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2010年,國家電網已在全國27個城市建立75座充電站和6209個充電樁。國家發改委、科技部出臺的汽車產業調整和振興規劃指出,2011年,中國純電動、充電式混合動力和普通型混合動力等新能源汽車數量將達到50萬輛;到2020年中國新能源汽車的比例要占全部汽車的一半,約為6500萬輛。《汽車與新能源汽車產業發展規劃》(2011-2020年)提出到2020年,新能源汽車產業化和市場規模達到世界第一,新能源汽車保有量達到500萬輛。以混合動力汽車為代表的節能汽車銷量達到世界第一,年產銷量達到1500萬輛以上。
一、長三角地區電動汽車應用現狀
在上海世博會上,500輛純電動汽車和燃料電池汽車承擔了園區內的公交零排放任務,載客總數超過1.2億人次,運行強度達到上海公交車輛的10倍,電動汽車經受住了高溫、高強度、高濕度、高安全要求的考驗。電動汽車在長三角地區的發展自此如火如荼地展開,其又集中體現在各地充(換)電站、充電樁的建設。
由表1可知,目前長三角地區大多數充電樁和充電站仍在建設中,充電不便等因素使得電動汽車的個人或家庭用戶還比較少,現在電動汽車主要應用在公交、出租領域。下面僅以在杭州投入運營的電動出租車為例分析電動汽車的應用現狀。
(一)優勢
杭州電動出租車上路半月以后,根據當地記者對其進行的追蹤報道,電動汽車在性能方面顯示了其優越性。主要體現在兩點:一是沒有馬達聲,很安靜;二是動力性能也較好,車子起步和加速時動力都很強勁。
(二)劣勢
1、動力電源使用成本高,續駛里程短。電動汽車滿載后電量消耗大大超過理論數據,一組新電池跑不到原定的80公里。其成本之高也是顯而易見的:按照普通出租車新車平均油耗每公里0.6元、舊車油耗每公里0.7元、電動出租車每公里成本0.5元、司機一個大班平均跑500公里來算,司機一天油錢在300元-350元,電動出租車則是250元左右。但是雖然能節省50元-100元,但最少要換6次電瓶,盡管每次換電瓶不到5分鐘,但由于充換電站少,浪費在換電瓶路上的成本也不少。特別是,電動出租車每次拉客不敢隨意跑,要挑短途客人,而開出租就要跑遠途賺頭才大。一位出租車司機陳師傅的看法更極端:“電動出租車就是政府的‘炒作’行為,每次充電跑80公里,用于私家車上下班開開還差不多,拿來跑出租?行不通。”
2、營業額低,缺乏吸引力,司機流失情況嚴重。經過半個月的運行,電動出租車最高的日營業額都未超過200元,有的甚至少于100元。而杭州在跑的一般出租車每天的承包費為350元,一個司機正常的月收入為3200元-3500元。雖然出租車公司對電動出租車司機實行新辦法:每月1300元保底收入加上繳納“五金”。但這個收入顯然偏低,缺乏吸引力,又由于推出時間是春節之前,因此司機崗位有不少空缺——自1月26日開始真正在路上跑的電動出租車,實際只有10多輛。
二、長三角地區電動汽車發展中的問題
電動汽車發展的不足在上海等地的示范運行中或許并未得到充分暴露,但在半個多月的出租車運營中,如下幾方面的問題突出顯現出來:
第一,電動汽車研究開發不夠,投入不足。某些關鍵技術(如電子控制技術)、關鍵原材料、關鍵零部件,中國汽車工業企業仍然未能真正掌握。在關鍵的電池、電機和控制系統,中國企業技術水平與產品成熟度,與外國企業存在著相當大的差距。汽車用鋰電池的輕量化、可靠性與外國有關企業的產品相比,差距明顯。電池生產缺乏一致性。目前,已經在試運行的某些新能源汽車,實際上關鍵零部件仍然是從海外跨國公司購買的,成本仍然比較高。
第二,發展新能源汽車的基礎設施和市場環境建設滯后。中國新能源汽車的技術標準、為新能源汽車運行服務的基礎設施的技術標準制定,目前均落后于發達國家。最重要的配套設施——充電站建設滯后也成為阻礙電動汽車發展的一個因素。原因主要有:一是建設充電站的一次性投入大,回收期長,商業前景尚不明朗,直接影響了投資的積極性;二是充電模式不一(插電式、更換電池式等),加上“插電式”下的充電接口不盡相同,“更換電池式”下的電池尺寸大小不等,直接影響了充電站的標準化建設;三是大規模建設充電站的土地來源問題。
第三,電動汽車是否該得到更多的政策支持仍是一個爭議,畢竟,它并不是真正的低碳、無污染、能源效率高的交通工具。新能源浪潮下“天使產業”工業文明發展到今天,資源枯竭和環境問題讓人類開始焦慮下一個千年發展計劃。核能、風能、太陽能、生物質能等新能源登上了人類歷史舞臺,新能源浪潮在金融危機背景下風生水起。但是,我們有必要重新審視電動汽車所冠以的“新能源”和“低碳”這兩個字眼。
首先,電動汽車不等于新能源汽車。其實,電動車的發展史比燃油汽車更長,世界上第一輛機動車就是電動車。后來,由于燃油汽車技術的迅速發展,而電動車在能源技術和行駛里程的研制上長期未能取得突破,從20世紀20年代初至60年代末,發展進入了一個沉寂期。70年代以來,由于中東石油危機的爆發以及人類對自然環境的日益關注,電動車才再度成為技術發展的熱點。新能源是有嚴格定義的,《能源詞典》的表述是“在新技術的基礎上系統地開發利用的可再生能源,如太陽能、風能、生物質能、海洋能、地熱能、氫能等。”新能源是世界新技術革命的重要內容,是未來世界持久能源系統的基礎。電力和天然氣都是老能源、傳統能源,況且電動汽車的動力——電,來自于電網,而電網82%的電力來自煤炭。所以純電動汽車、混合動力汽車、燃氣汽車都不是真正意義上的新能源汽車。否則,電動自行車是不是也可以稱為新能源自行車?
其次,電動汽車不是中國現今的低碳環保車。不同的國家發展純電動汽車其節能減排的作用是不同的。像挪威、瑞典、加拿大等電源結構以水電為主的國家,發展純電動汽車等于以水電代油,能夠起到節能減排的作用;像法國這樣電源結構以核電為主的國家,發展純電動汽車等于以核能替代石油,可以節約石油、減排二氧化碳;像美國、英國等以油、氣、煤、核等多種能源發電的國家,發展純電動汽車節能減排效果不顯著,但也不會增加二氧化碳的排放量。中國目前一次能源消費的特點是以煤為主,這必然導致中國發電能源以煤為主,因此用純電動汽車替代燃油汽車,相當于用煤來代油,是用高碳能源替代中碳能源,由分散排放污染物走向集中排放污染物,由汽車排放污染物走向電廠排放污染物。研究表明,在其他條件相同的情況下,一臺依靠煤電充電的純電動車與一臺配有1.4TSI汽油發動機大眾汽車相比,在整個鏈條上所產生的二氧化碳基本相當。燃油汽車和純電動汽車能耗折算成標準煤之后,兩者的能源消耗量基本上是相等的。
所以,只有當煤炭從中國一次能源消費中退出之后,用純電動汽車替代燃油汽車才是減排二氧化碳的。但是由于中國電力需求的快速增長,而且在近日日本地震之后,中國核電發展戰略的調整使得未來的電力供應愈加依賴于火力發電。用純電動汽車去替代燃油汽車,很可能是可以減少石油進口,但卻要增加煤炭進口,因此對進口能源的依存度并不會降低,進口能源的安全性也不會有什么根本性的變化。
三、電動汽車發展對策分析
針對上文提出的問題,本文試圖在如下幾方面對發展電動汽車提出意見和建議。
第一,正確理清概念。發展電動汽車需要重新定義新能源汽車和審視低碳的內涵。
首先,重新定義新能源汽車。只有真正利用新能源作為汽車的動力,才是新能源汽車。針對目前“新能源”汽車發展呈現一哄而上、遍地開花之勢:地方政府為了政績而大力推動,有條件的地區和企業在上,一些不具備基本條件的地區和企業盲目創造條件也在上,社會各界應用一種審慎樂觀的態度來看新能源汽車的前景,冷靜、更理性地討論這個問題,制定統一的標準與規劃進行適當的建設,以防掉進新能源的“”陷阱,過度投資,將嚴重的產能過剩、大量的環境污染遺禍子孫萬代。
其次,審視低碳內涵。不能為了低碳而低碳,以發展低碳的名義做高碳——一味追求節能汽車的保有量,大力投資昂貴的充電站建設,忽視控制汽車消費這一根本性的節能減排措施,以及其他真正需要治理的環境問題。“低碳”的口號提出易、踐行難,發展新能源或清潔能源時,要注重生產和制造能源過程中的資源消耗和污染。如果對發展低碳經濟、建設低碳城市內涵不清、路徑不明,盲目跟風不僅不能推動低碳發展,反而可能由于急功近利、草率行動,而干擾城市整體發展的秩序,讓城市發展偏離既定的軌道,造成資源、人員的浪費。
第二,樹立系統觀念,將能源結構、整體的充電網絡、工業標準以及各個環節的流程協同計劃和控制,用類似于“電動交通”這樣的系統工程的概念來取代“電動汽車”的孤立概念,尋找并發展適合中國資源稟賦、符合市場環境和需求的真正的新能源汽車。一是加速推出有關技術標準,降低中國廉價供國外進行電動車運營測試的社會成本;二是重點對稀土、鋰等戰略資源的開發和利用,加強統一規劃和管理,建立戰略資源儲備制度,提高開采技術,為電動汽車產業的持續發展提供基礎保障。
關鍵詞:風電;電動汽車;蒙特卡羅模擬
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.131
0 引 言
近年來,隨著空氣質量的降低,溫室效應的加劇,減少CO2、SO2的排放是對該問題的重要舉措。電力作為能源重要組成部分,在節能減排中將發揮重要作用。電力發展的重要方向是節能減排,風電和電動汽車在環境上的巨大優勢受到學者們的廣泛關注[1]。
風電出力的不穩定性、反調峰性,并網會對系統的穩定運行產生影響[2-3]。我國電動汽車累計銷售量將在2020超過500萬輛,受車主出行習慣影響負荷高峰時段充電,將增大峰谷差和系統調峰壓力[4-5]。通過調度風電與電動汽車協同入網,能有效地解決棄風問題和系統的穩定性,提高系統的環境效益[6]。
本文通過蒙特卡羅模擬法模擬出定量電動汽車不同入網模式充電功率。分別以火電發SO2、CO2排放量最小為目標構建環境優化調度模型。據相應約束條件分析了風電接入及電動汽車不同入網模式對機組運行CO2和SO2排放的影響。采用改進粒子群優化算法對模型優化求解。最后,在MATLAB環境下對模型及優化算法仿真。
3 算例分析
通過某風電場和十臺火電機組來證本模型的有效性。風電詳細參數值見文獻[8],火電機組參數以及1 d內各個時刻負荷預測值見文獻[9]。1 d內風電場各個時刻輸出功率曲線(見圖1)。
通過蒙特卡洛模擬法模擬出單量電動汽車的有序、無序充放電功率[10]。設定可入網參與調度的電動汽車數量為50000輛,得出電動汽車入網各個時刻接入系統負荷(見圖2)。
結果分析:
為了驗證本模型的有效性,以下兩種不同運行方式作比較,運行方式1為風電并網,電動汽車無序V2G模式入網參與調度;運行方式2為風電并網,電動汽車有序V2G模式入網參與調度。由不同運行方式下的負荷曲線(見圖3)可知,原始負荷在沒有電動汽車參與調度情況下,負荷波動較大。采用運行方式1時,電動汽車無序V2G模式與風電協調入網,因為車主的出行習慣,大量電動汽車在負荷高峰期充電,進一步增加峰谷差。因為無序V2G模式還有一定的波動性與隨機性,同時增加了負荷曲線的波動。采用運行方式2時,電動汽車有序V2G模式與風電協調入網,車主響應峰谷效應,在負荷低谷時刻充電,高峰時刻放電,削峰填谷作用明顯,負荷曲線波動程度最小。
表1為采用MATLAB環境對兩種不同運行方式下優化目標的仿真結果對比。運行方式1:無序V2G模式下電動汽車和風電協調入網,由于車主的出行習慣進一步拉大了峰谷差,增加了負荷波動性,增加了機組的SO2和CO2排放量。運行方式2:有序V2G模式下電動汽車和風電協調入網,在負荷高峰期,電動汽車代替發電機組向電網放電,在負荷低谷期,電動汽車調度入網充電,從而有效的減小了火電機組SO2和CO2排放量。
4 結論
本文建立了風電與電動汽車協同并網調度環境優化模型,并用MATLAB仿真驗證了其可行性和有效性。結果表明,采用有序V2G模式,通過優化電動汽車充放電時間來滿足風電和負荷的波動,可以實現良好的削峰填谷作用,最大程度的消納風電,減少火電機組SO2和CO2排放。使電動汽車和風電聯合出力更加穩定的同時,也能作為調峰電源來平緩負荷曲線的波動。
參考文獻:
[1]李娜,黃梅.不同類型電動汽車充電機接入后電力系統的諧波分析[J].電網技術,2011,35(01):170-174.
[2]陳光,戴攀,周浩等.計及入網電動汽車和分布式電源的配電系統重構[J].電網技術,2013,37(01):82-88.
[3]張謙,李玻,高松.風電對調峰的影響及其合理利用模式研究[J].南方電網技術,2010,4(06):18-22.
[4]胡澤春,宋水華,徐智威等.電動汽車接入電網的影響與利用[J].中國電機工程學報,2012,32(04):1-10.
[5]孟安波,盧海明,郭壯志.考慮大規模電動汽車入網的協同優化調度[J].電測與儀表,2016,52(16):80-84.
[6]于大洋,宋曙光,張波等.區域電網電動汽車充電與風電協同調度的分析[J].電力系統自動化,2011,35(14):24-29.
[7]張曉輝,董興華.含風電場多目標低碳電力系統動態經濟調度研究[J].電網技術,2013,37(01):24-31.
[8]陳海焱,陳金富,段獻忠.含風電場電力系統經濟調度的模糊建模及優化算法[J].電力系統自動化,2006(02):22-26.
近年來,全球經濟高速發展,能源環境問題日益突出,節約能源、保護環境、實現可持續發展,已經成為人類社會共同面臨的重大挑戰。我國政府高度重視可持續發展的問題,明確指定了“十一五”節能減排目標。提出要強化交通運輸節能減排管理,公布實施新能源汽車生產準入規則,推進替代能源汽車產業化的戰略步驟,使節能減排成為我國經濟社會可持續發展的重要組成部分。
如今,在科技部的領導下,在汽車企業、科技部門和各大專院校共同努力下,我國汽車產業節能減排的成果非常顯著,特別是科技部2006年底啟動的“十一五”863計劃和“節能與新能源汽車”項目取得了重大進展。預計到2010年,我國將實現關鍵技術上的突破,掌握關鍵部件的知識產權,提升我國節能與新能源汽車整車與關鍵零部件的核心競爭力。
目前,我國多家汽車骨干企業已經掌握了滿足國Ⅲ排放標準的汽柴油發動機、單一燃料發動機電控及整車匹配技術,初步形成了國Ⅲ排放水平的自主開發能力。現今已有一百余種燃氣汽車整車車型登錄國家機動車新產品公告,一汽、東風、上汽、濰柴等汽車和發動機骨干企業已形成系列化燃氣汽車產品生產能力。燃氣汽車在全國70多個城市得到了示范和應用,市場規模達到30多萬輛,實現年燃油替代300萬噸。
本次活動全面集中展示了最具國際水平的節能環保汽車及相關技術,為政府部門、研究機構和國內外同行搭建良好的交流與合作平臺;給企業提供最新產品及技術成果的展示機會;促進了“綠色奧運,綠色出行”目標的進一步深化!
福田歐V強勢登陸節能車展
福田汽車秉承“綠色奧運、人文奧運、科技奧運”的理念,超前開展校企合作,積極聯合清華大學進行高環保、新能源客車的研發和商業化運營工作。目前,福田汽車已與清華大學成功合作開發了燃料電池電動大客車(FCV)、混合動力電動大客車(HEV)、天然氣/氫氣混合燃料大客車(HCNG)、天然氣大客車(CNG)等四種車型,本次展會,福田歐V攜旗下燃料電池電動大客車(FCV)、混合動力電動大客車(HEV)、天然氣/氫氣混合燃料大客車(HCNG)強勢亮相節能展。
福田歐V H C N G系列城市客車是中美面向奧運的新能源交通示范項目。可將氫氣與天然氣按最佳比例混合,充分發揮CNG和氫氣各自的特點,將環保和節能有機能源之一,代表最前沿的科技水平。
福田歐V混合動力客車集燃油經濟性、動力性、低排放等眾多優勢于一體,與普通燃油車相比,具有更好的經濟性和環保性,特別適合城市公交使用。整車采用直接并聯方式,結構緊湊,重量輕;0〜50km/h加速時間僅22.5秒,加速時間縮短20%,在滿足加速性能的前提下新城市工況油耗僅28.3 L/10 0 km,同比節油達33%;電池可8年免維護;車內噪音在50km/h不超過70dB;氮氧化合物減排30%,可吸入顆粒物減排35%。
中通攜奧運用純電動客車亮相展會
在節能環保客車領域一直走在前列的中通客車攜帶了“十一五”863重大專項成果中的奧運用純電動客車和混合動力公交客車亮相展覽會。
奧運用純電動客車行駛1公里僅僅需要1度電,且充電一次可使車輛持續行駛250公里以上,攻克了國內電動車耗電量的技術難題。該車采用象征中國喜慶的傳統紅色作為車身主要顏色,輔以黃龍圖案,水滴式造型,全承載車身結構,中通客車近40年客車生產實力和清華大學、北京理工大學、北京交通大學等高校資源的完美結合,保證了車輛的整體研發水平位居國內一流。該純電動客車專為接送北京奧運會奧組委官員、運動員、記者等人員量體打造的,在奧運期間為接送各國友人服務。
同臺亮相的混合動力客車是中通歷經多次研發推出的一款成熟產品,采用油電混合動力。該車與傳統公交客車相比能節油31%以上,并且在純電動驅動時實現零排放。“混合動力電傳動系統”可實現純電動與混合動力兩種模式的自由切換,并能夠將制動時產生的能量轉化為電能儲存起來,非常適合公交客車的實際使用工況。
健康、節約、環保,金旅展示混合動力車
金旅XML6125HEV系列油、電混合城市客車是混合動力技術與傳統客車制造技術的結合,它是美國的變頻控制技術與金旅優秀的客車制造技術的共同結晶。強大的電腦控制單元,完美地調配著油、電兩套動力系統,準確地體會駕駛者的意圖,并給出迅速的響應。動力系統方面,XML6125HEV配置了新一代的“金旅混合系統III”,由一臺先進的柴油發動機搭配一臺特種電動機構成,該系統有良好的通用性,已為金旅10-12米各型城市公交的選裝動力總成。此外,這種車還配有超級電容和技術含量很高的動力分配系統。動力分配系統可根據車輛的形式狀態決定如何調配點動力與柴油動力,從而提高車輛的行駛性能。在城市中,這種車在時速20公里以內完全使用電力。當車速超過20公里,柴油和電力發動機可以同時工作。加速狀態,電動力全功率輸出,柴油動力平穩上升,在保證車輛動力的同時,確保發動機的平穩運行。該車型切實體現了“節能環保”的精神,擁有低油耗、低排放、低噪音、使用壽命長、制動性和加速性卓越、易駕駛、結構簡單、便于維護的特點,車輛的各項性能參數均已達到國際先進水平。
解放牌混合動力城市客車
由中國第一汽車集團承擔的“解放牌CA6100SH8混合動力城市客車” 項目,即“十一五”國家“863”電動汽車重大產品專項,目前階段性開發的各項性能指標均達到設計要求。混合動力汽車由發動機和電機兩種能量輸出組成,通過整車控制策略和算法來控制整車需求力矩在發動機和電機之間切換。可實現電機起動發動機、發動機單獨驅動、滑行充電、再生制動等工況模式。整車性能良好,動力性、經濟性和排放達到國內領先水平。最高車速90-60km/h,加速時間為29.5S,最大爬坡度25%,北京城市工況的百公里油耗為25.5升,節油38%,排放降低30%。共申請專利9項,2005年底完成示范運行和定型試驗,并開始小批量生產。
得天獨厚的陜汽德龍天然氣重卡
在節能車展現場,兩輛陜汽天然氣牽引車格外引人注目。據介紹,陜汽天燃氣重卡是國內首家采用壓縮天然氣作為燃料的重型汽車,是陜汽與西安交通大學、長安大學合作,共同開發的環保型卡車,它包括新德龍天然氣牽引車系列、德御天然氣牽引車系列、德御天然氣載貨車系列、奧龍天然氣牽引車系列等型號。
陜汽天然氣重卡發動機采用濰柴氣體燃料發動機或上柴天然氣發動機。具有經濟性好,使用成本低;可靠性好,維護成本低;功率覆蓋面廣,動力強勁;節能減耗,綠色環保等優勢。驅動橋采用漢德車橋,具有高承載力、高適應性、高通過性、高安全性、高回報率和售后服務完善的特點;變速器采用法士特產品,其扭矩輸出大,功率損失小、噪音低、自重輕、使用壽命長、低速檔大速比的特點決定其具有傳動效率高,車輛油耗低,特別適合長途運輸等優勢。陜汽天然氣重卡的在經濟性、安全性、環境保護和性價比上占有得天獨厚的優勢。
圖片解放牌CA6100SH8混合動力城市客車
京華藍寶石綠色公交車
北京奧運用電動客車是在國家和北京市“九五”和“十一五”純電動大客車項目基礎上研制的,采用多項獨創性技術,具有完全自主知識產權。
此車采用鋰離子動力電池和交流異步電機,最高時速可達80km/h,續航里程達到190km。目前該車型已經獲得國家汽車產品公告,已有7輛投入北京121路進行示范運行,明年此車型將會在奧運村環線(全長2.7km)、北部賽區內部環線(全長6.2km)以及媒體村內環線(全長1.5km)三條線路上,為中外來賓提供優質服務。這將是國際上第一次大規模使用鋰離子動力電池的電動客車。
新興企業――南車時代電動汽車公司
在北京舉行的第五屆國際環保節能汽車展上,湖南南車時代電動汽車股份有限公司宣布進入電動汽車整車制造和銷售領域。在展會開幕儀式上,南車時代電動的領導作為國內知名廠家的唯一代表應邀出現在剪彩儀式上。
據了解,南車時代電動依托株洲電力機車研究所、清華大學、三一集團等國內精英科研力量的基礎上成立的,產品是在經過多年示范運營的基礎上打造出來的精品。目前,南車時代電動承擔多項國家“863”電動汽車重大專項,成功推出混合動力電動車輛、純電動車輛等產品,開通全國第二條、湖南省第一條電動汽車示范運營線,并且還是國家電動汽車標準制定的參與者。
廣汽駿威兼備節能環保
廣州駿威客車有限公司是由香港中隆投資有限公司和廣州汽車集團股份有限公司共同出資組建的中外合資企業,主要生產大、中、輕型(5.9-12米)系列“駿威”牌客車。產品類型覆蓋了大中型城市客車、機團客車、旅游客車、營運和專用車等,產品暢銷廣東、廣西、上海、云南、山東等全國20多個省、市、自治區,并出口越南、菲律賓等東南亞及中東、俄羅斯等多個國家和地區。其中清潔能源公交客車產品以其通用化程度高,兼具節能、環保、維修便利、使用成本低等優點,在國內享有較高的知名度,并居于國內領先地位。
關鍵詞:低碳經濟 戰略性新興產業 純電動汽車
中圖分類號:F205 文獻標識碼:A
文章編號:1004-4914(2014)01-047-02
一、前言
環境問題的備受關注,促使各國以構建新能源產業結構對節能減排進行研究分析。2003年英國政府《能源白皮書》中首次提出“低碳經濟”的概念,它是未來經濟發展,實現循環利用和可持續發展的重要模式。根據我國的國情,2009年同志提出了七大戰略性新興產業即新能源、節能環保、電動汽車、新醫藥、新材料、生物育種和信息產業,其中新能源、節能環保和電動汽車均屬于低碳經濟的范疇。純電動汽車是一種完全可由充電電池提供動力源的汽車,它能同時減少能源消耗和降低交通業對環境帶來的污染問題。戰略性新興產業是經濟大國邁向經濟強國的必由之路,它代表著未來產業發展方向,在各國轉變經濟增長方式中起重要的作用。
二、我國純電動汽車發展的可行性分析
(一)純電動汽車在我國發展的必要性
1.我國在經濟發展過程中給二氧化碳的減排承諾帶來了壓力。目前,中國首要任務是實現社會經濟發展,加快工業化和城市化的進程。在此過程中,以煤、石油為主要能源的發展必然會加大能源消耗和加劇環境污染。在哥本哈根會議上中國所作出的承諾即“至2020年,單位GDP的二氧化碳的排放量比2005年下降40%~50%”使中國發展低碳經濟,發展具有“零排放”和低耗能的純電動汽車顯得日益緊迫。
2.我國汽車產業的快速發展增加了廢氣的排放。從2009年起中國汽車市場連續四年成為世界第一大汽車市場。在汽車產業發展同時也產生了一些問題。一方面:從2007—2011年交通運輸業的廢氣排放排放量由276.7萬噸上升至637.6萬噸,在總排放中所占的比例也上升了近10%;另一方面:2012年汽車產量為1927.7萬輛比2007增長了近117%,同時汽車的保有量由2007年的5679萬輛增至12089萬輛,增長率為112%。汽車的快速增長,將使社會環境負擔更重。
3.中國車市的快速增長提升了中國石油的對于外依存度。中國是一個能源短缺的國家更是能源的消耗大國。汽車產業的發展不僅帶來了環境污染更伴隨著石油的消耗。隨著傳統汽車的過度發展,國家面臨的能源匱乏壓力加大,據統計,車用油消耗量已經從2005年8200萬噸增至2012年1億噸上。石油對外依存度2011年首次超過美國,且由2005年的42.9%增加到2012年的56.7%,這將嚴重威脅我國的能源安全。另一方面,我國在石油過度依賴國外市場,一旦發生國際,我國的經濟也將深受影響。
(二)純電動汽車在中國具有較大的消費市場
對消費者關于購買純電動汽車的有關信息進行了調查,發出700份調查問卷,共收回620份。調查結果如圖1所示(見下頁),93%的肯定會及考慮會買,而不會購買的只有不到8%;表1示,年收入的增加購買欲望強,收入在16—25萬元之間肯定會及考慮會買的消費者有97.1%,而每個收入段都在90%以上;表2示(見下頁),學歷在高中及大專的占91.4%,本科及以上學歷的占93.09%,隨著消費者的生活水平改善,學歷水平也不斷提高,這有助于純電動汽車的市場需求增加。
三、目前我國純電動汽車產業發展狀況
(一)新能源汽車生產增長較快
據統計,2011年汽車整車企業生產新能源汽車8368輛,與上年相比,有較大幅度的提高,其中純電動汽車為5655輛;8159輛的銷售新能源汽車中純電動汽車5579輛。2012年新能源汽車生產12552輛,其中11241輛為純電動汽車;銷售新能源汽車12791輛中純電動汽車11375輛。2012年純電動汽車產銷量分別比上年增長98.8%和103.9%。
(二)節能減排取得的效果明顯(25個示范城市推廣的效果)
在“十城千輛”工程中,我國研發的純電動汽車能量消耗率較“十五”的水平提高了6%左右,達到83.8kWh/100km;而高速純電動轎車,最高車速120km/h以上,0~50km/h加速時間小于8秒,能量消耗率小于16.5kWh/100km,新能源汽車在試點城市規模逐步擴大,運行里程增加。減少了交通環節中傳統汽車的能源消耗,減排效果明顯,節油共計3407萬升,二氧化碳排放量減少85170噸。
(三)在發展過程中所遇到的問題
目前國內25個推廣示范城市在新能源汽車發展中也遇到了很多問題。在北京、廣州等許多中國一線城市,推廣工作進展緩慢。遇到的問題主要以下幾方面:
1.與傳統的汽車相比其性價比低。首先從價格看,一輛純電動公交車的價格最低為135萬元,減去一次性補貼50萬元/輛后價格與傳統公交車差不多。但是首先傳統車每年可以享受到燃油補貼,而純電動公交車不行。在使用過程中成本相差大,因為目前的電池充電循環壽命只能達到3年,3年后需換新的電池,一組電池價格在70萬—100萬元,;其次購買成本增加,由于舊車銷售渠道減少等因素造成國內汽車的貶值速度加快,因為當消費者考慮購買純電動汽車時,不能將自己手中的車進行最優處理。綜上分析,電動汽車的總成本(包括維護成本)比燃油汽車高,其性價比相對于燃油汽車來講低,這在一定程度上制約著純電動汽車產業的發展。
2.純電動汽車的安全系數低,故障率高。純電動汽車在中國仍屬于初級發展階段,生產環節中的產品技術等相關標準并不是很完善導致了在運行中的一些安全問題。2008年開始實施的“十城千輛”中,在示范點的純電動汽車故障頻頻發生,據統計,2010年試點城市的純電動車出現故障13493次,平均故障間隔里程為827km,動力系統類故障的平均間隔里程為2399km。
3.國內自主品牌的純電動汽車受重視程度不夠。國內自主品牌的純電動汽車并不是很受重視,而且近幾年外國車系在中國的市場份額擴大導致自主品牌的生存發展空間正在被進一步擠壓。
4.基礎設施不完善制約了純電動汽車的使用范圍。純電動汽車是用電驅動的,行程短,充電時間久,然而充電樁在一些城市并未普及,有的甚至沒有;車在運行過程中零部件等發生故障,尤其一些進口的材料出現問題時,需進口相應的零部件和技術才能解決。購車后的設備支持,維修保障等方面的缺失,既影響消費者的購買,也影響著企業生產。
四、“十二五”期間我國電動汽車產業發展的建議
我國的純電動汽車的發展既面臨著機遇,也面臨著嚴峻的挑戰,以下為我國純電動汽車的發展提出幾點建議。
(一)出臺相關的政策與標準加大國家的支持力度
建立以減免稅和補貼為主的優惠政策環境;制定相關業務標準,如政府支持為純電動汽車開通“綠色通道”,優先辦理注冊登記,年檢等業務;制定純電動汽車路橋通行、停車費用的減免標準;支持鼓勵建立純電動汽車的專用停車位,出臺優先停車標準等;出臺其充電等相關規定;提高舊車置換、購買純電動汽車的補貼,以此來提高公眾滿意度和購車興趣。同時國家也應該加大對自主品牌純電動汽車的支持投入,提高其在國內及國際市場的競爭力。
(二)建立和完善汽車技術的創新鏈和產業鏈
電池技術問題仍然是電動汽車發展的主要問題,電池的容量小、體積大、壽命短、充電時間短等缺陷,導致的汽車質量重,安全系數低,這降低著購買者的需求欲望。企業應該加大技術創新的投入來提高電池的安全可靠性,使用壽命,及其本身的性能并降低汽車低溫啟動的成本。在國內實現汽車核心零部件的產業化生產,不斷完善汽車生產的產業鏈。
(三)加快基礎設施的完善
目前各示范城市開展的基礎設施建設主要圍繞公共交通領域,如純電動公交車和出租車等,在私人用車領域的基礎措施存在缺失。關于汽車的維修,保險等相關的基礎設施政府應該加大建設,滿足私人購車的要求,減少消費者購車的顧忌。
“十二五”期間,我國戰略性新型產業中屬于低碳經濟領域的三個產業新能源、節能環保、電動汽車,因為來自各方面的關注、支持與鼓勵將更具發展優勢;其他產業在國家政府、市場、個人的引導下也將會朝著低碳經濟的方向發展。各方面的支持與市場的拉動推動了戰略型新興產業的低碳發展,將加快我國社會主義經濟可持續發展的建立和完善,走出一條具有中國特色的低碳經濟發展道路。
[基金項目:教育部人文社科一般項目(11YJE63001):基于大美龍江構想的黑龍江構建森林碳匯交易市場研究]
參考文獻:
[1] 李小楠,羅思齊,朱良,馮超,蘇虹薇,魏曉峰,王博驍,江運龍.消費者選擇電動汽車的影響因素[J].2012
[2] 阮輝平.中國電動汽車產業發展研究[D].昆明理工大學碩士學位論文,2011
[3] 王嘉誠.中國新能源汽車產業發展分析[D].上海師范大學碩士學位論文,2012
[4] 付翔.中國電動汽車產業發展動力系統研究[D].武漢理工大博士論文,2008
[5] 張平,胡安榮.我國電動汽車產業發展路線圖研究[J].現代經濟探討,2012(10)
[6] 蘇子文.基于低碳經濟的中國電動汽車產業發展研究[J].中國市場,2011(19)
[7] 施曉清,李笑諾,楊建新.低碳交通電動汽車碳減排潛力及其影響因素分析[J].環境科學,2013(1)
關鍵詞 環境污染 能源緊缺 電動汽車 環保節能
自19世紀70 年代起電力的發明和應用起,全世界就掀起了第二次工業化,從此電力的應用進入到生活的各個領域和各個層面。但由于種種原因,電力雖被應用在交通領域,產生了諸如電動車、電三輪等代步工具,中國的公路上卻遲遲沒有電動汽車馳騁天下的身影。如今,電動汽車的研制產生,在私家車越來越多的中國,終于結束了大排量轎車肆意在我們周邊排放尾氣的現實,不但使科技改變了生活,而且讓科技凈化了環境。縱觀電動汽車的存在,有它客觀歷史必然性和節能環保可行性,更有可前瞻的發展遠景。
一、電動汽車是工業化時代催生的產物
(一)工業化時代的“立標準”
量化是工業時代最明顯的標志,交通領域的汽車排放也因此做了明文規定。去年年年初環保部頒布了《關于國家機動車排放標準第四階段限值實施日期的復函》,文中規定“從2011年7月1日起,凡不滿足國四標準要求的輕型汽油車、單一氣體燃料車及兩用燃料車不得銷售和注冊登記。而對于輕型柴油汽車,暫定推遲兩年實施國四標準。”大限將至,國三標準的車輛廠商紛紛進行清庫。而隨著國際社會對環保節能的日益關注,國四標準的汽油車不知何時又會成為新標準的替代物。從這個層面上講,汽車生產企業在尋找出路的過程中,發展目標就鎖定在了研制零排放的電動汽車上。
(二)電力能源的客觀優勢
工業化時代在交通領域立排放標準,其根本目的是力求降低石油能耗和減少汽車尾氣排量。與石油等不可再生能源相比,電能相對來說價格低廉很多。正因如此,用電力開動的電動汽車來替代用汽油帶動的家用轎車是節能的重要舉措。對全球資源而言,低油耗為能源的可持續發展做出了歷史貢獻;對個人而言,能源告急,油價上漲,意味著對生活的更大壓力。以電力替代石油,從根本上節約了人們出行的成本,順應了工業化時代科技改變生活的理念。而降低石油能耗的結果,客觀上更為我們負荷累累的地球家園減少了不必要的環境污染。
二、電動汽車符合中國現狀
(一)電動汽車是我國交通發展的方向
我國地域遼闊,路況復雜。電動汽車以車載電源為動力,用電機驅動車輪行駛,符合道路交通、安全法規的各項要求。此外,電動汽車對于節能減排的實施至關重要。近年來,隨著人們生活水平的提高,我國機動車數量日益壯大。據公安部消息稱,截至2011年6月底,全國機動車總保有量達2.17億輛,其中私家車保有量就達7206萬輛。如果電動汽車能取代這超過7000萬的燃油車,那么對于緩解能源緊張和環境壓力至關重要。
(二)國人對電動汽車的認定
油價節節上升,社會對PM2.5強烈關注的同時,零排放無噪聲、行駛成本低廉的電動汽車受到了廣泛關注。在剛剛過去的2012年銀川能源博覽會上,節能產品倍受青睞。其中更以“綠色環保、高效節能、低噪音”的新能源電動汽車的展示受到與會者的一致肯定。
據稱,電動汽車車輛內部布局精妙,內飾裝修也毫不遜色于其他動力汽車。它設置有前進、后退和停車三個檔位,取消了離合器踏板。寬敞舒適的乘坐空間,簡單精致的儀表控制臺,觸摸式液晶顯示屏可收聽電臺、播放視頻、道路導航等,一切給人以全新的駕乘體驗。另外,據體驗者說,“道路行駛過程中,與燃油汽車相比,電動汽車有省錢、提速快、轉彎靈巧、操作方便等特點。在高速行駛時,由于車輛本身底盤厚實,操控性能良好,不會出現車輛操控不穩現象。”可見,電動汽車在中國的發展有現實的群眾基礎。
三、電動汽車的發展遠景
(一)不利的一面
電動汽車雖有環保節能“綠色汽車”之稱,但電動汽車的生產和銷售形勢仍不容樂觀。對此,業內人士稱,這是目前電動汽車的發展尚不成熟所致。首先,充電不方便。中國加油站在中國隨處可見,但充電站卻還沒自成體系。而在家充電對于居住在高樓里的車主來說又不大可行,這導致了很多人對電動汽車的愛莫能及。其次,電動汽車相比燃油汽車,在價格上高昂的購買費用讓買車者無力承擔。同類型的價值16、17萬的普通汽車,在電動汽車市場卻賣到24、25萬。所謂“沖得起電,買不起車”,這無疑成了電動汽車普及的攔路虎。
(二)有利的一面
面對電動汽車的發展困境,國家對這一新型節能環保給予了大力扶持。日前,國務院通過了《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》實施綱要,把發展電動汽車作為推動汽車產業轉型升級的主攻戰略方向。此項計劃的實施,使國內新能源電動汽車的發展路線更加明晰。從此國內新能源汽車發展將進入加速“快車道”。
試點工作先在北京展開。在北京延慶縣,現投入運營的電動出租車有約50輛,充電站有7個,充電電樁多達25個。北京市近日公布的電動車充換電站布局圖顯示,很多充換電站建在重要的交通節點上,很方便車主充換電需求。與普通汽車進加油站加油時間一樣,電動汽車的換電時間大約在10分鐘左右。目前,北京西直門橋、航天橋、積水潭橋、左家莊、四元橋等地都建立了這樣的充電電樁。據悉,下一步還將在首都機場建充電站。這一舉措,大大方便了北京電動汽車的出行。
另外,國家對購買電動汽車實行補助政策。深圳、成都等地已經實行試點工作。據深圳市民反映,一輛價值24萬元的電動汽車,國家補助6萬的情況下,個人只需花17-18萬就可以買到。
四、結論
“以電代油”的電動汽車是工業化時代吹響的號角,節能環保,低碳生活更是大勢所趨。電動汽車的產生,對保障國家能源供給、凈化生活環境方面做出了舉世矚目的貢獻。我們有理由相信,電動汽車的產業化時代即將來臨。
參考文獻:
關鍵詞 新能源汽車;問題;前景展望
中圖分類號:F4 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)15-0011-01
1 新能源汽車的概述
隨著世界汽車工業的多年快速發展,汽車數量急劇增加,在導致嚴重的交通擁堵外,同時也產生巨大交通能耗及造成嚴重環境污染。人、車、自然之間的矛盾更加突顯。要想使汽車行業持續性發展。就必須要節能減排。而發展新能源汽車是實現節能減排,發展低碳經濟的重要切入點。
2 新能源汽車發展存在問題
2.1 配套設施
眾所周知,電動汽車是必須依靠電才能完成它的整個運作,而此運作在應用體系和供應鏈的依托下完成配套工作的。作為電動汽車,在新能源領域屬于最熱門的。在能源供應方面擺在設計者面前的最大障礙則首屬電池/電池組、電控等技術瓶頸,電池的可靠性、使用壽命和安全性等還不能滿足電動汽車的要求;在應用體系這一方面,面臨的最大困難與挑戰當屬充電網絡基礎設施的不完善,所以說配套設施建設同步性直接決定了新能源汽車市場的順利發展。
2.2 環保問題
電動車的電車回收成為環保最關心的問題。當電池達到使用年限后,電池怎樣處理的問題就成為擺在眼前的最大困難,眾所周知,電池的污染會持續甚至上百年的時間,它的持續性給環境帶來了巨大的污染,對我們將來生存的環境會帶來一定的危害。所以需要研制出高能可回收的綠色電池。
2.3 鋰離子二次電池技術瓶頸
鋰離子二次電池是可充電電池,它的特性為高電壓、高能量密度。它的電化學和物理性能在國防應用和民用的應用領域很廣泛。它具有:1)儲能大;2)重量輕;3)無污染;4)使用壽命長;5)無記憶效應五大特性。同時它還是一種真正意義上的綠色環保電池,對環境不會造成污染,是目前最佳的能應用到電動車上的電池。但大量使用鋰電池有它自身的技術瓶頸。第一鋰電池價格貴。
鋰算是稀有金屬,價格降不下來,也就沒法大量普及。第二電池性能問題。鋰電池在各方面性能都很好,電容量大,充電接受率高,支持快速充電(普通鋰電池最大支持2C,動力鋰電池就更高了)但是有個致命弱點,就是過充過放性能不好,鋰電一次過充過放就能永久降低性能,一次嚴重的過充過放就能報廢,這就是為什么要開發磷酸鐵鋰,磷酸鐵鋰比鋰離子電池要耐過充過放,但是很明顯電池容量降低,動力磷酸鐵鋰電池就比容量鋰電池容量小的多,打個比方,18650容量鋰電一般是2400mAH左右,最高見到過2800mAH,磷酸鐵鋰動力電池一般是1300mAH,最大也才1500mAH,容量差距快一半了。第三電池組管理落后,因為鋰電池過充過放性能垃圾,而電池組放電有個特點就是,不均衡,有些電池放電完了,而有的還沒放完,繼續放電就會造成某些電池過放,甚至反極,降低容量,容量降低,那么在下一次放電這種差距就會越來越大,所以電池在出廠的時候要配組,盡量把容量一致的放在一起,但是使用環境還是有細微差距,比如溫度,位置,電壓,電池性能等等都會造成差距變大,最后是個別電池失效導致整組報廢。現在關鍵的是要管理電池組放電,比如各種均衡器,來拉平單個電池,但是這種均衡是很復雜的,目前還沒有好的解決方案,不惜成本也許可以做到,但是僅限于實驗室。電池組均衡是世界級的難題。
第四充電問題。鋰電池支持快速充電,尤其是動力鋰電池,但是沒有快速電源,用普通的220 V充電的話,電流大的驚人,以亞迪E6純電動汽車為例,電池類型為磷酸鐵鈷鋰電池,配置電池容量200Ah,標稱電壓316.8 V(相當于96只充電電壓3.3 V左右的磷酸鐵鈷鋰電池單體串聯電壓)。正常的1C速度,用220V電壓時高壓側的電流就是287 A,想快速充電比如2C,3C,電流還要翻倍,3C就是861 A,什么線可以承受?如果做慢速0.1C充電就是28.7 A的電流,那就得把車停在自己車庫,插上充電器慢充,10小時滿,電流也還有近30 A,你家電線需要改造,小區內多幾個電動車,就要整體改造了,所以需要專用充電站,使用高壓進行快速充電,比如1 kV,這時電流就能降低到63 A,3C速率是189 A,加上是專用的充電站所以無影響,但是成本極高,需要專業人員來給你插頭,這可不是家用220 V想插就插,高電壓大電流,需要經過培訓的人員才能接線,高壓對汽車本身和充電器都是一種考驗等。
3 新能源汽車的發展前景
國務院常務會議決定,自2014年9月1日至2017年底,對獲得許可在中國境內銷售(包括進口)的純電動以及符合條件的插電式(含增程式)混合動力、燃料電池三類新能源汽車,免征車輛購置稅。目前新能源車輛購置稅率約為8.5%,如果免征該稅收,將有效降低購車成本,有助于新能源車推廣提速,對整個新能源產業鏈來說,是重大利好國務院近期有望出臺支持新能源汽車發展的綜合性配套政策,預計今后新能源汽車產業將快速發展。有關部門也在抓緊制訂公布車型目錄。讓更多人選擇綠色出行,為可持續發展增添能量。
2014年5月24日,在上海考察時明確作出“發展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路”的表態;5月28日,國家電網公司《關于做好電動汽車充換電設施用電報裝服務工作的意見》,明確提到,對于個人自建充電樁,需要滿足個人有固定車位、小區物業同意等條件,自建充電樁享受5毛錢一度居民電價。
今年以來,新能源汽車已經展現出良好的發展勢頭。中汽協9日公布的數據顯示,上半年我國新能源汽車生產20692輛,銷售20477輛,比上年同期分別增長2.3倍和2.2倍,產銷量已超過上年全年數量。其中,純電動汽車產銷分別完成12185輛和11777輛,插電式混合動力汽車產銷分別完成8507輛和8700輛。政府正在逐步從政策扶持、打破地方保護等方面,為新能源汽車推廣營造積極的市場環境。因此寬松的政策環境給我國新能源汽車工業發展提供了廣闊發展空間,未來發展前景非常光明。
參考文獻
[1]加強科技研發工作,推進節能減排與新能源汽車的快速發展.機械工程學報,2009,45(2).
【關鍵詞】智能充電;光伏發電;儲能系統;GPRS車輛監控
1.引言
近幾年來,隨著石油能源日益緊缺,國際油價節節走高,節能減排成為全世界的新課題,新能源汽車迎來了發展的最佳時機。新能源汽車所占比例逐漸增大,城市交通以電動汽車為主,將成為將來的發展方向,對節能減排是有力的保證。但是無論是混合動力汽車還是純電動汽車都需要外插電源充電,需要公用充電設施。
太陽能是清潔、高效和永不衰竭的能源。結合我國對太陽能發電的優惠政策,加入光伏發電系統,與儲能系統組成電動汽車充電站微網系統,一方面可以平衡充電站新增的用電負荷,從而對電網供電容量不構成新的需求,減少電網增容所需的投資和施工工程,另外一方面可以為未來的“智能電網”作好充足的技術儲備。
為此我們利用光伏發電儲能系統,再結合普通電網取電的方法,建立安全可靠、無噪聲、無污染的光伏發電儲能式電動汽車智能充電系統,以達到穩定地為電動車充電并實現節能減排的目的。
2.系統概述
2.1 系統簡介
電動汽車智能充電系統集成供配電設備監控管理系統、充電設備系統、光伏發電儲能系統、計量計費系統、環境安全監控系統、視頻監控系統、電動車輛遠程監控系統為一體,為建設大、中、小型電動汽車充電站或電池換電站,并作為智能電網的重要組成部分提供一體化的完整的解決方案。
2.2 系統特點
(1)快速化
在目前,多數電動汽車采用磷酸鐵鋰動力鋰電池,技術相對比較成熟,具有電池容量大,放電倍率高、無記憶效應等優點,解決了電動汽車一次續駛里程的問題。應用智能充電系統可以提供大電流直流充電以及快速更換電池等多種手段,保證電動汽車充電或換電的快速化,則能夠解決充電時間較長的問題。
(2)通用化
在電動汽車多種類型動力電池、多種電壓等級共存的市場背景下智能充電系統具有適應多種類型電池系統和適應各種電壓等級的能力,可與各類純電動汽車上的不同動力電池系統實現充電特性匹配,能夠針對不同的電池進行充電,滿足公共場所用充電裝置與電動汽車的充電接口、充電規范和接口協議等標準。
(3)智能化
智能化體現在供配電智能化、充電智能化。供配電智能化可以實現整個充電站光伏系統、儲能系統與普通電網的智能調節互動,綠色能源的合理利用,避免大負荷對電網的擾動沖擊,也起到削峰填谷的調節作用。充電智能化可以通過優化智能充電技術實現電池的無損充電,監控電池的放電狀態,避免過放電現象,完成電池故障的自動診斷和維護,從而達到延長電池的使用壽命和節能的目的。
(4)高效化
智能充電系統的高效化在于采用的PFC技術能夠避免充電設備對電網的諧波污染,使充電設備整體效率能夠達到93%,功率因數達到0.99。
(5)集成化
智能充電系統將動力電池充電和電動車輛遠程監控集成為一個整體系統,實現了電動車輛路上運營時地理信息的采集監控、動力電池工作狀態的采集監控,集電池充電、電池運行監控一體,為每個電池包建立運行記錄,便于使用和維護保養。
3.系統組成
電動汽車智能充電系統可分為七個子系統,采用一體化管理模式。七個子系統分別為供配電設備監控管理系統、充電設備系統、光伏發電儲能系統、計量計費系統、環境安全監控系統、視頻監控系統、電動車輛遠程監控系統。
3.1 供配電監控管理系統
供配電監控系統實現對充電站配電設備的監控,可實現對變壓器、饋線的功率、電流、電量、功率因數、變壓器本體狀態、開關狀態、無功補償及有源濾波設備的監視和控制。
主要功能包括:數據采集及處理、生產過程中控制功能、事件記錄及事故追憶、畫面動態顯示、棒圖曲線顯示、歷史曲線查詢、報表管理、信息打印、模擬屏顯示、大屏幕投影、系統數據維護、用戶權限管理等。
3.2 充電設備系統
充電設備系統是充電站運行的核心,包含充電設備和監控系統兩大部分。
充電設備主要有直流大功率充電機、交、直流充電樁等,負責給整車或電池包提供快速充電電源。充電機采用模塊化高頻開關電源,N+1或N+m熱備份;整流模塊內置監控,可與本地的觸屏監控系統及遠方構成“三級監控”冗余結構;有超寬的電壓輸入范圍,電網適應性強,可用于環境相對惡劣的場所;采用國際最新軟開關技術,轉換效率高,電磁干擾小;并有可靠的防雷及電氣絕緣防護措施,確保系統和人身安全。
監控系統主要實現對充電機運行和動力電池充電過程的監視、保護、控制、管理和事故情況下的緊急處理,以及數據的存儲、顯示、統計和數據分析以及報表打印等。充電站監控的每一個操作功能設置獨立權限,并建立嚴格、完善的密碼管理,確保操作的安全性。
主要功能包括:數據采集及處理、生產過程中控制功能、畫面動態顯示、棒圖曲線顯示、歷史曲線查詢、報表管理、信息打印、模擬屏顯示、大屏幕投影、系統數據維護、用戶權限管理。
3.3 光伏發電儲能系統
光伏發電儲能系統分為兩個部分,包括光伏發電系統和儲能系統。光伏發電系統的主要部件是太陽能電池、控制器和光伏逆變器。其特點是可靠性高、使用壽命長、不污染環境、能獨立發電又能并網運行,具有廣闊的發展前景。但是太陽能是不穩定能源,光伏發電系統只能在有陽光的情況下工作。利用大型儲能系統,可以保證光伏發電系統的可靠性與可控性。它的主要部件是儲能電池堆、雙向逆變器和自動切換裝置。電動汽車充電系統與光伏發電儲能系統相結合,構成了完美的綠色能源利用鏈。
大型光伏發電儲能系統在白天陽光充足時吸收太陽能轉變為電能,光伏并網切換開關和外網并網切換開關閉合,光伏發電儲能系統處于并網運行狀態,供給充電站給電動汽車充電,剩余電能儲存于電池儲能系統,在儲能系統飽和時多余電能送入公共電網。夜晚光伏發電功率下降時,儲能系統釋放電能供給充電站使用,也可從公共電網吸取電能,對公共電網起到削峰填谷作用。當公共電網出現故障時,光伏并網切換開關和外網切換開關斷開,光伏孤網切換開關閉合,光伏發電儲能系統變為獨立運行狀態,維持充電站正常運行。
光伏發電儲能系統與電動汽車充電系統的結合,組成了智能電網重要的分散式儲能單元之一,實現了智能電網互動化的應用。
3.4 計費計量系統
計量計費系統主要對站內安裝的計量表計的數據按周期性(如充電站入口計量表計)或計次性(如安裝在充電機或充電樁上的計量表計)的方式進行記錄;在充電站通過充電機(樁)給電動汽車充電時,其所消費的電量通過現場計量后,將用戶消費的電量傳回上級計費管理系統的結算中心;接收上級計費管理系統的結算中心回傳的計費結果和計費類型,根據計費類型完成充電結算。
3.5 環境安全監控系統
環境安監控系統通過充電機室內布置的煙霧報警器等設備采集信號,監控充電過程中充電機可能會出現的異常情況,并發出報警信號。環境安全監控系統還可以接入火災自動報警裝置,實現充電站整體的環境安全監控。
3.6 視頻監控系統
視頻監控系統可以使管理人員在控制室內能觀察到站內所有重要場所的現場情況,提供了遠程監視效果平臺,為充電站的各種人員的活動提供了監控的途徑。
視頻監控系統具有云臺控制和圖像顯示功能、圖像保存功能、自動/手動切換功能、報警錄像及回放功能、多畫面處理功能、實時監控等功能。
3.7 電動車輛遠程監控系統
電動車輛遠程監控系統主要由監控中心、車載設備和GPRS通信網絡構成。充換站內監控中心含有三個子系統:數據庫服務器系統、數據管理子系統以及GIS監控系統。電動汽車車載設備是安裝在電動汽車上的信息采集與傳輸設備。
電動汽車車載設備將采集的數據通過GPRS網絡傳輸到數據庫服務器,服務器存儲數據,將數據轉發給數據管理子系統和GIS監控系統,然后數據管理子系統和GIS監控系統通過接受到的數據監控車輛運行時的電池信息和GPS等信息。實現數據的存儲、處理、顯示、查詢、告警等功能,以及對車輛的GPS定位,在GIS地圖上實現對車輛的跟蹤、查詢等功能。
4.結語
電動汽車智能充電系統采用了先進的設計理念,集合了新能源領域的電動汽車充電、光伏發電、儲能、GPRS行車監控等諸多新技術,為電動汽車的充電站建設提供了完整的一體化解決方案,為新能源產業的發展做出了貢獻。
參考文獻
[1]國家電網公司電動汽車充電設施建設指導意見.
[2]Q/GDW 236-2009國家電網電動汽車充電站技術標準.
看起來,它將揭開奇瑞新能源戰略的序幕。根據奇瑞汽車股份有限公司董事長、總經理尹同躍的計劃,奇瑞的新能源車型將在20lO年底前全部實現量產。
其實在這一年,奇瑞在新能源方面已經吸引了很多關注,包括“售價7萬,國家補助6萬”的S18電動車。
不過,正如奇瑞新能源公司副總經理方運舟在接受本刊記者采訪時所說,“鑒于目前新能源汽車的市場基礎薄弱,這需要政府、行業、媒體、企業、消費者等多個層面的合力,才有更大效果。”
事實上,如果把1.5升作為小排量汽車的標準,那么這個市場的主體就是國產品牌。確切地說,是整個市場中罕有的國產品牌具有優勢的領域。
考察以小排量著名的奇瑞的減排策略,或許對其他自主品牌具有相當啟發。
成本門檻
根據奇瑞的時間表,從2001年到2005年,奇瑞開始新能源產品的原理性研發,并承接了國家863計劃中的相關課題。后來3年間,進入產業化研發階段。到2007年,奇瑞已成為國內混合動力車最早下線、最早量產、最早投入運營的企業。
2009年9月1日工信部第195批整車產品公告和《節能與新能源汽車示范應用工程推薦車型目錄》,作為《新能源推薦目錄》中唯一的轎車廠家,奇瑞的A5混合動力轎車和兩款電動轎車同時入選。
目前,奇瑞的新能源汽車共包括4大系列12項技術,分別為:靈活燃料系列、混合動力系列、純電動系列及燃料電池系列。
靈活燃料系列中乙醇燃料汽車已在巴西等國外市場上市銷售,甲醇燃料汽車也已部分投放市場;混合動力系列的A5于2009年1月大批量上市;純電動汽車系列也開始量產;燃料電池系列則還在持續研發中。
方運舟說,奇瑞的最終目標是逐步實現新能源汽車的全系覆蓋。
奇瑞的新能源計劃,代表了目前中國車企對新能源汽車的態度。在今年4月舉行的上海車展上,出現了50多款新能源汽車,其中近一半宣布要在兩年內上市。
發改委產業協調司司長陳斌認為,中國的新能源汽車熱已經出現,但不少企業實際上根本就不具備研發能力,也不掌握核心技術,而是外購關鍵零部件進行組裝生產。這樣做一是迎合政策和市場需求,二是借以上汽車項目謀求取得汽車生產資質,“這不符合我們的政策導向,也不利于新能源汽車產業的健康發展。”
方運舟說:“一哄而上可以說明兩個意思,一是政府正大力提倡節能減排,鼓勵節能汽車發展;二是說明各界普遍看好新能源汽車的前景。”
他說,目前許多地方出現的“山寨版電動車”在二三四級市場受到消費者的熱烈歡迎,已經形成了一定的規模效益。因此可以相信,如果能向消費者提供符合安全法規、價格合理、使用成本大幅降低的產品,新能源汽車仍可以得到推廣和普及。
方運舟的觀點其實與陳斌并不矛盾,“符合安全法規、價格合理、使用成本大幅降低的產品”顯然是一道很難越過的門檻,正如之前國家陸續出臺的新能源汽車標準將有效控制行業過熱問題。
但在管理越來越嚴格的情況下,以何種途徑實現“符合安全法規、價格合理、使用成本大幅降低的產品”,決定著中國車企在未來市場中的位置。
“大小車”之路
回顧最近幾年奇瑞的發展可以發現,奇瑞汽車在保持小型化特征的同時,正在變得更大:重點推出的A級系列,以及不斷升級的城市SUV瑞虎。和中國大多數以低端小排量起家的自主品牌_樣,奇瑞希望獲得利潤更高的中端市場的意圖十分明顯。
用方運舟的話說,較大排量車型的推出是奇瑞技術升級與品牌升級的產物。
節能減排要求的出現,對于這些艱難起家的中國車企來講,既是機遇又是挑戰。雖然現在看起來,大家更覺得是個機會。
特別在擁有成熟小型車平臺的情況下,換裝動力系統成為通行的做法。
此前,本刊記者試駕的一款自主品牌的兩座純電動微型車,是由一家國內具有相當實力的企業與美國企業聯手開發的,基于一款成功仿制國外車型的微型車,指標在國內處于主流水平。然而,它連過減速帶都十分困難。
關鍵的是,與許多廠家一樣,它還宣稱要在中國的大中城市進行普及。
對此,方運舟表示,“新能源QQ,”將作為日常代步工具,主要用于中小城市、縣城和鄉鎮,“它不追求很高的動力性,而是以經濟實用為主,以極低的使用成本和零排放吸引消費者。”
他解釋說,奇瑞在小車平臺的產品非常豐富,并且在小車領域這個特定的消費群體中已經形成了品牌優勢,由于小車非常適合向純電動驅動轉變,加之奇瑞擁有較好的整車平臺、比較注重實用技術、獨到的自主研發體系以及良好的供應鏈開發和管理體系,因此,奇瑞的小型車更多與電動結合。在型號偏大的車型上,奇瑞則在朝著強混合動力技術方面延伸。
事實上,即使對于奇瑞這樣具有相當實力的中國車企,研發新能源汽車仍充滿波折。
比如在研發S18過程中,電池廠家需要一定購買量的保證才肯批量生產,但沒有經過小規模驗證的產品,車企又不敢大規模使用。
方運舟為了S18的配套電池跑了20多個電池廠,最后終于有人肯先小批量生產供其驗證。
“我們需要更加冷靜地思考中國的新能源汽車之路該如何健康可持續地往前走。這里最主要的是要高度重視核心零部件的開發和發展,重視基礎材料的開發和發展,只有零部件技術真正發展了,新能源汽車的發展才會是健康和可持續的。”方運舟告訴本刊記者。
實用優先
不過對于奇瑞這樣的自主品牌來講,追求前衛并非明智之選。事實上,奇瑞目前計劃普及的節能減排技術更具實用色彩和中國特色。
在奇瑞的新能源汽車計劃中,混合動力和純電動汽車將是主體。混合動力車分輕度、中度和全混合。純電動車則分低電壓和高電壓系統。“新能源QQ”屬于低電壓系統,速度低,成本也低。
而輕混動力將會在2010年作為奇瑞所有汽車的標配。一般而言,輕混動力車的電動機本身不能單獨驅動車輛,由鋰電池供電的電動極只作為輔助動力。而豐田普銳斯這樣的全混合可以在時速40公里時單憑借電池工作。
比如奇瑞汽車用來進行普及的BSG混合動力技術:它通過怠速停機和啟動功能,實現汽車在紅燈前和堵車時發動機暫停工作,消除怠速運行狀態下的燃油消耗和尾氣排放。根據測試,這種切換動力的過程可以節油10%左右,減少二氧化碳排放12%左右。
方運舟解釋說,BSG混合動力系統對整車原有結構改動很小,與常規車最大的區別是增加了一套BSG系統。而這種系統結構的可靠性高,與傳統汽車維修沒有區別,也不需要增加特殊維修工具,非常方便。
更為重要的是,使用BSG技術只增加不到1萬元成本。在奇瑞看來,它是各種混合動力類型中性價比最高的一種。
關鍵詞:節能減排;大氣污染;新能源;充電停車系統
如今,我國各個城市都掀起了一場能源變革運動,這場能源動力變革的主要趨勢是汽車能源多元化、汽車動力電氣化和汽車排放潔凈化。盡管目前還存在很多需要克服的技術障礙,但其作為新一代汽車能源動力系統的遠期解決方案,仍然被全球所看好。[1]
然而,當新能源電動車的使用率快速增長,隨之而來的充電停車系統設置問題也需要引起重視。在城市生活中,完善充電停車系統將大大改善人們的生活環境,有助于推動新能源的科學發展。
1 新能源電動車的發展背景
低碳經濟是在工業文明和農業文明之后的又一種新的經濟發展模式,它的特點是以高效地運用能源和清潔能源的開發為基礎,降低能源消耗、減少大氣污染和汽車尾氣的排放。如今,汽車尾氣排放是國內研究的一大重要課題,在享受汽車為我們帶來的便利的同時,其所排放的二氧化碳等尾氣給環境造成了嚴重的污染,使我們的空氣質量日益下降,給我們的生活環境帶來了不良影響。我國二氧化碳排放量現居世界第二,給環境造成了不可挽回的創傷,所以發展新能源電動汽車和普及新能源電動汽車是當前重要的任務。時代在發展,我國居民的生活水平得到了提高,大家漸漸意識到一個問題,維護生態平衡、保護環境是人類生存和社會發展的根本。人類的存在離不開空氣,而如今汽車尾氣嚴重影響到了空氣的質量。中國已經是世界第一大汽生產國家和消費國家,但現在減少傳統能源的損耗以及開發新能源,逐漸成了一大發展趨勢,并且油價的不斷上漲給汽車工業帶來了很大的壓力,我國近期頒布了相應的節能減排和新能源汽車發展戰略。新能源作為發展可代替能源,是發展可持續的低碳社會的重中之重,受到了世界的高度重視,我國政府也把新能源汽車列入七大戰略性產業之一,在2012年出臺了新能源發展規劃。
2 新能源電動車的發展趨勢
目前,中國是汽車消費第一大國,隨著汽車工業的發展,生態環境的破壞,汽車尾氣所引起的大氣污染、城市霧霾、溫室效應等問題越來越嚴重。能源的過度開采所引起的土質破壞,不可再生資源銳少。中國每日進口石油量500多萬桶,相比去年的數據增長了4.8%,[2]而全球的石油每年都在萎縮,這些資源都是經過萬年才能形成的不可再生能源,但全球汽車的數量不斷增加,這就必然導致汽油的價格不斷上漲。電動汽車本身不排放污染大氣的有害氣體,廢氣的排出相比燃油汽車排放的尾氣要減少92%~98%,[3]即使按所耗電量換算為發電廠的排放,除硫和微粒外,其他污染物也顯著減少。中國的電動汽車產業才剛剛起步,電動汽車的普及率并不算高,所以在新能源汽車的研發以及產業化方面比較具有優勢,而我們在汽車動力系統發展戰略的選擇上也將有更大的自由,普及和推廣應用新能源汽車的阻力會小得多。
如今,新能源電動汽車已經開始在市場上出現,傳統燒油的汽車的地位已經被撼動,在不久的將來很有可能被新能源電動車所取代。雖然當前發達國家和有關汽車公司均在加緊研發此種新型汽車技術并取得長足進展,但總體而言,中國基本上與之處在同一個起跑線上。電動汽車最大的優勢就是無油耗、無尾氣,相比不可再生的石油資源,環保的電動新能源更能為我們的生活帶來便捷與實惠。隨著新能源電動車的研發與生產,其將成為老百姓真正買得起、更開得起的私家車。
3 城市對新能源充電停車系統的迫切需求
目前,世界上許多汽車公司已經開始生產甚至出售新能源電動車了,像我們所熟悉的奔馳、寶馬所發行的SMART,還有奔馳所生產與SMART一樣的電動代步車,特斯拉電動汽車的出現為新能源電動汽車的市場開啟了新的篇章。而隨著新能源電動車的發行,隨之而來的就是它的停車設備的完備,如小區、街道、商場的公共場合的停車場的完備是現在迫切需要解決的問題。我國現在已經頒布了關于新能源電動車的相關政策,以促進新能源的使用與發展。
在我國新能源電動車政策所普及的城市里,充電系統和新能源電動車的使用逐步得到完善,但并沒有重視新能源電動車停車場的建設,伴隨著新能源電動車的發展,新能源電動停車場的完善是必不可少的。新能源電動車的迅速崛起讓我們不得不考慮其在使用過程中帶來的問題,根據社會調查我們發現,人們在關注新能源電動車的同時,最關心的問題是新能源電動車的充電方式及其充電時間。那么,如何將新能源充電車的充電與停車有機結合已成為著重研究的課題。發展新能源電動停車場是新能源電動車發展的必要條件,所以完善新能源電動停車系統顯得尤為迫切,只有完善了各種設施才能推動新能源電動車在我國的發展,才能貫徹落實社會主義科學發展觀。
4 新能源停車系統對城市生活的改善
缺少石油是我國一直存在的問題,而傳統燒油汽車所消耗的石油是無法再生的資源,如若僅僅用石油作為交通能源,將對我國的經濟造成一定影響。各種資源具有多種替代燃料,可以充分發揮我國地域遼闊和資源多樣性的優勢,因地制宜發展基于煤炭的燃料工業,基于生物質的農業能源和基于天然氣的各種氣體燃料技術,實現交通能源來源的多樣化。同時,從我國現有的新能源充電汽車的普及率來看,其正處于持續上升的階段,某些城市甚至已經實行充電汽車租賃制度,可出租新能源充電汽車以便于居民出行,減少對環境造成的污染。在新能源充電汽車越來越時興的今天,新能源充電停車系統的完善也需加快步伐。
新能源電動汽車充電停車系統的完備,一方面,能夠使不久的將來出現的大量新能源電動車得到有效的能源補充,繼而促進新能源電動車的發展;另一方面,新能源電動車的使用,很大程度上改善了我國城市的環境、空氣質量和居民的生活品質,減少了汽車尾氣的排放,緩解城市霧霾化,是我國發展新能源科技的一個重要項目,以便改善生活環境。
5 結語
如今,在“新能源”興起的時代,解決新能源使用問題已經刻不容緩,隨著新能源電動車的迅速崛起,在城市中相應的充電停車系統也是我們需要重點考慮的問題,只有不斷完善設施建設,我們才能更好更快地推動新能源的發展,改善城市環境。
參考文獻:
[1] 2009年汽車工業發展形勢簡析[EB/OL].中國汽車工業協會統計信息網.