电动汽车电能补充技术
雅新
（物流121班 31312107）
摘要：本文主要摘录了目前市面上已经在使用的各大汽车公司的先进的电动汽车的充电技术，包括福特、沃尔沃等世界知名品牌。
关键词：电动汽车，能源补充
引言：
目前我国电动汽车研究已取得阶段性成果，电动汽车是一种非常理想的中速和短途的日常公共交通工具，电动汽车的应用有效地解决了能源和环境两大难题，因此，在我国有着得天独厚的发展条件和广阔的应用前景。根据欧美和日本等先进国家的经验，在进行电动汽车的开发和制造的同时，必须研究开发电动汽车与之相适应的公共充电站和进行电动汽车示工程建设，为电动汽车的推广使用积累经验。为了作好这项工作，就必须进行电动汽车充电机（站）及其充电管理系统的研究与开发。随着电动汽车研究的深入，对于电动汽车用电池充电机（站）有了一定的需求，在电动汽车大围推广应用后，存在着对电池包中电池模块充电的技术要求，因为很大程度上影响电动汽车的运行质量是电池使用寿命过低、电池容量充不足等诸多问题造成，而这些问题与使用中电池安装配置和充电方法的选择即电池组与充电机的匹配、电池包中电池模块间性能一致性差异太大、运行和充电过程中电池的管理都有密切关系，故电动汽车蓄电池充电机（站）就必须达到一定的标准、规模和技术管理，而且同时还要考虑到充电机（站）对电网的影响，所以研究大规模电动汽车充电技术就具有极其重要意义。本文着重探讨目前先进的电动汽车电能补充技术。
1.福特新款便利性充电技术
福特新款福克斯电动车为用户提供创新型家用充电装置，具有多重优点，给
用户带来方便简捷的操作体验。该装置由福特与北美电气设备生产商Leviton公司共同研发。该充电设备安装简便，由于采用新颖设计与新型安装固定托架，无须采用工具便可实现更换或升级改进，使得插头拔插操作异常简单。新型充电装置其他优点包括业领先的价格优势、十年硬件维修保障服务以及美国国加工质量。福特为新款福克斯电动车采用顾客向导型技术，其中家用充电装置将为用户带来显著便利。该装置由福特与北美行业领先的电气设备生产商Leviton公司共同研发，能够赋予用户多方面的便利与益处。
新型家用充电装置主要优点之一在于采用了非固定式安装模式。该装置以插入240伏特接口的途径取代直接使用硬接线连接断电盒的方式。这种非固定式安装方法使得插头拔插操作异常简单，无须采用工具便可实现更换或升级改进。福特车辆电气化与基础设施部门经理Mike Tinskey表示：“我们提供业领先的充电装置，不仅为客户提供优越性能，并且具有巨大的灵活性。而这只是福特为了使福克斯电动车成为用户手中操作简便的解决方案之一。”这款装置将在美国国生产制造，其外罩60%构造均来自于用户再循环材料。另外，该装置与未来福特所有插电式车辆接口兼容。除了具有美观的外表，该装置还具有高功率的特点，有利于实现快速充电，以提高在同类产品中的竞争力。
2.沃尔沃汽车开发的电动车感应充电技术
2011年，沃尔沃汽车集团宣布正式投身一项感应充电（Inductive Charging）研究项目。该项目名为“持续性电力行驶CED（Continuous Electric Drive）”，由沃尔沃、比利时技术开发机构Flanders' Drive、比利时巴士制造商Van Hool 和有轨电车（Tram）制造商庞巴迪Bombardier等单位共同合作开发。沃尔沃主要负责开发无需插口（Socket）和线缆的充电方法与系统产品。采用感应充电技术，能量可通过埋设于路表面以下的充电板以无线的方式传送至车辆电池，具有多方面的便利。
沃尔沃汽车集团特殊车辆业务部门项目经理Johan Konnberg解释说：“CED项
目工程之目的在于为电动车的保有与使用提供更多便利。”从5月19日开始，一辆沃尔沃C30电动车被送往Flanders' Drive进行感应充电技术改造，这意味着CED项目的正式启动。CED项目工程致力于验证一系列电动车性能，包括有轨电车、巴士和乘用车等，主要容包括：
·动态与静态应用的高能量传输技术
·探索全天候实况条件下，公路车辆用于城市环境的技术可行性
·动态充电的工作效率
·系统控制与分段激活（Segment Activation）
·系统安全，完全符合所有适用的电磁兼容法规和标准
3.品尼法瑞纳设计电动车用树形太阳能充电站
去年意大利著名汽车设计工作室平尼法瑞那Pininfarinia曾展出一款两座电动车原型Nido，而今年该公司拟将车辆的环保性能再次提升一个台阶，开发出名为Antares（心宿二，上个月在罗马举行的MoTechEco可持续性汽车展上，平尼法瑞那首度公开Antares树形太阳能充电站。该充电站采用树形构造，顶板总面积108平方英尺，包含20个太阳能光伏电池板，额定输出功率为4.6千瓦，按照正常工作强度所积蓄的电量足以支持两辆Nido电动车分别行驶50英里路程。Nido电动车在模块化车架的基础上采用了碳纤维复合材料，其平台可以拓展车型种类，包括2 2混合动力车、皮卡乃至轻型货车等。配合太阳能充电站，Nido 电动车的总体油效较当前车型具有较大的提升幅度。天蝎座α星）的树形太阳能充电站与略小于标准型（Pint-size）的Nido车型进行配套。除了平尼法瑞那，
其他一些汽车相关企业也正从事树形太阳能充电站的开发工作，例如位于芝加哥的Carbon Day Automotive汽车公司当前正在组装其新型太阳能插入式充电站，作为公司ChargePoint Network充电点网络项目的一部分。这是一款额定功率2.2千瓦的系统，可同时为两辆电动车进行充电。此外，日产和谷歌也在开发太阳能充电站。不过相形之下，无论是发电功率还是外形风格，平尼法瑞那的Antares树形太阳能充电站都具有自己的优势。
4.西门子推出VersiCharge充电站
2011年7月19日，西门子工业集团宣布推出新型电动车用VersiCharge系列充电站，面向家用及企业应用。该产品的定位为二级充电站，可面向额定功率240伏特的用电设施，总共包括VersiCharge和VersiCharge SG两个子型号。根据计划，VersiCharge系列充电站将从2011年年底开始投放到市场，VersiCharge SG将从2012年第一季度开始正式销售。VersiCharge和VersiCharge SG充电站均具有全天候使用能力，可面向市及室外应用，并设有高灵活性板状底座系统。该系列充电站采用彩色仪表显示器注明充电状态，其线圈长度达到20英尺（6.1米），从而使得附件机构作用围得到延伸。“全功能用户控制”特性为大多数用户所熟悉，该功能可延迟充电操作，无须用户等候便可将电动车的充电推迟到到夜间，而此时用电负荷下降，正适宜于电动车注入电能。VersiCharge SG充电站具有两种接入方式：第一是采用ZigBee无线通信技术。Zigbee乃是采用蜂鸣拟声来指代IEEE 802.15.4协议，具有短距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本的特点，主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。第二是采用部扩接口来添加Wi-Fi无线传输功能。VersiCharge SG充电站的应用灵活性有利于用户降低电动车的使用运行成本，同时还可帮助控制能耗。西门子工业集团低压产品业务总监Barry Contrael表示，电动车在汽车市场上势头正劲，整个充电系统的基础建设与安装工作重要性不言而喻，正与西门子等企业的开发分配能力契合。西门子在充电技术创新方面具有深厚经验，VersiCharge系列充电站将加入西门子可再生及可持续能源产品阵容，从而为电动车用户提供安全、低成本的充电解决方案。
5.多家制造商联合推出电动汽车的无线充电技术
近日，德尔福、英菲尼迪、日产、高通公司、劳斯莱斯和无线电力公司（WiTricity）都着手研究一种电动车无线充电技术，即不需要额外的连接设备例如电目前有一种利用电磁感应技术的充电方式可以达到无线充电的目的。在路面或停车场基站处安装一个具有可变电流的电磁线圈作为充电时的发射器，汽车下方具有一个作为接收器的电磁线圈，当汽车行驶到相应位置时，发射器与接收器通过无线感应发生共振从而产生电流，电流经过转换进入汽车电池，从而将电池充满。线，将充电设备安置在停车场的停车位上，驾驶者只需将车辆停放在相应位置就可离开。电磁感应技术虽然能够实现无线充电的设想，但是这项技术并不是完美的。由于安装在路面上的电磁发射器会产生杂波可能会加热周围的金属物体（通过欧姆加热方式）。这也是目前这项技术受到公众质疑的地方。这项技术采用无触点功率转换法，依靠磁动态耦合或MDC方式（两个相距4-6英寸的永磁体之间产生感应磁场）实现。在路面与车底部之间的系统发射端有一块磁铁，而位于车底部的接收端也具有一块磁铁。当一个小型电动马达转动下方的研究人员解释道：“这种方式达到了与机械耦合同样的效果，但是它不需要直接接触，这样就起到了节能的效果。”磁铁时，上方的磁铁受到电磁感应的影响随之旋转，从而产生感应电动势，即电能。从生产制造角度来说，两块磁铁能够分别集成到电动机与发电机之中，形成一个结构紧凑且可靠的电量转换系统。此外，可以使用相对便宜的铁酸盐磁铁代替成本较高的采用稀土元素材料制造的磁铁。测试结果表明，采用无线充电方法后，充电效率相比采用电缆充电要高出90%，并且设备与车辆之间不需要精确对准，因为磁场的效用围比较大。
引用：