关于新能源电动汽车充电技术探索

祁增轲

摘 要：由于我国经济发展水平持续上升，人们生活水平随之提升，而且消费水平也日益增长，人民群众在温饱基础问题得到解决后，开始追求更高层面的生活质量，如增加出行需求、出行质量及看重出行体验等。所以，在社会上开始普及私家车，这样有利于社会发展水平的提高。我国经济发展水平不断上升，但是随之而来得是严重的环境污染问题，以及能源枯竭问题。基于这些环境问题，新能源汽车行业实现了飞速发展，并获得广大人民群众的青睐、购买、使用。旧有问题得到处理后，又涌现出新的问题，比如：汽车充电技术等问题，所以本文详细论述新能源电动汽车充电技术是很有必要的。故此，本文从新能源电动汽车的发展背景、充电系统构成部分着手，然后总结出新能源电动汽车的使用优势与使用现状，最后提出新能源电动汽车中充电技术的应用措施及未来发展趋势，仅供同行進行参考借鉴。

关键词：新能源电动汽车 充电技术 发展背景 充电系统 构成部分

About the Exploration of New Energy Electric Vehicle Charging Technology

Qi Zengke

Abstract：As China's economic development level continues to rise， people's living standards have improved， and consumption levels are also increasing. And people have begun to pursue a higher level of quality of life after the basic problem of food and clothing has been solved， such as increasing travel demand， travel quality and valuing travel experience. Therefore， private cars have begun to be popularized in society， which is conducive to the improvement of social development. China's economic development level continues to rise， but it is followed by serious environmental pollution problems and energy depletion. Based on these environmental problems， the new energy automobile industry has achieved rapid development and has been favored， purchased and used by the broad masses of the people. After the old problems have been dealt with， new problems have emerged， such as car charging technology and other issues. So it is necessary to discuss the charging technology of new energy electric vehicles in detail. Therefore， this paper starts from the development background and charging system components of new energy electric vehicles， then summarizes the advantages and use status of new energy electric vehicles， and finally puts forward the application measures and future development trends of charging technology in new energy electric vehicles， which are only for the reference of peers.

Key words：new energy electric vehicles， charging technology， development background， charging system， components

近年来，伴随全球变暖状况日益严峻，诸多能源危机问题相继涌现，这些问题备受全社会公众的重视。在产业建设中，如何有效处理这些问题，要对新能源技术进行广泛研究与运用。比如：在汽车行业发展中，学者们开始进行全新纯电动汽车的研发。这种汽车在实际使用中更有科学性与环保性。但这种汽车发展过程中，对充电站建设提出了高质量要求，有关行业只有对充电站建设开发高度重视，才能推动电动汽车可持续高质量发展，从而为提升企业经济效益提供保障。

1 新能源电动汽车充电技术的背景

新能源电动汽车在实际发展中，政府部门发挥了重大作用，究其原因，政府部门不仅遵循了我国颁布的相关政策，而且对节能行业发展需求进行深入贯彻培育，同时与社会相关行业共同发展，大力推动电动汽车行业朝着新能源方向高质量发展。政府不仅需要投入大量资金，还要投入大量精力。广大民众在购买新能源电动汽车中，所享受的政策补贴都是相关政府部门提供的，均有政府部门承担，企业只推出一些优惠活动，与此同时，政府部门和企业之间配合良好，所以新能源汽车产量及销量逐渐递增，且呈现出最大化增长趋势。

另外，环境污染属于社会发展的大型问题，主要包括土地污染、水污染与大气污染等问题。对于大气污染问题而言，大气环境发生污染的因素较多，如汽车排放尾气。近几年以来，居民经济收益不断上升，购买汽车的数量逐渐增加，在给人们出行提供便利的同时，也产生了一些环境污染问题，所以基于这个问题，汽车行业的研究学者尽力研究并探索了新能源。目前研发出的新能源汽车种类繁多，且深受公众的认可和使用。总之新能源是可再生能源，作为未来汽车行业发展的必然趋势，让大气环境污染问题得到了缓解，所以备受接纳。

2 新能源电动汽车的使用优势与状况

市场油价波动幅度很大，在生产汽车产品时，如何处理此类问题，需降低化石燃料能源的用量，才能让产品销量上升。汽车行业在持续发展中，不断研发出混合动力类汽车与纯电动类汽车，包含出租车与公交车等在实践发展中，推动着电动车行业实现了可持续发展。在电动汽车发展中，关键问题在于消耗电能与充电时间，及其电池应用周期。目前，电池主要有锂离子电池与铅酸电池等。其中的铅酸电池价格不高，能量与功率相对较小，但其自身体积相对较大，仅能在观光车中安装使用，或是行驶距离很短的公共车上安装使用。在使用镍氢电池时，其能量与功率相对较大，但这种电池在具体使用中会产生较高的成本，可以在混合电动车中安装使用。由于锂电池生产规模越来越大，其生产成本逐渐下降，其实际运用优势较多。这种电池不仅性能好，而且质量也高，具有很长的续航时间。但在使用功率较大的电池时，安全方面可能会有问题，且大功率电池使用成本也高。

所以汽车行业在研发电动车相关产品时，需要研制出稳定性能、高效率、能量密度较好的新电池，这样才能促使产品快速发展。在电动车实际使用中，需鉴于传统电池运用实现运行，汽车在充电中，还会受到有关控制对策或电池功能的影响。电动汽车并无很高的电压，但电流很大，所以，充电形式包括慢充、快换、快充。慢充需要在高能耗汽车中使用，快充需要在续航适中汽车中使用。快换充电需要在标准电池组设计中使用，可能会让汽车产品更换。但在运用快换充电方法时，在充电站应该有人值守。

另外新能源电动汽车主要问题有电动汽车开发仍需持续完善，究其原因，对比一般汽车产品而言，新能源电动汽车当前问题包括纯电设备的分布不匀、续航里程短与时间长，其中最严重的问题是纯电操作不便、续航时间不长，这些都会对正常使用电动汽车产生影响，轻者会使人们的出行体验下降，重则会对人们的行程造成影响，从而干扰后续正常工作及实际生活。对于续航时间不长这个问题，有关部门要采取专业处理方法，也就是要进行公共充电站与充电桩的建设，刚开始存在的问题会出现好转，同时很多问题也会逐渐出现。目前一些公共区还是很少建设充电站及充电桩，导致电动汽车正常的充电需求无法得到满足，另外把充电站及充电桩建在公共区，有时也会产生纠纷事件。这些都是新能源电动汽车的常见问题，这对于电动汽车行业发展来说，不仅属于一种挑战，又是一种发展机遇，发生问题的原因是为了更好处理，若是并无问题，新能源电动汽车必定会持续健康的发展。新能源电动汽车的挑战则是有迹可循，由于新能源电动汽车充电技术优化属于重大问题，只有确定了以后发展趋势，同时与不同新能源电动汽车实况结合起来，深层次研究与创新充电技术是很有理论意义与实际意义的。

3 新能源电动汽车充电系统的构成

3.1 充电设施

充电设施指的是为了符合纯电动汽车与插电混动汽车的充电方面问题而配置户外的供电设施，经常会在广场、固定场所或方便停靠新能源汽车的固定地点实施安装。充电设施可为纯电动汽车或者插电混动汽车供应三项或者单项交流电，采用标准型非接触智能卡对充电全程加以控制，并进行保护系统功能的提供，如：防雷系统、过温系统、过流系统、欠压系统与过压系统等。

3.2 充电器

充电器指的是转化电网供应的交直电能为高电压车载蓄电池需要的直流电能设备，也就是DC/DC整流器与AC/DC。纯电动车与插电混合电动车的充电器可以分成两类，一种需要装置于车内，称作车载充电器，另一种需要置于充电桩之中，称作非车载充电器。第一种就是在插电混合电动或者纯电动车上安装AC/DC，使用地面上的交流电网或车载电源提供高电压蓄电池充电设备。车载充电器的主要作用在于和交流电网的建设衔接，使车辆安全充电要求得到满足。此外，还能利用对导线和车辆通信的构建控制。如此以来，不但确保充电安全，还可交换车辆和车载充电器的参数，如高强度电流。除此之外，还要重视如下图1所示的充电结构。

4 新能源电动汽车中充电技术的应用措施

4.1 无线充电技术

无线充电技术指的是电动汽车的传输充电无需使用电缆，进而让车主的出行需求随身携带厚重充电线的困扰得以减少，除了电缆本身相对笨重及带有很多插头以外，还有不容易移动的问题，所以无线充电技术可使上述问题得到高效解决。该技术通常包括电场耦合式、磁场共振式、电磁感应式、无线电波式四类，下图2所示即为较常见的磁场感应充电结构。其中电场耦合与无线电波两种形式需根据传输功率归于一类，但这两种无线充电技术并未在市面上受到运用，目前电磁感应与磁场共振属于常见的两种形式。比较电池更换与传导充电技术而言，可以说，无线充电技术作为新能源电动汽车充电技术发展的一大飞跃，利于充电速度慢或者充电复杂等问题得到有效解决，但其安全方面仍需完善，可能会出现泄露辐射这一问题。但综合考虑充电技术，无线充电技术值得推广，且具有广阔的发展前景。

4.2 传导充电技术

傳导充电技术指的是对电动汽车选择恒流及恒压方法充电，在现实生活中此种充电技术比较常见，由于在销售不同品牌电动汽车时，都会附带便捷性充电线，购买汽车赠送便捷充电线具有以下两个原因，一是，为了让品牌汽车服务增加，将良好购物体验提供给消费者；二是，由于新能源电动汽车必须通过便捷充电线才能处理短途的出行要求。通常来说，新能源电动汽车生产商家对于便捷充电线的赠送，通常以慢充为主，这种充电线的充电时间通常需要控制在14-25h。所以，要是在次日计划长途出行，应该随身携带充电线。以备不时之需。为确保充电问题得到高效处理，车主通常需要申请固定充电桩的安装，安装完成充电桩之后，明显比慢充充电线的效果更好。在成功衔接8-10h后，即可让电动汽车充满电量。因此当今大部分新能源电动汽车购买者都在对这种充电设备进行申请。最后，对于快充方法来说，上面说明的慢充及正常速度传导充电形式，市面上比较常见的就是快充技术，这种传导技术的充电压力通常是150-400A，对比10-65A慢充技术及7kW/h正常充电技术而言，传导充电方法的效果明显更好，但在快冲时，功率会较大，容易增加蓄电池热量，导致电池应用周期变短，可能损坏电池，进而会影响到电动汽车的正常使用。综合来看，慢充方式、正常充电方式与快充方法都存在着优缺点，这是无法避免的问题，所以车主在进行充电方式选择时，要尽量与本身具体需求结合起来，科学选择传导充电技术。不管是慢充方式，还是快充方式，都要充足时间，才可保证正常使用电动汽车，这是广大车主必须意识到的问题。

4.3 更换电池技术

在新能源电动汽车充电技术中，更换电池的技术也属于重中之重，对比更换电池技术与传导充电技术，前者具有更快及更好的使用效果，由于备好的蓄电池可让车主充电等待时间减少，不仅节省了大量时间，又能减少电网受到更换电池技术造成的影响。主要原因是充电站在进行综合采集与调配电池的时候，有利于整体同步管理电网。当今更换电池技术已于许多国家进行了运用，在我国，一些品牌的汽车与制造商开始推广利用更换电池的服务，便于人们选择使用新能源电动汽车，还能确保非能源电动汽车之间差距在无形之中得以降低。近些年以来，新能源电动汽车逐渐受到广大群众的接受，并购买使用，但在2008年的奥运会时，我国就已经开始对更换电池技术有了运用，然后全国很多区域纷纷设置了更换电池的站点及电动汽车的租用服务。由此，新能源电动汽车近几年以来呈现快速发展的态势，除了汽车深受居民的广泛青睐外，充电技术也在逐步完善与发展进步。总而言之，更换电池技术的常见问题包括以下两方面，一方面是更换电池的技术服务车型相对单一，另一方面是大部分换电站在提供电池服务方面仍需逐渐完善，同时还有着提供不稳定的问题。

5 新能源电动汽车充电技术的未来

5.1 互联网+充电服务

基于电动汽车持续发展之下，人们开始在上下班或假期出行中使用电动汽车，这就造成电动汽车对于电力的需求发生一定改变。社会对于充电设备提出了密集性、智能性与便捷性的要求。电动汽车与充电设备在未来必会成为“物联网”中的主要部分。这就说明全部组成部分都会在互联网上容易受到访问。在网络中，支付、预定与搜索等服务皆能实现，电动汽车与充电设备可使物和物之间实现通信。

5.2 结合新能源发电技术

当前新能源使用已是大势所趋，新能源的优点包括资源丰富与无污染，通过新能源进行发展，除了让电力紧张得到缓解之外，还能减少环境污染，强化环境保护。要是在电力系统中引入充电设备和新能源发电技术，不仅能让新能源突然在电力系统中接入产生的负面影响减少，还能弱化充电设备运营中电力系统遇到的压力，更能提升再生资源利用效率。通常而言，郊区由于具有丰富的新能源，可以考虑在郊区建设充电站。同时在市区中提供更换电池的服务，保证郊区与市区之间双向运输。除了有利于推广电动汽车发展之外，还能带动新能源行业实现可持续高质量发展。

6 结语

总之，新能源电动汽车在实际研发和运用中，应该确定新能源行业未来发展状况，结合发展方向及发展目标与相关举措。目前，虽然在使用新能源电动汽车时，仍有充电时间太长、充电技术不合理这些问题的存在，但相信在人们和学者共同努力之下，新能源电动汽车的优越性定会被更多人们接受与青睐，且其问题也会得到高效解决，所以新能源电动汽车充电技术在未来发展中定会日趋成熟，并获得顶尖企业的科学开发与运用。

参考文献：

[1]谷莹，王萌.新能源汽车充电技术的现状及发展[J].中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术：00298.

[2]陆曙光，邵星星，冯雷.新能源电动汽车充电技术与应用浅析[J].中国科技投资，2019，000（030）：222.

[3]李明，胡荣博，徐聪.新能源电动汽车充电技术研究核心思路分析[J].内燃机与配件，2021（12）：2.

[4]郑世欣.浅析无线充电技术在电动汽车应用中的优势与短板[J].电气传动自动化，2017，39（5）：4.

[5]陶冶，黄妙华，陈宇瀑，等.电动汽车充电设施优化布局研究综述[J].中南大学学报，2021，28（10）：3268-3278.

[6]欧珠，和剑奎等.高原城市发展新能源電动汽车充电设备的研究[J].西藏科技，2019（12）：3.

[7]杨帆.新能源电动汽车充电桩发展现状、突出问题及政策建议[J].中国战略新兴产业，2018.