怎么才能買輛車?小編給你支個(gè)招，這不還能買電動(dòng)汽車么。一提到電動(dòng)汽車，大家普遍的反應(yīng)是萬(wàn)一開到半路沒電了怎么辦?半路沒遇上充電樁、充電站，又沒有無(wú)線充電怎么辦?確實(shí)，續(xù)航和充電難問(wèn)題是電動(dòng)汽車的一大痛點(diǎn)，如果能夠充電5分鐘，行駛兩小時(shí)，自然就沒問(wèn)題了。今天咱們就研究研究這電動(dòng)汽車充電難的問(wèn)題該如何解!
解法一：換電池
現(xiàn)在大部分電動(dòng)汽車充電快則2小時(shí)，慢則7、8小時(shí)，離充電5分鐘的目標(biāo)相去甚遠(yuǎn)。換電池模式能夠大大縮短等待時(shí)間，在換電站幾分鐘就能搞定，與在加油站加油的時(shí)間相差無(wú)幾。
位于北京博大路的中石化加油站內(nèi)，一座換電站于2016北京車展期間建成使用，是目前國(guó)內(nèi)乃至全球首座大型純電動(dòng)汽車的商用換電站。
由于換電站采用純機(jī)械模式，當(dāng)駕駛員點(diǎn)擊確認(rèn)換電后，底盤下方的全自動(dòng)機(jī)械手僅需幾秒就可將重達(dá)400公斤的電池?fù)Q下，將電池轉(zhuǎn)移回電池充電間。而此時(shí)，需要支付的電費(fèi)、服務(wù)費(fèi)統(tǒng)統(tǒng)都會(huì)顯示在屏幕上，當(dāng)你支付成功后，一塊滿血的電池就被送出，由機(jī)械手重新進(jìn)行安裝，最重要的是，這一過(guò)程僅僅需要兩分鐘!
與外露的充電槍相比，換電站全部采用隱藏設(shè)計(jì)，操作過(guò)程全靠機(jī)械手自動(dòng)完成，用戶全程沒有接觸到電的機(jī)會(huì)。
換電池的模式可不僅僅是方便、快捷這一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，還有以下幾大好處：
1)車電分離。用戶無(wú)需購(gòu)買電池，降低購(gòu)車成本。
2)解決電池壽命短與車身不匹配問(wèn)題，保證電動(dòng)車在全生命周期內(nèi)的電池使用。
3)運(yùn)營(yíng)商對(duì)電池專業(yè)維護(hù)，確保電池始終保持在最佳狀態(tài)。
4)可實(shí)現(xiàn)電池的智能化管理和實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)控，確保用戶駕車安全。
5)不會(huì)對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊。只需設(shè)計(jì)專門供電線路在城郊建設(shè)集中充電站，配送到城區(qū)布設(shè)的換電網(wǎng)點(diǎn)。與整體改造城市電網(wǎng)相比，大大節(jié)約投資，占地少，建設(shè)周期短。
6)可有效利用低谷電。充電中心可以在后半夜集中充電，享受低谷優(yōu)惠電價(jià)，均衡電網(wǎng)供電，提高能源利用效率，是一種十分有效的節(jié)能用能方式。
7)電池階梯利用。采用換電模式，可以方便地把容量低于80%的淘汰電池集中起來(lái)，利用其剩余效能，建設(shè)儲(chǔ)能電站。特別是在第二、三代智能電網(wǎng)中，可以組合成微網(wǎng)儲(chǔ)能電站，實(shí)現(xiàn)峰谷調(diào)差和微網(wǎng)循環(huán)。
不過(guò)，看上去很美好的“換電池”模式也有它的弊端。
1.各車企電池型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一
據(jù)統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)電動(dòng)車的廠家比較多，各車型的蓄電池型號(hào)與生產(chǎn)廠商各不相同，各品牌電動(dòng)汽車的電池不能通用。從發(fā)展需求來(lái)看，要想讓私家車也享受換電服務(wù)，就必須解決電池規(guī)格和充電標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題。
2.換電站需要大量?jī)?chǔ)備
為了能夠滿足電動(dòng)車的換電需求，換電站必須儲(chǔ)備大量的電池。由于電池型號(hào)不同，每種電池均需儲(chǔ)備，更增加了運(yùn)營(yíng)成本。一個(gè)辦法可以緩解這個(gè)問(wèn)題，就是多個(gè)換電站共享電池庫(kù)存，降低庫(kù)存成本。
3.需統(tǒng)一換電標(biāo)準(zhǔn)
不同品牌的電動(dòng)汽車更換電池的方式并不完全相同，自動(dòng)換電系統(tǒng)不一定能通用。因此，在建設(shè)換電站的同時(shí)，應(yīng)制定統(tǒng)一的換電方式和標(biāo)準(zhǔn)。
綜合上述利弊，目前換電模式還未能廣泛應(yīng)用，更適用于某些細(xì)分領(lǐng)域，如出租車、公共交通和物流車隊(duì)等。
值得一提的是，國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)最初都提出了“換電為主，插充為輔”的發(fā)展思路，只是由于主流車企的反對(duì)才不得不擱置。然而，國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)并沒有放棄舊夢(mèng)，力帆汽車、北汽新能源已經(jīng)開始布局換電領(lǐng)域，上汽集團(tuán)、廣汽客車和眾泰汽車等都在與經(jīng)營(yíng)換電基礎(chǔ)設(shè)施的公司深入探討合作。電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展之時(shí)，單一充電模式必然不能滿足社會(huì)需求。
解法二：無(wú)線充電
無(wú)線充電技術(shù)源于無(wú)線電能傳輸，由于充電器與用電裝置之間以磁場(chǎng)傳送能量，兩者之間無(wú)須導(dǎo)線連接。無(wú)線充電的方式可以分為四種：電場(chǎng)耦合式;電磁感應(yīng)式;磁場(chǎng)共振式;無(wú)線電波式。
電動(dòng)汽車采用的無(wú)線充電技術(shù)為電磁感應(yīng)式或磁場(chǎng)共振式，將充電電纜和反射線圈埋設(shè)在停車位組成供電機(jī)構(gòu)，當(dāng)車輛駛?cè)胪＼囄?，安裝在車輛底部的接收線圈與發(fā)射線圈重合，車輛與充電服務(wù)器建立通信開始充電，發(fā)射線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，接收線圈產(chǎn)生電流通過(guò)逆變器將電能傳遞到電池。
電動(dòng)汽車無(wú)線充電的優(yōu)勢(shì)在于：
1)充電設(shè)備占地小、充電便利性高。
2)充電設(shè)施可無(wú)人值守、后期維護(hù)成本低等優(yōu)勢(shì)。
3)在相同的占地面積下，相比于傳統(tǒng)的充電樁充電，使用無(wú)線充電可以充電的電動(dòng)車數(shù)量有所提升，增大了空間利用率。
相同功率的設(shè)備相比較，無(wú)線充電設(shè)備建設(shè)成本大概是有線電樁的2～3倍，但擁有成本只有傳統(tǒng)有線充電與換電的十分之一。按目前的充電站建設(shè)成本來(lái)看，在免費(fèi)獲得充電站建設(shè)用地的前提下，需要投資約2000萬(wàn)元建設(shè)一個(gè)充電站，大約配8個(gè)左右充電位，按照每個(gè)充電位1：5的使用比例計(jì)算，一個(gè)充電站每天能充40輛汽車。而用無(wú)線充電技術(shù)，用2000萬(wàn)的投資，在不征地的前提下可以建80個(gè)無(wú)線充電位，每天可以充400臺(tái)車。無(wú)需人工值守，支持全自助充電服務(wù)，運(yùn)營(yíng)成本幾乎為零，徹底改變現(xiàn)有的充電結(jié)構(gòu)。
雖然無(wú)線充電用戶體驗(yàn)更佳，但也存在不少問(wèn)題：
1)充電效率不高，峰值效率為90%左右，而傳統(tǒng)充電的效率在95%左右。
2)因?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離大功率無(wú)線磁電轉(zhuǎn)換，所以設(shè)備的耗能較高。無(wú)線傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)，無(wú)用功的耗損也就會(huì)越大。
3)無(wú)線充電設(shè)備本身實(shí)現(xiàn)的是二次能源轉(zhuǎn)換，也就是將網(wǎng)電降壓(或直接)變?yōu)橹绷麟姾?，再進(jìn)行一次較高頻率的開關(guān)控制交流變換輸出。由于大功率的交直交電流轉(zhuǎn)換是進(jìn)行電能的二次性無(wú)線傳輸原因，所以電磁的空間磁損率太大。
從無(wú)線充電技術(shù)在消費(fèi)電子領(lǐng)域日漸崛起的態(tài)勢(shì)來(lái)看，這項(xiàng)新技術(shù)在汽車產(chǎn)業(yè)也會(huì)高速發(fā)展，而電動(dòng)汽車的走俏也為無(wú)線充電技術(shù)開辟了新的市場(chǎng)商機(jī)。汽車工程師協(xié)會(huì)SAE在咨詢了汽車制造商、無(wú)線充電技術(shù)公司以及電力供應(yīng)商之后，確立了未來(lái)汽車無(wú)線充電服務(wù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即輸出功率≤20kW，運(yùn)行頻率85kHz。
關(guān)于電動(dòng)汽車無(wú)線充電，科學(xué)家們還有更大膽的設(shè)想。將無(wú)線充電設(shè)備嵌入到主干道路中，未來(lái)無(wú)線電動(dòng)汽車在專用道路上行駛時(shí)無(wú)需停車充電就能獲得持續(xù)的續(xù)航里程，告別因電量不足而引起的“關(guān)機(jī)“。
然而，無(wú)線充電道路的建設(shè)仍需要面對(duì)太多的問(wèn)題，例如公路建設(shè)、設(shè)計(jì)問(wèn)題、集電器、電動(dòng)汽車廠家的支持等。無(wú)線充電道路技術(shù)確實(shí)具有很大的潛力，但這是一個(gè)無(wú)比浩大的工程。不過(guò)，夢(mèng)想是要有的，萬(wàn)一實(shí)現(xiàn)了呢?
解法三：建立廣覆蓋慢充網(wǎng)絡(luò)
風(fēng)靡全球最具代表性的電動(dòng)汽車特斯拉，在美國(guó)本土市場(chǎng)很受追捧，銷量非?？捎^。究其原因，除了優(yōu)異的設(shè)計(jì)，還有一個(gè)必須具備的條件——方便在家充電。
美國(guó)的住宅中有近三分之二是有車庫(kù)的獨(dú)棟，截止2014年底，有74%的充電樁屬于私人充電樁，65%的人選擇在家充電，32%的人在辦公場(chǎng)所充電，僅有3%的人在公共場(chǎng)所的充電樁進(jìn)行充電。為什么?因?yàn)樵诩彝砩闲菹r(shí)充電方便，公共充電站耗時(shí)、排隊(duì)，僅可作為補(bǔ)電或高速公路續(xù)電。
相比之下，中國(guó)城市里有自己固定車位的車主僅是很小一部分，大部分車主是先到先停，如果要充電必須花專門的時(shí)間到公共快充樁，充電時(shí)間將會(huì)遠(yuǎn)多于加油時(shí)間。當(dāng)電動(dòng)汽車保有量提高后，排隊(duì)將會(huì)很嚴(yán)重，這些都影響著使用體驗(yàn)。公共快充樁設(shè)備成本、建設(shè)成本都非常高，如果市場(chǎng)化運(yùn)行，必然要有較高的充電服務(wù)費(fèi)才能運(yùn)行且盈利，然而這又減少了用電的成本優(yōu)勢(shì)，這些都抑制了消費(fèi)者的購(gòu)買欲。所以，中國(guó)要發(fā)展私家電動(dòng)汽車，不能以費(fèi)用高昂且使用低效的公共快充為主，而要建立低成本、高效、廣覆蓋的停車位慢充網(wǎng)絡(luò)。
怎么建呢?因?yàn)槭峭砩显诩页潆娪谐湓５臅r(shí)間，所以選最便宜的3.3kW的慢充，從晚六點(diǎn)到早八點(diǎn)，可以充電46.2度，以百公里耗電20度估算可以提供231公里續(xù)航里程，一年是84315公里，私人用車每年平均里程大約一萬(wàn)公里左右，這樣一個(gè)慢充至少可以供六輛車錯(cuò)時(shí)充電，這還只算了夜間，如果車主不開車上班，白天充電，可以服務(wù)的更多。好吧，六個(gè)停車位建一個(gè)慢充樁，費(fèi)用省了一大半。樁可以安裝在六個(gè)停車位中間，需要有刷卡識(shí)別、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能。樁上設(shè)收費(fèi)廣告位，以電動(dòng)汽車廣告為主，樁兩側(cè)引出延長(zhǎng)線，由牢固的金屬套管引出，在每個(gè)停車位留出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化防雨轉(zhuǎn)接頭，轉(zhuǎn)接頭到車的線由廠家隨車附送，車主使用保管，這樣易損件可以使用的時(shí)間更長(zhǎng)。一個(gè)慢充裝置成本價(jià)在千元之內(nèi)，加上線管、安裝費(fèi)，這樣一套總費(fèi)用應(yīng)該在三千元之內(nèi)，折合每個(gè)停車位不到500元。如果在小區(qū)里建設(shè)，可以鋪設(shè)在停車位邊的綠化帶里，每棟樓前1～3個(gè)慢充樁，總負(fù)荷不到10kW，可以直接用居民樓的民用電，不需單獨(dú)專線。如果在路邊停車位安裝，可以使用路燈線管。辦公地點(diǎn)和公共停車場(chǎng)建設(shè)安裝更方便。以深圳為例，2014年底共有300萬(wàn)輛車，停車位94萬(wàn)個(gè)，可以建樁15.6萬(wàn)個(gè)，總投資4.7億，基本做到全市覆蓋，而一個(gè)快充樁建設(shè)完全成本如果以10萬(wàn)計(jì)，僅能建設(shè)4700個(gè)。
慢充樁怎么使用呢?車主手機(jī)安裝統(tǒng)一服務(wù)app，注冊(cè)綁定車號(hào)，下班回家時(shí)通過(guò)定位顯示周圍空閑充電樁。如果沒有，則根據(jù)實(shí)時(shí)顯示充電剩余時(shí)間，選擇預(yù)約排隊(duì)的充電樁。充電前充電樁引出線無(wú)電，先連接轉(zhuǎn)接線，然后插卡操作開始充電，充電時(shí)轉(zhuǎn)接線自鎖，脫落即斷電，充好后app推送信息至手機(jī)，車主插卡停電拔線，下一位預(yù)約車主接收app推送消息可以充電。當(dāng)市場(chǎng)保有量提高后。頻繁被預(yù)約的樁可以擴(kuò)容至三比一或二比一。車主如果晚上不能在家充電，可以選擇白天到單位充電，如果急用可以在快充樁充電。
要想真正破解電動(dòng)汽車充電難題絕非易事，需要政府部門、電網(wǎng)公司、汽車廠商共同推進(jìn)，多種措施并舉，絕非某項(xiàng)技術(shù)或政策能夠獨(dú)立完成。推動(dòng)電動(dòng)汽車的發(fā)展，更應(yīng)按照市場(chǎng)規(guī)律，當(dāng)車主真正解決了充電的后顧之憂，才能夠激發(fā)強(qiáng)大的購(gòu)買欲。
