電動(dòng)汽車作為一種發(fā)展前景廣闊的綠色交通工具,今后的普及速度會(huì)異常迅猛,未來的市場(chǎng)前景也是異常的。在全球能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)嚴(yán)重的大背景下,我國(guó)積極推進(jìn)新能源汽車的應(yīng)用與發(fā)展,充/換電站作為發(fā)展電動(dòng)汽車所的重要配套基礎(chǔ)設(shè)施,具有非常重要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。一場(chǎng)興建電動(dòng)汽車充/換電站的運(yùn)動(dòng)已經(jīng)在全國(guó)范圍內(nèi)展開。
整體系統(tǒng)由四部分組成:電動(dòng)汽車充電樁、集中器、電池管理系統(tǒng)系統(tǒng)(BMS)、充電管理服務(wù)平臺(tái)。
電動(dòng)汽車充電樁的控制電路主要由嵌入式ARM處理器完成,用戶可自助刷卡進(jìn)行用戶鑒權(quán)、余額查詢、計(jì)費(fèi)查詢等功能,也可提供語音輸出接口,實(shí)現(xiàn)語音交互。用戶可根據(jù)液晶顯示屏指示選擇4種充電模式:包括按時(shí)計(jì)費(fèi)充電、按電量充電、自動(dòng)充滿、按里程充電等。
電動(dòng)汽車充電機(jī)控制器與集中器利用CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,集中器與服務(wù)器平臺(tái)利用有線互聯(lián)網(wǎng)或無線GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,為了安全起見,電量計(jì)費(fèi)和金額數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)安全加密。
作為電網(wǎng)配用電側(cè)的電動(dòng)汽車充電樁(栓),其結(jié)構(gòu)的特殊性決定了自動(dòng)化通信系統(tǒng)的特點(diǎn)是被測(cè)點(diǎn)多且分散、覆蓋面廣、通信距離短。并且隨著城市的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟缶哂徐`活性和擴(kuò)展性的結(jié)構(gòu),因此,電動(dòng)汽車充電樁(栓)通信方式的選擇應(yīng)考慮如下問題:
(1) 通信的可靠性——通信系統(tǒng)要長(zhǎng)期經(jīng)受惡劣環(huán)境和較強(qiáng)的電磁干擾或噪音干擾的考驗(yàn),并保持通信的暢通。
(2) 建設(shè)費(fèi)用——在滿足可靠性的前提下,綜合考慮建設(shè)費(fèi)用及長(zhǎng)期使用和維護(hù)的費(fèi)用。
(3) 雙向通信——不僅能實(shí)現(xiàn)信息量的上傳,還要實(shí)現(xiàn)控制量的下達(dá)。
(4) 多業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率——隨著以后終端業(yè)務(wù)量的不斷增長(zhǎng),主站到子站、子站到終端之間通信對(duì)實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率要求越來越高。
(5) 通信的靈活性和可擴(kuò)展性——由于充電樁(栓)具有控制點(diǎn)面多、面廣和分散的特點(diǎn),要求采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議,隨著“ALL IP”網(wǎng)絡(luò)技術(shù)趨勢(shì)的發(fā)展以及電力運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)的不斷增長(zhǎng),需要考慮基于IP的業(yè)務(wù)承載,同時(shí)要求便于安裝施工、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)。
充電樁是一種設(shè)備,用于為電動(dòng)車或混合動(dòng)力車提供充電服務(wù)。它是由電源控制模塊、充電接口模塊、通信模塊、計(jì)量模塊等組成的,可以將交流電能轉(zhuǎn)化為直流電能進(jìn)行電動(dòng)車的快速充電。充電樁通常安裝在停車場(chǎng)、加油站、小區(qū)、商場(chǎng)等公共場(chǎng)所,方便人們隨時(shí)充電。隨著電動(dòng)車的普及,充電樁的需求量也逐漸增加。
清華大學(xué)核研院鋰離子電池實(shí)驗(yàn)室主任何向明:鋰電快充是有希望的,但是像網(wǎng)上炒作的5分鐘即可充滿電,是偽命題。我們認(rèn)為10-15分鐘是比較現(xiàn)實(shí)的目標(biāo)。比如一輛車50度電,1小時(shí)充電就要50千瓦的充電樁;6分鐘充滿電,就要500千瓦的充電樁,500千瓦的充電樁,如果是220伏的電壓,電流就是2000多安培,這是不可能的,在小區(qū)里就不會(huì)讓用,這涉及到小區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施增容。此外,快充對(duì)電池的壽命、安全性有著的隱患。
小區(qū)充電站是指為電動(dòng)汽車充電的站點(diǎn),與現(xiàn)在的加油站相似。充電站按照功能可以劃分為四個(gè)子模塊:配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、電池調(diào)度系統(tǒng)、充電站監(jiān)控系統(tǒng)。充電站給汽車充電一般分為三種方式:普通充電、快速充電、電池更換。普通充電多為交流充電,可以使用220V或380V的電壓??焖俪潆姸酁橹绷鞒潆?。充電站主要設(shè)備包括充電機(jī)、充電樁、有源濾波裝置、電能監(jiān)控系統(tǒng)。
電動(dòng)車充電樁和充電站是不同的兩種產(chǎn)品。充電樁是在固定在地面上,利用充電接口,采用傳導(dǎo)方式,為具有車載充電機(jī)的電動(dòng)汽車提供交流電能,具有相應(yīng)的通訊、計(jì)費(fèi)和安全防護(hù)功能。類似與加油站里面的單個(gè)加油機(jī),固定于地面通過刷卡或者投幣的方式給來往的車輛充電。而充電樁本身又可以分為交流充電樁和直流充電樁。