摘要：近年来，国家正在推行多项举措,使清洁能源可以逐步替代传统能源，作为清洁能源的重要推广领域之一,电动汽车生产及销量近年来成倍增加，相比其他如风能、光伏等清洁能源,电动汽车作为电能有其不同之处，就是具有电源及负荷终端两种身份，可以参与电网峰谷调节。这种电源与负荷之间的转变与电动汽车的充电模式有很大关系。本文就电动汽车的四种充电模式展开讨论，并分析各充电方式的优缺点。
关键词：电动汽车；充电模式
0 电动汽车发展情况概览
作为国家战略性新兴产业，电动汽车正在大规模发展。根据中国汽车工业协会及公安部交管局的数据，截至2015年底，我国新能源汽车保有量达到58.32万辆，其中，纯电动汽车保有量33.2万辆，占新能源汽车总量的56.93%。从该数据来看，仅纯电动汽车保有量与2014年相比就增长两倍，是一个巨大的飞跃。2016年新能源汽车生产为51.7万辆，销售50.7万辆，比上年同期分别增长51.7%和53.0%。其中纯电动汽车产销分别完成41.7万辆和40.9万辆。可见不只电动汽车的生产量在逐年提高，电动汽车的需求量也在稳步提高，尤其纯电动汽车，其在新能源汽车的保有量中己逐渐占据主导地位。
在不久的将来，当电动汽车保有量达到一定程度，电动汽车的充电将对电网产生一定影响。相比与风能、光伏等天然具有不连续发电特性的清洁能源，电动汽车既可以作为电能终端消耗电能，也可能作为电池储能，在电网用电高峰时期参与电网调压调峰。
电动汽车数量、车型种类、充电行为等均会影响电动汽车的充电负荷、本文暂不讨论电动汽车数量、车型种类等因素，重点分析研究电动汽车的充电行为。这里以纯电动汽车为例重点讨论。
1 电动汽车充电理念
国家电网公司2014年就开始推广“主导快充、兼顾慢充、引导换电、经济实用”的充换电服务理念。
2 电动汽车充电模式
电动汽车充电主要有以下四种模式:
2.1 慢速交流充电
慢速交流充电是目前比较常规且普遍的充电模式，而且操作简单,易于推广。可采用随车配备的便携式充电设备，在家庭、工作场所内或公共停车场使用正常的交流电源或交流充电桩均可连接充电。充电功率一般在10kW以内。交流充电方式采用小电流的恒压或恒流充电，充电电流约为15~30A，一般充电时间为5~8小时。在此需要注意的是，正常配备的车载充电插头大多为16A，而家庭或单位所使用的插头大多为10A，故一定要注意配对。此种充电方式对电网负荷及配电网运行影响较小。
慢速交流充电模式采用的具体充电模式为：前期定流充电，后期定压充电。前者可以保证电池深度充电；后者可以减少电流大小结束充电，避免过充。
该种充电缺点是充电时间长，并不能满足充电时间有限或者需要立即使用汽车的电动汽车车主。但是该方式优点也很明显，主要有两点：一、因为充电时间长，可以结合电动汽车与电网互动技术，利用电力低谷时段进行充电，降低充电成本，并可以在电网用电高峰期从电池内向外发送多余的电量，参与电网调节工作。二、该种充电模式可对电池深度充电，提升电池充放电效率，延长电池寿命。实际上，对于一般的家庭及公共交通车辆，由于用车时间集中于白天或者特定时段，该种充电方式都是可行的。
2.2快速直流充电：
通常作为电动汽车电量不足的应急充电，是常规慢速交流充电的重要后备充电手段。当电动汽车无法采取换电手段时，只能采用直流大功率充电。通常选取三相四线AC380V的电压作为直流充电桩的输入电压，此种充电模式充电功率大，一般大于30kW，且充电电流较大，一般为150A至400A。对电网的冲击最大，尤其在电网用电高峰期会加剧电网的波动。
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同慢速交流充电的先定流后定压不同，快速直流充电采用脉冲快速充电。即在充电过程中反复充放电。先给电池用额定容量的大电流进行定流充电，使电动汽车电池在短时间内充至一定容量。接着按照正脉冲充电-前停充-负脉冲瞬间放电-后停充-再正脉冲充电的循环，直至充满。
由于此方式充电时电流较大，短时间内对电池的冲击较强，对电池寿命影响较大。从电池寿命角度考虑，尽量不采用此种充电模式。最大优点为充电时间大为缩短。现阶段大多数快速充电都采取直流脉冲充电方法。
2.3 电池整组更换
此种充电方式可将容量较低的电池更换为满电量的电池，既可以在短时间内为电动汽车续航，又可以利用电网低谷给电池充电，兼具前两种方法的优点。所以国家电网公司大力提倡。
但遗憾的是这种方法并未大规模普及。因为更换电池的充电模式最大的限制是各大厂商需要统一电池规格、大小，使各方面具有同等标准，并且每块电池组的性能一致或依电池性能大小一致。仅目前情况来看，市面上提供的可替换电池组性能并不高。因此，更换电池的充电模式并没有大规模使用，目前仅有运营时间规律的商业运营车辆如出租车、公交车等使用此种充电模式。
2.4 无线充电
首先设想一下这样的场景，一辆汽车看似不需充电更无需加油，就可以一直在路上跑，那是多么令人振奋的事！电动汽车中的理想充电模式便是“无线充电，即停即充，边走边充”。可以说，无线充电模式未来应用的前景无法估量。无线充电的电能来源目前有两个：一是路面铺装的供电系统，二是汽车上接受的电磁波能量。
2016年，国际自动机工程师学会（SAE International）发布了混插式以及全电动汽车无线充电技术的行业标准，这是电动汽车无线充电方面的第一个行业标准：“SAE TIRJ2954”，该标准在技术上保证了遵循该协议的各个厂家其充电器接口可以互相兼容。
16年，我国己初步研制出利用无线轨道车道来进行无线充电，计划在固定行驶的公交车路线、高速路、景区道路上推广使用。无线供电车道类似于加油站，当电动汽车电量不足时，就可以驶入铺设有无线供电系统的车道上，边走边充电，而且全过程不需要驾驶者下车操作。此外，还可以通过系统随时远程调节充电时长、实时监控车辆状态，充满电后自动断电。在无线轨道车道上行驶时，甚至不需要装设电池。
另外，使用平面盘式传能机构也作为一种新型电能传输技术己经在市场上应用。该种充电方式由于车辆的受电部分与供电部分没有机械链接，操作更安全、且防水防尘，更易保养，但是主结构 复杂，容易受到电磁干扰。
希 望该种充电方式可以大批量产应用。
3 结语
现阶段，这四种充电模式都各有优缺点，并不能很好满足人们出行的需求。电动车的发展是大势所趋。今后的发展更像今天的智能手机，更新换代迅速，性能越来越稳定，安全系数越来越高。但是同智能手机一样，使用的巡航能力是主要制约因素，配置再高，跑不远只能是中看不中用。电动汽车充电模式的发展以及电池容量的提高将在未来很长一段时间内成为电动汽车发展技术中的重要一环。
参考文献：
[1]刘坚.中国2030年电动汽车电力系统储能应用研究[J].可再生能源，2015，（37）.
[2]王红君，吴浩等.电动汽车参与电网调峰的模型及调度策略研究[J].电源技术，2015，（39）.
作者简介：苏晴（1988-），女，江苏省徐州市人，民族：汉 职称：工程师，学历：本科
王屿蕃（1986-），男，江苏省徐州市人，民族：汉 职称：工程师，学历：
论文作者:苏晴1,王屿蕃2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/5/18
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