内的应用已经普遍化。正常而言，民用充电设备功率主要在5 ～10KW 范围内，供电方式使用三相四线制，该方式充电电流相对较小，可有效延长电池使用寿命，但是也存在充电速率不足的问题。

除上述充电方式外，快速充电方式在我国市场中也较为常见，以蓄电池充电居多，但是也对车载电池提出了更加严格的要求，并且在实际使用过程中，还要做好充电桩选择工作。并且需要注意的是，快速充电适用性相对一般，需要结合具体电动车类型选择相应的快速充电方式，并且整个操作流程均需要以厂家说明作为参考。就目前而言，该类充电功率多在30kW以上，借助三相四线制，完成供电。但是结合实际而言，充电速度提升也会使电池发热量情况更加严重，进而影响电池使用寿命，因为该类充电方式往往需要一定的后期维护成本。

上文中提及的充电方式均属于传导充电方式，并且在市面上十分常见，在各有优势的同时，也存在一定的使用弊端。总体而言，传导充电方式存在充电耗时长、充电局限、接口以及协议种类多样的问题。首先，与燃油车辆相比，该类汽车加注时间多在2min 以内，但是无论使用哪一种传导方式，电动汽车达到80%电量至少需要充电15~30min。同时，受到传导充电形式影响，电动汽车充电需要以充电线作为媒介，其中，慢充充电线重量在10 公斤以上，快速充电由于充电直流电较大，充电线将会更加笨重，这将会严重影响居民出行便利性。另外，因为当前新能源汽车种类繁多，不同汽车充电接口以及协议也存在明显不同，使用充电桩也存在一定的差别，导致不同电动汽车无法匹配到相应的充电接口。

4.2 电池更换

该技术能够使电动汽车得到相应的电池包，能够在最短速度内对汽车动力电池进行更换，在改善以往电动汽车充电慢问题方面优势显著，能够在有效提升汽车行驶距离的基础上，进一步优化居民乘坐以及出行的舒适感、便利感，有利于降低司机充电等待时间。通过实现对电池充电的集中调度，能够降低在电池更换站中充电对电网的影响，在提高电网规划科学性方面优势空闲，有利于优化电网分布设置。相关研究表明，该技术具有潜在市场良好，我国相关新能源汽车品牌均可以支持电池快速更换服务，并且电池更换技术还可以使用在相关大型活动中，另外，在交通领域，电池更换技术也能够起到良好的作用。例如，奥运会以及世博会期间电动公交车均使用了电池更换技术，并且目前在杭州，超过200 量电动出租车同样使用了电池更换技术。通过有效推行电池更换技术，能够有效提升电动汽车技术性，有利于进一步促进电动汽车发展。但是就目前而言，该技术的应用同样存在一定的问题。例如，因为当前电动汽车生产厂家较多，并且不同生产厂家车型不同，电池种类也存在明显区别，而电池更换及时使用相对单一，服务对象主要为固定车型，并且在实际使用过程中，车主往往无法及时将电池更换需求向换电站传递，导致换电站无法接受到响应，这将会严重影响换电站运行效率，导致电池供应存在不稳定性。另外，结合实际工作而言，换电站布局位置也会在一定程度上影响电池更换效果。

4.3 无线充电

就目前而言，电缆连接充电在电动汽车使用中同样较为普遍，该连接方式具有较高的安全性，并且能够有效保障充电效果。但是在最终用户中，由于电缆相对笨重，不仅携带困难，并且在接头连接方面也存在诸多不便，在使用过程中也容易存在缺陷。例如，如果车辆充电地点为机场或者车辆需要从一个地方移动到两一个地方，将无法重新连接电缆。针对这一情况，行业强调可通过使用无线充电技术，满足当前电动汽车充电需求，进一步提升充电技术应用优势。

在2004 年，国外相关汽车厂商就已经开始研发无线充电技术。当前无线充电技术主要包括4 种，其中，电场耦合、无线电波在传输效率方面相对较低，无法满足电动汽车充电需求，因此，并没有被应用到实际中。当前行业主要应用电磁感应式、磁场共振式两种方式完成无线充电技术研发。通过落实无线充电技术，能够有效提升电动汽车充电便利性，但是就实际而言，该技术的应用同样存在相关问题。例如，当前无线充电技术应用效率相对较低，在充电峰值的情况下，充电效率仅占据90%，而通过应用传导充电，峰值效率可超过95%。同时，无线充电原理同样会对充电传输功率造成制约影响。当前无线充电技术传输功率主要为10kW，尚无法满足电动汽车充电需求。另外，无线充电技术同样存在安全性问题，因为，车辆无线充电主要应用电磁方式，在充电密集的情况下，或者充电与充电桩距离较近，将会增加辐射泄漏风险。当前无线充电技术不仅在新能源汽车方面得以被应用，还进一步被应用到电子消费领域。在后续工作中，工作人员应进一步加大对无线充电技术缺陷的研究工作，进一步完善无线充电技术水平，有效提高其在新能源汽车产业中的使用价值。

5 新能源电动汽车充电发展趋势

电动汽车发展使人们对电动汽车应用需求明显提升，因为电动汽车多被应用到不同场景以及模式中，对电网需求也存在明显不同，因此，要求行业应加强充电设施建设工作，提升充电设施安排密集性，进一步提升充电设施智能化水平，有效满足居民出行充电需求，提高居民出行便捷度。相关研究表明，在未来，无论是电动汽车，还是充电设施，均会成为物联网中的一部分，借助互联网，能够为车主提供更加智能化的服务，包括充电预定、支付等，同时，还能够便于充电设施与电动汽车之间的联系，确保车主能够在及时了解电动汽车剩余电量的情况下，在最短时间内找到到最近的充电设施，使电动汽车供电更加顺畅。另外，互联网技术在电动汽车中的应用也使相关汽车互联模式得到显著发展。

在未来，借助互联网+服务，能够有效实现开放互联网创建，并为车主提供更加便利的服务，能够在拉近地域联系的基础上，提高电动汽车运行距离，优化电动汽车跨境交通能力。

当前电动汽车技术不仅被应用到电力基础设施中，还被广泛应用到客户服务系统中。近年来，电动汽车应用数量的增加也对充电基础设施提出了更加严格的要求。虽然我国在不断提升充电基础设施分布密度，但是由于电动汽车种类繁多，能源匹配问题也成为制约电动汽车使用的重要因素。因此，要求工作人员应做好公共区域充电平衡工作，并切实加大研究。通过采取移动储能以及发电，并配合互联网消费方式，能够在一定程度上提升当前充电设施建设不足的情况，并且能够帮助车主尽快找到相应的充电站，并完成电动汽车充电，可有效提升车主电动汽车使用便利性，另外，通过上述方式还有利于改善能源分布不均的问题。总体而言，电动汽车属于移动储能单元，通过借助汽车电池，能够有效弥补电动汽车充电便利性欠佳的情况。近年来，相关机构进一步研发了反向传导充电技术，能够有效提升电网管理水平，有利于满足电动汽车充电需求，前景可观。

以充电技术完善、优化作为重点，强化充电技术研发工作，能够进一步提升新能源汽车发展水平。结合当前新能源汽车市场发展势头良好的现状，工作人员应加强对市场的规范化管理，并做好相应的引导工作，帮助新能源电动车行业顺利度过当前国家扶持力度逐渐降低的局面，促进新能源汽车长效发展。但是在后续工作中，需要注意的是，工作人员应以传统充电技术着手，并进一步加强充电桩建设工作，以当前实际情况出发，对充电设施进行合理布局，确保其位置分布规划的合理性。同时，工作人员还要提高对无线充电技术的重视度，并通过做好换电站研究工作，在最大程度上提高电动汽车充电速度，可为电动汽车运行提供有效保障。另外，建立在有效充电设施研究基础上，能够进步实现能量、信息双向互动机制探索。加强车网融合技术研究，并配套相应的新型充电桩建设，通过对比融合技术与新型充电桩建设的匹配度，合理改造充电桩，并健全互联网+模式，能够有效提升新能源汽车应用舒适度，使新能源汽车能够为用户提供更加良好的服务。当前汽车对家庭、汽车对电网两种技术发展已经成熟，借助汽车对家庭技术，能够有效解决电网供应受限情况下无法满足电动汽车充电需求的情况，可借助家庭、建筑物完成汽车电池供电，进而保障新能源汽车运行。而在汽车对电网中，能够有效促进电网调节，有利于提升供电服务的稳定性。

6 结语

综上所述，通过加强充电基础设施技术研发，在合理增加终端设备开口的同时，提高终端设备功能，能够有效满足汽车、充电桩之间的连接需求。在未来，新能源汽车多需要配备私人充电桩或者专用充电桩，确保新能源汽车能够随时随地进行充电，提高人们出行便利性。通过研发智能电动交通管理系统，能够为用户提供充电站定位、预约等服务，可有效提升居民新能源汽车使用便捷性。