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引领投资风向的充电桩技术

2016-01-29 15:16:00 电池中国网

充电技术发展步伐不断加快,充电桩产业走到了革弊鼎新的关键节点。交直流充电、无线充电等核心技术的突破,有效推动了充电桩的发展普及。当前要解决好充电标准化问题,使电池技术日臻完善,价格达到民用水平。当诸多条件具备后,电动车才会迎来真正市场。

充电桩可分为直流充电桩、交流充电桩和交直流一体充电桩。在技术路线方面,直流充电机属大功率充电,充电时间较短,但对电池寿命影响较大。交流充电桩由电源转换系统、安全系统等组成,电流较小,充电时间较长,充电方式各有千秋。

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直流充电获认可后市空间值得期待

事实上,直流充电的功率远大于交流充电的功率,普通直流充电桩功率为20KW,存电能力为20KW的电动汽车充满电只需要1小时,而同功率的交流充电桩需充10小时。

直流充电桩正成为发展趋势。2011年之前,国家电网建设原则是慢充为主,2011年至2013年,国家电网建设原则是换电为主,随后在2014年召开的电动汽车充换电设施标准体系完善研讨会上,国家电网提出了主导快充、兼顾慢充的建设原则。国家电网首批充换电设备招标中,直流充电桩383套、交流充电桩156套,直流充电桩投资比重远超交流充电桩。

中投顾问新能源行业研究员萧函指出,未来直流充电桩会因快速充电而更具发展优势。不过直流快充需要建立比较大型的设备,将电网中的交流电整流后直接给电池充电,投入成本较高。赛迪顾问汽车产业研究中心分析师汪家红指出,交流充电桩成本大概在6000元左右,好的直流充电桩要10万元左右,一般都是1到2万元。

成本虽高,但直流充电的市场空间更为广阔。据知名研究行业网站ReportsnReports发布的信息,2014年至2016年,中国电动汽车充电桩总的市场空间分别为20亿元、30亿元、60亿元,直流充电桩投资占总的电动汽车充电桩投资比重分别为15%、20%、30%,直流充电桩市场空间分别为3亿元、6亿元、18亿元,年复合增速145%。

中恒电气主要产品直流操作电源,可用于高频智能化充电站。公司在直流充电技术(电力操作电源、基站电源、高压直流电源)上已有了深厚的技术积累和丰富的商用经验。另一家企业奥特迅,保持对电动汽车充电设备研发的高投入,已完成了充电产品的系列化,应用模块从24伏至750伏不等,产品无论从技术上还是方案上都比较成熟,建立了单独的生产线,优势表现在大功率直流模块充电方面(充电站快充),稳定性高。

“无线充电”引领充电桩未来趋势

业内专家分析认为,在未来充电桩无线化的大趋势下,有线充电桩因其局限性将被逐步淘汰,无线充电桩发展的步伐将会越来越快。

具有布置灵活、使用方便、充电安全等特点的无线充电技术已走出实验室,进入示范发展阶段。其原理并不复杂,即在发射端将电能转换成电磁波并发射出去,接收端接收到电磁波之后,再将其转换成电能,就可进行充电。

但该技术也面临着使用成本较高、技术标准尚未统一、可能存在电磁辐射等问题的制约。业内专家建议,我国应加快建立电动汽车无线充电技术标准,推进电动汽车无线充电应用示范工程,加大对相关技术研发的支持力度,特别是动态无线充电技术,助力电动汽车产业发展。

中国电源学会磁技术专业委员会委员周正国指出,无线充电将是充电桩的未来发展趋势,它会像目前比较火热的手机无线充电一样,不需要充电接口,远距离就可以充电。

与传统充电站、充电桩相比,无线充电设施布置灵活,可以把发射端埋在部分路面之下,届时电动车可以在这些路段实现边行驶边充电;用户使用更加方便。无需插入式电缆即可实现高速无线充电,免去了传统充电桩接线所需要的停车和等待时间,提高电动汽车的使用率。比如电动方程式锦标赛赛道两旁的接收板可在电动赛车疾驰而过的瞬间为其充电;充电过程相对安全。无线充电无火花及触电危险,无积尘和接触损耗,能适应多种恶劣环境和天气。

目前无线充电主要有三种方式,即无线电波式、磁场共振式以及电磁感应式。其中,磁场共振式和电磁感应式更有可能在电动汽车的无线充电中得到应用。

从国外车企来看,丰田、沃尔沃、奥迪、日产等都已经开始研发或测试旗下电动车的无线充电系统。全球通讯及互联网的一些企业也将触角伸向了电动车无线充电的新领域。日产此前宣布取得无线充电技术成果,车辆通过与感应线圈产生感应而进行充电,需要充电时,车主只需将车开到感应线圈的范围内,系统将自动检测到车辆,车主通过应用程序启动和关闭充电过程。

针对无线充电中存在的传输效率问题,奥迪开发了一种可升降的无线充电系统,让供电线圈更靠近车辆底部的受电线圈,输电效率可超过90%。沃尔沃与阿尔斯通和瑞典能源局合作,正研发在快速路上为电动汽车充电的系统。

中兴通讯与英国高通公司率先实现了大功率无线充电系统的商业化。中兴通讯研发的大功率电磁感应式无线充电系统已经通过科技成果鉴定,可以在30KW大功率系统下,实现90%的充电效率,并与东风汽车和蜀都客车合作,在湖北襄阳和四川成都推出了无线充电公交示范线。

智能充电系统技术达国际领先水平

充电安全和使用效率一直是困扰充电行业发展的技术难题。10月25日,青岛特锐德电气股份有限公司在青岛市举行CMS主动柔性智能充电系统新产品发布会。该产品综合技术性能达到国际先进水平,其中充电过程中的主动防护、柔性充电功能达到国际领先水平,可以推广应用。

据悉,CMS系统与现有的新能源充电系统不同,是一套基于充电安全和电池寿命管理的智能充电系统,它能够综合电池信息、用户需求、环境因素和电网容量等信息,制定柔性充电策略,保障电网和电池充电安全,延长电池使用寿命。

特锐德董事长于德翔表示,CMS主动柔性智能充电系统可以将电池充电的安全性提高100倍以上、电池使用寿命延长30%左右,从安全、经济两大角度提升新能源汽车充电质量,是对汽车充电技术的又一次颠覆性的创新。

该系统解决了传统充电桩无序充电导致的电网系统安全、撞桩导致设备安全的问题,克服了不能利用低谷电造成高成本、以及充电接入困难、充电桩占地等缺点,成为汽车群充电的大管家,汽车群智能充电系统是对传统充电桩模式颠覆式的创新。

充电技术标准不一成产业掣肘因素

车型不同,充电设施配置就不同,公共充电桩也不好建。在这样的情况下,开展充电设施建设,将造成建设标准不统一、技术指标不一致,导致充电桩无法通用,造成资源浪费。

为走完电动车充电设施推广的“最后一公里”,国内多家电动车生产企业成立了技术联盟,欲进一步统一国内充电桩的电流、电压标准。

目前这些技术联盟共同制定的技术标准已经提交至国家相关部门,有关部门或将在此基础上发布国标,预计很快就会出台,国内大部分主流电动车企业都涵盖其中。

酝酿该标准似乎事出有因。为推动电动车充电设施的快速发展,国家电网前不久向社会资本发出“邀请”,宣布向社会资本开放分布式电源并网工程和电动汽车充换电设施两个市场领域。

但从市场反应来看,目前的开放条件仍不足以吸引资本快速进入,除了缺乏明确的投资盈利模式外,技术标准不统一也是摆在电动车充电设施市场推广前的重大难题。

事实上,早在2011年,工业和信息化部公布了有关电动汽车充电接口和通信协议的四项国家标准,被认为是电动汽车领域的基础性法规。这几项标准仅仅针对插座、接口等比较初级的方面,但在电动车关键部位的技术参数,电压、功率等方面并没有统一标准。

倘若使用了与自身电压标准不相匹配的充电设备,即使能够充电,也会对车的电池寿命造成影响。充电桩技术标准由车企提供,因此地方政府一般会让当地企业参与设计。以深圳为例,据比亚迪相关人士介绍,当地市场的充电桩设施大部分都由该公司参与设计,这些充电桩并不适用于其他品牌电动车。

若技术联盟提交的标准被国标采纳,上述问题将迎刃而解。然而统一标准并不容易,每个企业都希望自己的设计标准能成为国家标准,不然就会面临整改,必然会增加研发工作量和成本。求长远发展,必然有人要牺牲短期利益,况且目前电动车整体保有量也不高,现在统一时机更好。




责任编辑: 李颖

标签: 充电桩技术

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