一、目前推廣應用的難點是一次持續里程短、充電時間長

 

       1)一次持續里程短。目前電動汽車一次持續里程比較合理的在200公里到300公里之間。但與燃油車相比還差一半以上。商家一而再三打廣告，說一次充電能跑500公里、800公里，是在誤導了消費者。實際情況是，電動汽車一次充電能跑多少公里，與車載電池多少是成線性有關的。要跑得越遠，車載電池量必須裝越多。

 

       車載電池量在汽車工程設計值上，必須要考量其技術上可行性，經濟性的合理性。與燃料車的油箱容積大小設計是一樣，不是可以任意地無限大的。目前電動汽車的一次里程不能做到燃油車一樣的長，主要理由是由于動力電池的比能量與汽柴油相相比，還差100多倍。我們每天能聽到動力電池技術在進步，但是從科學上講，在短期內，動力電池新能源汽車一次里程上沒有可能趕上燃油汽車的。

 

       2)充電時間長達6-8個小時，是比較科學的。也就是說，實際上電動汽車充電的便捷性是大家不能接受的。一是用家里220V交流電來充電，充電時間要6-8小時；二是到充電站用直流充電，除了排隊外，充電過程要的時間也必須要在30分鐘以上；三是買換電池的車吧，基本上沒有賣的。

 

       二、提高充電方便性基本途徑

 

       1)如果能用民用交流電充電，如果充電時間少于要3小時能接受；

 

       2)如果到充電站用直流充電，充電時間少于1個小時能接受；

 

       3)如果換電池，必須電池是自己專用，是可以接受。

 

       三、鋰離子動力電池組的充電模式

 

       下面是充電曲線，即充電模式采用“限流、限壓”兩階段充電模式。

 

       1)限流過程：

 

       這一階段的充電叫 “限流”充電，充電電流保持在限流值。隨著充電的延續，電池電動勢不斷上升，電池的充電壓也不斷上升。當電池電壓上升到允許的最高充電電壓時，保持恒壓充電。廠家建議：一般采用最佳充電倍率(鋰離子電池為0.3CA)進行限流充電。

 

       2)限壓過程：

 

       在這一階段，由于電池電動勢還在不斷上升，而充電電壓又保持不變，所以電池的充電流呈雙曲線趨勢不斷下降，一直下降到零。這一階段的充電叫恒“恒壓”充電，這一階段的充電電壓：U=E+IR=恒壓值。

 

       (實際做法：當充電電流減小到0.015CA時就可停止充電。)

 

       三、對離子動力電池組充電，實際是一個動態的過程

 

       充電系統必須具有自動調節充電參數、自動控制和自動保護功能：

 

       1)自動調節充電參數

 

       a)例如，在充電時，尤其在恒壓充電階段，如果電池組中有某一個單體電池的充電電壓超過允許的充 電電壓(根據不同鋰電池的特性一般設定為3.9V～4.3V之間)時，充電系統應會根據電池管理系統(BMS)輸出的信號，自動減小充電電壓和電流，使該電池的充電電壓不超過允許的充電電壓，防止該電池過壓充電。

 

       b)再如，在充電開始時，經電池管理系統(BMS)監測到有某一個單體電池的電壓過低，充電系統應能自動改小初始充電電流，待電池的電壓正常后，再轉入正常充電。

 

       所以，在充電過程中，充電系統必須能根據電池組的狀態、電池管理系統(BMS)輸出的信息和整車監控輸出的信息，自動調節充電參數和自動控制充電。

 

       2)自動控制和自動保護功能

 

       在充電過程中，電池組和電動車發生任何不正常情況時，如電池組短路、斷路、高溫、起火和有電池損壞時，充電系統應能迅速切斷電源，停止充電。

 

       3) 與整車CAN總線通信

 

       在充電過程中，充電系統的信息可與整車CAN總線通信。

 

       四、對電池充電實際上“電”能轉換成“化學”能過程

 

       對電池充電必須配備充電設備——充電器。充電器就是把交流電網電源經過整流濾波后，并經一系列調控后，輸出DC電源，供給動力電池組進行充電，即電池組接受的直流電。充電器分為三類：

 

       a)早期使用最多的充電器是采用可控硅作整流控制元件的工頻充電器。必須配置一個龐大而笨重的工頻變壓器。而且效率低、功率因數低、容易對電網造成污染。

 

       b)高頻開關電源充電器。它具有體積小，重量輕，工作可靠，效率高，功率因數高、不怕電網波動和不造成電網波動、既不怕電網干擾又不干擾電網、功率可小可大，容易實現智能化等優點。特別適合做小功率到大功率、特大功率的高頻開關電源充電器。可以通過模塊的串聯，做成高壓充電器；也可以通過模塊的并聯，做成大電流充電器；還可以通過模塊的串聯和并聯，做成高電壓、大電流的大功率充電器。該開關電源充電器還具有根據電池管理系統(BMS)的信息，自動調節充電參數和自動保護電池的功能。

 

       c )種脈沖充電器，結構比較復朵，技術難度較大。脈沖充電可以減少電池在充電時產生的極化現象，從而提高電池的充電效率，減少充電時間，實現快速充電。

 

       以上說明，電能變成化學能是一個十分復雜的過程，必須有充電器和BMS協同工作，才能完成這一工作。

 

       五、充電時間長是電動汽車推廣應用的一個難題

 

       1)難題之一：按最佳充電要求對電動汽車充電的充電時間，至少要3個小時。因此，電動汽車的充電方式不能像燃油汽車在加油站加油那樣，在像加油站那樣的充電站進行充電。

 

       2)難題之二：電動汽車的充電系統是各自獨立的。它不可能在充電站里并聯充電。也就是說不能幾輛電動汽車共用一臺充電器。

 

       五、電池快充(快換)是市場對電動汽車的必然要求

 

       1)電池快充的技術難點：能做到20分鐘充滿電，電動汽車的市場競爭力將會明顯提升。其難點是：

 

       a)要有能接受快充的電池。前磷酸鐵鋰鋰離子電池來說是可能的3CA的充電倍率進行充電，鈦酸鋰電池可以接受更高的10CA的充電倍率進行充電。

 

       b)20分鐘充滿電，那至少要用3CA的充電倍率進行充電，電池組導線及接頭的容量至少要增加5倍以上，如何解決？

 

       c)充電設備所需的功率很大。以一輛電動大巴為例，它配置600Ah的電池120個。3CA的充電電流為1800A，充電電壓510V。充電器的輸出功率為918kw，電網提供的功率1150kw，如何解決？

 

       2)電池快換的技術難點：換一次電池的時間大約需要10分鐘，大眾是滿意度，但是其技術難點是：

 

       a)用快速更換法時，要求電池組的容量減半。這樣一來，電池的放電倍率增加一倍，會使電池的壽命減少。

 

       b)用快速更換法時，對電池組的標準化設計和電池的一致性、充電控制要求更高，增加電動車的運行成本。

 

       c )如果仍然保持電池合理的配置，那么也要增加一倍的電池儲備，自然會增加電動車的運行成本。

 

       六、觀點及建議

 

       1)電動汽車與燃油汽車相比，在一次性里程和能量加注的便捷性上，是沒有辦法比的。

 

       2)對電動汽車的用途進行具體分析，進行綜合考量，進行組合法，提高充(換)電的便捷性?；驹瓌t是電動汽車是充電不是換電，規充電為主、快速補充充電為輔的充電方式為好。常規充電的時間約4小時。我們主張快速補充充電的充電倍率1CA左右，充電1小時，就可充電80%以上。

 

       3)對于電動公交車而言，充電站就設在公交車總站內。在晚間下班后利用低谷電充電，可利用時間5～6小時。白天運行的車輛，續駛里程不夠時，可利用中間休息待班時間進行補充充電。10米以上公交車以架空接觸網充電位最佳，以槍充為輔。

 

       4)其他車輛以槍充為主，配交流充電機和直流充電，兩個模式應該是標配。

 

       5)快速補充充電的充電倍率1CA，充電80%以上，最快不能超過3C，要有耐心等20分鐘以上。

 

       6)隨車帶15Kw以下便攜的充電器，走到哪里充到哪里。

 

作者：雷洪鈞