【电动汽车资源网EV江湖 Bentty李清】
对于新能源汽车的快充,大家都很关注。如何解决稳定高效的电力是个关键,或许磁悬浮飞轮储能型充电站是个不错的解决方案,本文基础资料的来自网络,清清君整理而成。
飞轮储能的基本工作原理和主要组成:飞轮储能的工作原理即在电力富裕的条件下,有电能驱动飞轮到高速旋转,电能转变为机械能储存;当系统需要时,飞轮减速,电动机做发电机运行,将飞轮动能转化成电能,供用户使用。飞轮储能通过转子的加速和减速,实现电能的存入和释放。飞轮储能系统的组成由五部分组成:1. 飞轮转子;2. 轴承;3. 电动发电机;4. 电力转换器;5. 真空室。
注:本图来自网络
磁悬浮飞轮储能型充电站:储能式快速充电桩主要由飞轮储能单元和电动汽车充电模块构成。用电低谷期,小容量电力配电装置对飞轮缓慢充电;电动汽车需要充电时,飞轮对其大功 率快速充电,甚至可以离网式快速充电。此外,飞轮还可作为储能装置为电网服务。
注:本图来自网络
现有电动汽车充电站存在的问题:电动汽车充电影响电网质量和安全 电动汽车作为未来一种新型的重要负荷,到2030年,美国和部分欧洲国家, 电动汽车在电力系统总负荷中所占比例保守估计将达到5%~8%。 以特斯拉为例,其超级充电桩充电30分钟,行驶270km,功率达120kW。
A. 大量电动汽车的无序充电,会造成电网的巨大冲击,并恶化电能质量;
B. 电动汽车充电设施属于非线性电力电子设备,大量接入会对电网产生谐波污染;
C. 大量电动汽车的无序充电可能产生极高的充电峰值,使线路负荷越限,容易造成输 电线路及变压设备损耗过大和快速老化,而电网扩容成本非常昂贵;
D. 大多居民小区等电网负荷容量为1.26MVA以内,大量电动汽车同时充电,小区正 常用电无法保证。
电动汽车无序充电负荷,具有间歇性和波动性等特点,这些特点对电网的安全、稳定造 成了不利影响,降低了区域电网对此类负荷的接纳意愿。
E. 现有充电体系制约电动汽车提高充电速度。
注:本图来自网络
快速充电需要的容量巨大,容易对电网产生巨大冲击。
A. 现有快速充电桩对电网影响大,其建设受到电力部门的限制,申报繁琐, 流程漫长。
B. 现有快速充电站依托城市电网,城市用电高峰时,仍不能提供快速充电。
C. 高速公路沿途等缺少大容量电网覆盖的地区,修建快速充电站成本很高,增容一个兆瓦级的电站,电力增容成本就高达数百万,城市内增加地下 高压电力网线成本将更高。
D. 现在智能充电,采用规定固定时刻表和分时计价式的引导策略,对用户充电负荷强制约束,不便于电动汽车的实际使用。
E. 国家规定,居民住宅小区内用电设备容量在100kW及以上的设施用电,纳入客户专用配变容量中进行供电,个人安装快速充电桩存在障碍。
磁悬浮飞轮储能技术在充电站上的应用优势
A. 飞轮储能系统能够以非常大功率放电,可加快充电速度。
B. 相对于电池,飞轮储能系统具有更长的循环寿命,可降低充电站建设成本。
C. 飞轮储能系统响应速度很快速,使电动汽车充电对电网的冲击得到缓解;
D. 降低快速充电站对电力网络的依赖,无需增容电网,使快速充电站的建设 成本降低,减轻国家电网80%的负担。
E. 飞轮可以慢储快放,不需重新架网,利用随处可有的KW级民用电力,尤 其是高速公路沿途和远郊社区,使建设快速充电站的场地要求降低。
F. 任何单位、个人和居民小区都可以建快速充电站,提高快速充电站的数量。
G. 可充分利用夜间等用电低谷期进行充电,用电高峰期进行放电,有利于平衡电网同时降低充电费用。(深圳市一般工商业用电收费标准:峰1.0766元/kWh,谷0.2801元/kWh) 。
H. 可与光伏、风电共同组成充放储一体化电站,便于在边远地区建设离网式 快速充电站,符合节能环保要求。
飞轮储能汽车应用的技术背景与发展状况(目前初步的市场应用)
注:本图来自网络
时间:2015年,公司:STORNETIC 公司
输入电压:200V,3-phase 最高输出电压:700VDC,最大输出电流:750A
充电能力:快充时功率200kWh
系统采用飞轮进行储能,可采用117V和240V两各 水平的电压,提供50kW-200kW的充电。
注:本图来自网络
时间:2017年,公司:Chakratec 公司
储能:3kWh 最高输出电压:380-750VDC, 充电能力:快充时功率100kWh
系统采用飞轮进行储能
注:本图来自网络
时间:2012年 公司:北京奇峰聚能科技有限公司
飞轮储能 输入电压:380V,50Hz 最高输出电压:750VDC 最大输出电流:2×250A 充电能力:快充时间不大于20min,最大输出 电能不小于30kWh
系统采用2套FFL20-160型储能飞轮并联运行。持续放 电功率可达220KW,至额定放电深度可输出30KWh 的电能,恒功放电时间8.18min,满足储能量、放电功 率及放电时间的要求。
注:本图来自网络
时间:2015年 公司:珠海银隆有限公司
集装箱式储能充电车—锂电池储能 输入电压:AC 304V~456V 最高输出电压:DC 200V~750V 最大输出电流:250A * 4 国内已有部分锂电池企业发现了储能型充电站的商业价值,开发了一系统的储能充电站。银隆的YLC-EST1200 -750V系统,总质量25.5吨,采用标 准40尺货柜(12.192mx2.438mx2.591m) 总储能1200kWh,采用钛酸锂电池构成。
从其技术及其市场应用前景来看,磁悬浮飞轮储能型充电站下列核心技术仍需做进一步的突破:
1. 超低损耗HMB磁轴承技术;
2. 低自放电机电一体化技术;
3. 先进复合材料转子技术 ;
4. 高效率永磁电动/发电机技术;
5. 磁轴承高性能数字控制技术;
6. 电力电子与电力变换技术。
清清君也查了一下,国内关注与做磁悬浮飞轮储能型充电站似乎不多,也说明是一个很好的风口。与其一窝蜂的去造车或搞动力电池,不如关注与开发该技术呢?或许这也是一招出奇制胜吧?
(来源:电动汽车资源网EV江湖 Bentty李清)
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