眾所周知,電動車因具有節(jié)約能源和環(huán)保無污染等優(yōu)點被各國政府進行大力推廣使用,以此減少因傳統(tǒng)汽車帶來的環(huán)境污染與能源消耗問題。特別是中國,自從2009年“十城千輛”工程以來,國家一直注重新能源汽車行業(yè)的發(fā)展與推廣。
經(jīng)過近年來的快速發(fā)展,中國已經(jīng)成為了規(guī)模最大、最有活力的新能源汽車市場。但是隨著電動車的日益普及,因為電動車自身續(xù)航里程不足和充電樁匱乏所導致的“續(xù)航焦慮”,卻逐漸成了電動車主的一大心病。
解決這個問題,目前有許多不同的路線,比如說有提升電池技術(shù)、超級快充電方式、移動充電、電池更換技術(shù)和充電道路等方案。對于現(xiàn)階段的中國來說,隨著電動汽車的數(shù)量逐漸增多,傳統(tǒng)的固定式交/直流充電樁越發(fā)滿足不了電動汽車日常的充電需求。
針對此情況,國家發(fā)改委在《電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015-2020)年》中明確要求到 2020 年,全國要新建好1.2萬座集中式充電站以及480萬個固定式交直流充電樁,讓充電樁與電動汽車的比例達到1:1,以滿足全國 500萬電動汽車的日常充電需求。
充電設(shè)施的建設(shè)是推廣電動汽車的重點關(guān)鍵之一,而電動汽車移動充電作為新型智能充電方案完全避免了上述問題,能夠解決部分電動汽車充電難的問題。因此,今天我們就注重來聊一下移動充電的解決路線。
移動充電裝置作為電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的其中一種,因其可移動,便捷性強等特點常放置無法安裝充電樁的居民小區(qū)用于提供電動汽車充電服務,又可作為應急救援車為電動汽車提供應急救援充電服務,在一定程度上比傳統(tǒng)的固定充電樁具有更大的優(yōu)勢。
移動充電裝置的基本工作原理是采用鋰電池組作為供電源,當電動車用戶使用移動充電裝置給電動汽車充電時,喚醒移動充電管理系統(tǒng),用戶經(jīng)過身份認證后,選擇合適的充電方式。當它開始啟動充電工作后,從鋰電池組中輸出的直流電經(jīng)過充電控制模塊中的 DC-DC 模塊進行升壓或降壓后,通過充電接口對電動汽車進行直流充電。
值得一提的是,因為大多數(shù)移動充電裝置采用了鋰電池組作為供電源,在電網(wǎng)波谷時給鋰電池組充電,還可以避免電網(wǎng)用電高峰緊張,保證了電網(wǎng)用電安全以及避免了能源浪費。針對目前市面上亮相的移動充電技術(shù),我們做出了下面的幾個歸納。
為了提升補能便利性,降低充電設(shè)施的安裝成本與占地面積,大眾汽車在前段時間提出了充電機器人的新概念。事實上在2018年的時候,大眾汽車便推出了“移動電源”充電站的概念。
他們的計劃是建立一套360kWh的移動快速充電站,能夠為共計15輛電動汽車充電,最多可以為4輛車同時充電,兩輛采用交流電,兩輛采用直流電。使用直流快充的最高充電速率為100千瓦,平均一輛車的充電時間為17分鐘。
隨著智能科技的不斷發(fā)展,到如今大眾將此概念融入了V2X通信的技術(shù),最后升級成了移動充電機器人概念。所謂V2X(vehicle-to-everything),就是實現(xiàn)車輛與一切可能影響車輛的實體實現(xiàn)信息交互。
針對移動充電機器人而言,它配備了攝像頭,激光掃描儀和超聲波傳感器。這些系統(tǒng)的組合不僅使機器人可以完全自主地執(zhí)行充電過程,而且還可以在停車場自由移動,以識別可能的障礙并對這些障礙做出反應。與此同時,可以根據(jù)停車區(qū)或地下停車場的大小,可以同時使用多個充電機器人,以便可以照顧多輛車輛。
值得一提的是,這款移動充電機器人的電芯與大眾MEB電動車平臺上的電芯兼容。這也就意味著它能夠使用大眾I.D.或其它采用MEB平臺車型的廢舊電池,不僅解決了動力電池回收利用的難題,還降低了制造成本。
此外,有別于其他傳統(tǒng)的充電模式都是人/車找樁。在移動充電機器人的模式中,車主通過應用程序或V2X通信啟動后,移動機器人會自行驅(qū)動到需要充電的車輛并與其通信。從打開充電插座蓋到將插頭連接到插座,整個充電過程都無需人工干預。
值得肯定的是,移動充電機器人一旦出現(xiàn),將改變車主尋找充電樁的傳統(tǒng)模式,而這項技術(shù)也將加速停車場實現(xiàn)電氣化。雖然這項技術(shù)當前仍處于概念階段,但大眾汽車集團零部件開發(fā)主管Mark M?ller表示,“只要條件允許,充電機器人將變?yōu)楝F(xiàn)實”。
在移動充電領(lǐng)域,大眾并不是“第一個吃螃蟹”的車企,蔚來早已部署移動充電車。這款移動充電車是蔚來研發(fā)的一款加電產(chǎn)品,它采用了一款大通(MAXUS)EV80電動廂式貨車,它內(nèi)部有兩塊和使用在ES8車上相同的電池,該車提供充電功率為90kW的直流快充,能做到加電10分鐘續(xù)航100公里的水平。
除此之外,作為蔚來最大的特色服務,“一鍵加電”服務實際上還有換電站換電、蔚來工作人員開去充電樁充電的兩種服務。至于選擇哪種方式,蔚來會根據(jù)車輛狀況和位置信息,通過其自主研發(fā)的“蔚來云” 電力物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進行最優(yōu)匹配。根據(jù)規(guī)劃,到2020年,蔚來計劃在全國建設(shè)超過1,100座換電站,同時投放超過1,200輛移動充電車。
剛推出的時候有些網(wǎng)友覺得不可思議,但是隨著NIO Power服務體系的不斷優(yōu)化和提升,讓許多蔚來車主享受到了“續(xù)航無憂”的體驗。在此基礎(chǔ)上,蔚來選擇將其中的“一鍵加電”服務對外開放,也收獲了不少特斯拉車主的青睞,因此這個設(shè)想是非常值得贊賞的,它將蔚來的“用戶”企業(yè)形象展現(xiàn)了出來。
當燃油車沒油時,找個加油站加油,或是請別人帶油來救援是件簡單的事,但電動車沒電的時候就變得麻煩一些,尤其是該地區(qū)并沒有大型充電站時,碰上了臨時有著大量充電需求的狀況,就顯得十分棘手。
因此對于“生長”在地廣人稀的美國的特斯拉來說,移動式充電站的建立能夠更加有效的解決此類充電問題。其實這并不是一項很新穎的概念,特斯拉也不過就是把他們原本的想法實現(xiàn),并且利用了去年7月發(fā)表的Megapack加以結(jié)合。
Megapack是特斯拉最新發(fā)展的電池網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),每一個貨柜都有3MWh(相當于3000kWh)的電量,可以透過串連方式形成一個小型的儲電廠,這次他們把單一個Megapack放上了拖板車上,并且安裝了8個充電樁,供車輛進行充電。
值得一提的是,與一般的大型儲電裝置相比,Megapack的能量密度提高了60%,而且零件輛只要1/10,若是串聯(lián)起來的話,組裝速度也快了10倍之多。運用在移動的超級充電站當中,每個充電樁可以提供72kW的充電效率,雖然只有一般超充150kW的一半不到,但相較于一般的壁掛式充電還要來的快上許多。
而電容量達到3000kWh,理論上可以讓30輛特斯拉車款從電量0充到100%,如果剛好該地區(qū)位處偏遠,但又將會舉辦大型活動的話,這樣的移動型充電站有其存在的必要性,也解決了電動車惱人的里程焦慮問題。
與其他品牌不同的是,作為氫能源技術(shù)的推崇者,豐田選擇了將氫燃料電池作為移動充電裝置的供電源。早在2014年,豐田開始正式量產(chǎn)氫燃料電池汽車Mirai,車輛也擁有“作為移動應急發(fā)電站對外供電”等特性。
與此同時,與采用插入式充電模式不同的是,e-Chargeair采用非接觸式充電方式,通過特殊的電磁感應方式,可以為車輛實現(xiàn)無線充電。當車輛處于行駛狀態(tài)時,e-Chargeair還可以拖掛于車輛后方,能夠?qū)崿F(xiàn)邊行駛邊充電的場景,這樣可以大大縮短電動車的充電時間,并且把對出行時間的影響降為最低。
當然,除了給電動車充電之外,e-Chargeair還可以為家庭供電,其通過自身攜帶的交流逆變器,可以輸出滿足各種家電使用的交流電??梢钥吹剑c采用鋰電池作為供電源的移動充電裝置相比,豐田e-Chargeair采用的氫燃料電池技術(shù)實際上要更加環(huán)保一些,這也與豐田推出e-Chargeair希望減少二氧化碳排放量,解決環(huán)境問題的初衷相匹配。
移動充電擺脫了場地的限制,在提高車輛的使用率、降低車輛用電成本方面具備明顯的優(yōu)勢;能夠有效的解決電動車續(xù)航里程的焦慮,彌補充電樁等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不全的問題,因此越來越多的車企和廠商加強了這一領(lǐng)域的研發(fā)投入。
但是實際上移動充電只是一個“過渡產(chǎn)品”,因為大多數(shù)移動充電都是有動力電池組合而成,也會受到溫度等外界條件的影響。其次,移動充電投入和維護成本太高,利潤又比較低且資金回籠慢,大規(guī)模的推廣在目前有些不切實際。此外,與傳統(tǒng)充電樁相比,移動充電服務的花費更加昂貴,這與電動車強調(diào)的經(jīng)濟性相違背。
因此,與逐步完善的傳統(tǒng)充電樁相比,移動充電并不算是解決充電問題的最優(yōu)解,它的最終形態(tài)應該是與傳統(tǒng)充電樁模式并存,同時在整個電動車充電網(wǎng)絡(luò)中扮演“補充”的角色,以解決電動車救援充電等問題。
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