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智能电网是电动汽车发展的保障

  • 2011-09-30 00:00
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摘要:智能电网是电动汽车发展的保障

  

  快速发展电动汽车,是国家推进能源结构优化,提高能源利用效率,实现节能减排目标,促进低碳经济发展的重要途径。而充换电设施是推动电动车发展的重要环节,在发展充换电设施的同时,需要对配电网络进行相应改造。电动汽车与电网关系如何,应该如何发展,这些问题也是与会代表关心和热议的话题。

  发展电动汽车要循序渐进

  清华大学汽车工程系主任欧阳明高:

  我国已经成为最大的汽车生产国,预计到2020年将达到年产3000万~4000万辆,汽车保有量将超过3亿辆。而汽车又会消耗非常多的能源,预计到2030年仅汽车燃料消耗就将超过3亿吨,这对于中国的能源保障是一个非常大的挑战。

  目前,我国政府制定的汽车节能目标,是在2020年百公里油耗要降到5升以下,这对传统的汽车技术是一个非常大的挑战,这就要求对汽车进行电气化的改进,即发展电动汽车和混合动力汽车。

  我倡导建立一个电动汽车的“点线面”系统,在大城市推广电动公交车和私家车,在城市之间推广电动商务汽车与电动运输汽车,而在小城市可以推广微型电动汽车,如电动摩托车等。我国电动汽车发展战略应该是一种演变型的战略,实质上就是对现有交通工具进行电气化演变。

  在新能源交通工具的推广中,一种是革命性的战略,就是开发一种新型燃料的交通工具,这在现实中是需要很大的代价的。另一种就是模块化战略,我认为在中国推广电动汽车,模块化是非常重要的,应该先是混合动力电动车,然后再是纯电动车,在过去的几年内,我国政府在推进新能源汽的发展发面做了很多工作。

  就电动汽车的技术来讲,相关技术发展很快。在电池方面,目前主要是锂电池,并且已经有35个国家出台了锂电池的相关标准。我国也已经在10个大城市推进了电动车的示范应用。

  接下来,我们应该进一步提高电动车的国际合作,并且未来的研究重点应放在电池、电机方面,研发下一代电力传动技术。我建议对于整车的研发,应该是混合动力电动车和插电式电动车,在研发电动汽车的同时,还应注重电动汽车基础设施的改进。

  电动汽车上路需电企和车企联手推动

  中国工程院院士、英国皇家工程院院士陈清泉:

  目前,我国电动汽车的发展的路线图仍未清晰。我认为应该采取集中发展纯电动汽车,同时跟进混合动力及燃料电池等其他技术路线。

 现在发展纯电动的“低速小型”电动汽车是适合中国国情的。根据我的调研,当前市场上在售和即将进入市场的纯电动汽车基本是高端的电动汽车,即便享受了国家的补贴,大部分消费者还是会认为价格偏高,导致消费者不认可。其实,“低速小型”电动车的市场应该在农村以及一些欠发达城市,农民用它主要是从家里到农田、从家里到集市,时速60公里就够了,所以小型低速的电动汽车不需要锂电池,铅酸电池就够了,这样核算下来,一部车造价可以不到一万元。

  另外,当前我国对发展电动汽车的商业运营模式正在进行有益的探索,究竟是“充电”为主,还是“换电”为主,大家都有自己的理由和看法。我认为,两者皆有利弊,但是电动汽车最关键的部位就是电池,因此在当前电池技术尚不发达,电池容量、功率均有限的条件下,为了能够使电动汽车驾驶者有更好的体验,我还是支持“换电”模式为主的商业运营模式。因为这种模式可以提高电池寿命、同时为使用者节约等待充电的时间,而电池在充电站还可作为储能装置连接于智能电网。

  但是,未来对不同汽车车型应该探索更加合理的商业模式,如对公交电动车和出租车,换电池显然更加方便;未来如果有条件,充电站网络已经建立家用电动汽车,可以慢充为主,辅以换电模式。

  此外,电池等关键技术需要更大的投入集中突破;电池的附加值尚未挖掘,车企与电网公司也亟须握手。所以,今后商业模式的确定有赖于汽车产业和电力产业的摸索与妥协。

  结合当前电动汽车发展形势,我认为:第一,电动汽车产业化的火车已经开动了,未来几年速度会有多快,没人能够预测,因此想赶火车的要快点上车;第二,不能仅用市场这只手来主导电动汽车产业发展,而应发挥好政策这只手,创新的、有效的政策可以很好化解电企和车企间的矛盾;第三,技术已经在不断进步,产业之间、城际之间需要相互取经、相互帮助。

  电动汽车规模化与智能电网发展相得益彰

  中国电科院电工与新材料研究所所长来小康:

  电动汽车规模化发展会有力驱动智能电网的建设,而智能电网的全面建设也将为电动汽车的充换电设施提供极大保障。

  电动汽车的接入将对电网产生毋庸置疑的影响。首先表现在对区域负荷的影响,电动汽车集中充电将增加峰值负荷,加大峰谷差率,从而加剧电网调峰压力,使得电网的运行效率降低。其次可能会引起供电设备的过载,使得供电可靠性降低,从而对配电网升级改造的需求,并增加充电设施的安装费用增加。此外,由于电池容量使车辆行驶范围受到限制,短期内将难以实现动力电池技术突破,因此规模化充电设施建设是推广电动汽车的必要条件,规模化充电设施建设给电网带来了挑战。

   这就要求实现电动汽车与智能电网的有机融合。智能电网的特征是信息化、自动化、互动化,二者融合可为用户带来很多益处:分时电价、实时电价的实施,使得充电费用更为低廉;通过充换电服务网络实现电动汽车“漫游”不受限制;用户还能通过电动汽车向电网回馈电能获得收益。电网也将从中获得收益:通过削峰和负荷平衡改善电网运行效率,增强电网稳定性;减少配电线路“阻塞”,提高供电可靠性,从而降低配电网络建设改造费用。

  所以,电动汽车规模化发展与智能电网的建设相互作用、相互影响,共同推动,可谓双赢发展的新局面。

  中国电力科学院下一步将计划进行用户行为和观点的基础数据收集,通过对电动汽车的充电特性——包括充电时间、充电电量、充电地点、充电频次等方面的研究,评估电动汽车对电网的影响,从而指导充电设施建设,为控制模型提供基础数据,最终形成有序充电解决方案。

  政府应引导充电标准建设

  美国国家标准与技术研究院(NIST)乔治•阿纳德:

  现在美国对石油进口的依赖性非常大,60%的石油都从国外进口,而其中的三分之二用于交通。研究发现,美国电网的闲置能量可以满足现在至少70%的汽车需求。从环境保护来看,研究数据显示,如果选择使用电动汽车,将可以减少二氧化碳的排放20%,减少其他空气污染物排放40%~90%。

  当然,电动汽车的接入会对电网产生影响。比如,我们以加利福尼亚州为例,当地有3000万人口。如果使用电动汽车的用户都在下班回到家的时候同时充电,高峰电量就会增加20%;但是如果选择在夜晚使用闲置电量的话,就是通常所说的“填谷”,就能实现很好的电力资源优化配置。这中间就需要进一步实行分时电价来进行用电指导。

  现在很多技术还处于研发阶段,必须要让充电非常方便,也必须要让电池充电成为有效益的模式。我们的选择有很多,也有很多非常重要的解决方案,都需要进一步讨论。如果标准不统一的话,我想谁都不愿意在这些方面进行投资。现在,我们已经成立了“美国电动汽车研讨小组”,就是为了保证各个利益方就一系列标准化问题达成一致,确保能达成共识并得到广泛应用。此外,我们有一个“从电动汽车到电网”的工作小组,这个小组主要是协调智能电网系统小组操作性标准的研发。

  我认为,在电动汽车的初级发展阶段,需要政府的帮助。政府可以提供两个方向的帮助:一是可以提供研发资金,二是可以协助寻求技术解决方案。政府的决策可以影响到整个社会。我认为由政府来主导这个方向是正确的。

  呼吁统一充电标准

  通用汽车执行总监白雷蒙:

  电动汽车将帮助消费者从高油价中解放出来,减少社会对石油的依赖,同时减少碳排放,为保护环境尽一己之力。而今后充电设施的普及,深入小区甚至家庭,更将大大提升使用电动汽车的便利性。我们非常看好电动汽车的发展前景。

 根据我们的调查,关于电动汽车,充电的体验和基础设施至关重要。目前来看,充电设备不足以及匹配性差是用户最不满意的地方,所以需要消除由于缺乏公共以及个人充电站而引发的消费者对续航里程的担忧。而这之中较为关键的是建立统一的充电标准,来加强基础设施的使用率和改良用户的体验。目前来看,各地区的交流充电标准相似但又不尽相同,其不同之处主要存在于物理接口、控制电路和通信协议方面。

  如果没有统一的充电标准,汽车制造商将不得不匹配各种不同的充电接口,并采用各种不同的软硬件通信协议,不同的汽车也无法使用同一基础设施。由此将从车辆和基础设施两方面增加电动汽车的成本,这显然对消费者是没有任何益处的。

  电动汽车标准化建设可以加快电动汽车在世界各地的普及。从企业角度来说,有助于汽车制造商、零部件供应商和基础设施供应商开发全球通用的部件;从用户角度来说,全球相同的充电设施的建设,有助于消费者在世界各地都可以获得相同的充电体验,正如给汽车加油一样。

  汽车制造商和电网需要合作制定实用且稳定可靠的通信协议,这对汽车制造商和电网来说都非常重要。我们非常支持中国在ISO/IEC相关通信协议标准的制定过程中发挥积极作用。

  电池技术仍待突破

  中国重庆长安新能源汽车有限公司技术总监姚振辉:

  现阶段,不管是选择充电还是换电,都需要非常坚强的电池支持。

  根据我们的调查,用户普遍期望电动汽车每次充电可以跑120公里,最理想的状况是每次充电可以跑300~350公里。此外,我们希望快充能力能达到5~10分钟就能完成一次充电。成本方面也是很大的挑战,电池是电动汽车的重要组成部分,现在这方面主要是依靠政府补贴。我们还希望电池的使用寿命可以达到1500~2000次,也就是说可以使用超过10年。另外,我们要坚决杜绝电池给用户带来的可能风险,增强电池的可靠性。

  电池技术现在还不是非常成熟。在电池设计上,还有很多挑战需要应对。和人体一样,电池在15~35摄氏度运行效率最好,温度过高或者过低都将降低运行效率,并产生安全隐患。这就对电池的热管理系统提出了要求。此外,电池管理系统也是非常重要的部分,我们希望可以及时检测电池相关信号,帮助实现信息的反馈,从而实现有效的运行管理。

  在电池研发方面,我们还面临很多的挑战,必须要坚持努力,没有任何捷径可走。

  来源:亮报 

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