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2010年,国家电网已在全国27个城市建立75座充电站和6209个充电桩。国家发改委、科技部出台的汽车产业调整和振兴规划指出,2011年,中国纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车数量将达到50万辆;到2020年中国新能源汽车的比例要占全部汽车的一半,约为6500万辆。《汽车与新能源汽车产业发展规划》(2011-2020年)提出到2020年,新能源汽车产业化和市场规模达到世界第一,新能源汽车保有量达到500万辆。以混合动力汽车为代表的节能汽车销量达到世界第一,年产销量达到1500万辆以上。
一、长三角地区电动汽车应用现状
在上海世博会上,500辆纯电动汽车和燃料电池汽车承担了园区内的公交零排放任务,载客总数超过1.2亿人次,运行强度达到上海公交车辆的10倍,电动汽车经受住了高温、高强度、高湿度、高安全要求的考验。电动汽车在长三角地区的发展自此如火如荼地展开,其又集中体现在各地充(换)电站、充电桩的建设。
由表1可知,目前长三角地区大多数充电桩和充电站仍在建设中,充电不便等因素使得电动汽车的个人或家庭用户还比较少,现在电动汽车主要应用在公交、出租领域。下面仅以在杭州投入运营的电动出租车为例分析电动汽车的应用现状。
(一)优势
杭州电动出租车上路半月以后,根据当地记者对其进行的追踪报道,电动汽车在性能方面显示了其优越性。主要体现在两点:一是没有马达声,很安静;二是动力性能也较好,车子起步和加速时动力都很强劲。
(二)劣势
1、动力电源使用成本高,续驶里程短。电动汽车满载后电量消耗大大超过理论数据,一组新电池跑不到原定的80公里。其成本之高也是显而易见的:按照普通出租车新车平均油耗每公里0.6元、旧车油耗每公里0.7元、电动出租车每公里成本0.5元、司机一个大班平均跑500公里来算,司机一天油钱在300元-350元,电动出租车则是250元左右。但是虽然能节省50元-100元,但最少要换6次电瓶,尽管每次换电瓶不到5分钟,但由于充换电站少,浪费在换电瓶路上的成本也不少。特别是,电动出租车每次拉客不敢随意跑,要挑短途客人,而开出租就要跑远途赚头才大。一位出租车司机陈师傅的看法更极端:“电动出租车就是政府的‘炒作’行为,每次充电跑80公里,用于私家车上下班开开还差不多,拿来跑出租?行不通。”
2、营业额低,缺乏吸引力,司机流失情况严重。经过半个月的运行,电动出租车最高的日营业额都未超过200元,有的甚至少于100元。而杭州在跑的一般出租车每天的承包费为350元,一个司机正常的月收入为3200元-3500元。虽然出租车公司对电动出租车司机实行新办法:每月1300元保底收入加上缴纳“五金”。但这个收入显然偏低,缺乏吸引力,又由于推出时间是春节之前,因此司机岗位有不少空缺——自1月26日开始真正在路上跑的电动出租车,实际只有10多辆。
二、长三角地区电动汽车发展中的问题
电动汽车发展的不足在上海等地的示范运行中或许并未得到充分暴露,但在半个多月的出租车运营中,如下几方面的问题突出显现出来:
第一,电动汽车研究开发不够,投入不足。某些关键技术(如电子控制技术)、关键原材料、关键零部件,中国汽车工业企业仍然未能真正掌握。在关键的电池、电机和控制系统,中国企业技术水平与产品成熟度,与外国企业存在着相当大的差距。汽车用锂电池的轻量化、可靠性与外国有关企业的产品相比,差距明显。电池生产缺乏一致性。目前,已经在试运行的某些新能源汽车,实际上关键零部件仍然是从海外跨国公司购买的,成本仍然比较高。
第二,发展新能源汽车的基础设施和市场环境建设滞后。中国新能源汽车的技术标准、为新能源汽车运行服务的基础设施的技术标准制定,目前均落后于发达国家。最重要的配套设施——充电站建设滞后也成为阻碍电动汽车发展的一个因素。原因主要有:一是建设充电站的一次性投入大,回收期长,商业前景尚不明朗,直接影响了投资的积极性;二是充电模式不一(插电式、更换电池式等),加上“插电式”下的充电接口不尽相同,“更换电池式”下的电池尺寸大小不等,直接影响了充电站的标准化建设;三是大规模建设充电站的土地来源问题。
第三,电动汽车是否该得到更多的政策支持仍是一个争议,毕竟,它并不是真正的低碳、无污染、能源效率高的交通工具。新能源浪潮下“天使产业”工业文明发展到今天,资源枯竭和环境问题让人类开始焦虑下一个千年发展计划。核能、风能、太阳能、生物质能等新能源登上了人类历史舞台,新能源浪潮在金融危机背景下风生水起。但是,我们有必要重新审视电动汽车所冠以的“新能源”和“低碳”这两个字眼。
首先,电动汽车不等于新能源汽车。其实,电动车的发展史比燃油汽车更长,世界上第一辆机动车就是电动车。后来,由于燃油汽车技术的迅速发展,而电动车在能源技术和行驶里程的研制上长期未能取得突破,从20世纪20年代初至60年代末,发展进入了一个沉寂期。70年代以来,由于中东石油危机的爆发以及人类对自然环境的日益关注,电动车才再度成为技术发展的热点。新能源是有严格定义的,《能源词典》的表述是“在新技术的基础上系统地开发利用的可再生能源,如太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能、氢能等。”新能源是世界新技术革命的重要内容,是未来世界持久能源系统的基础。电力和天然气都是老能源、传统能源,况且电动汽车的动力——电,来自于电网,而电网82%的电力来自煤炭。所以纯电动汽车、混合动力汽车、燃气汽车都不是真正意义上的新能源汽车。否则,电动自行车是不是也可以称为新能源自行车?
其次,电动汽车不是中国现今的低碳环保车。不同的国家发展纯电动汽车其节能减排的作用是不同的。像挪威、瑞典、加拿大等电源结构以水电为主的国家,发展纯电动汽车等于以水电代油,能够起到节能减排的作用;像法国这样电源结构以核电为主的国家,发展纯电动汽车等于以核能替代石油,可以节约石油、减排二氧化碳;像美国、英国等以油、气、煤、核等多种能源发电的国家,发展纯电动汽车节能减排效果不显著,但也不会增加二氧化碳的排放量。中国目前一次能源消费的特点是以煤为主,这必然导致中国发电能源以煤为主,因此用纯电动汽车替代燃油汽车,相当于用煤来代油,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,由汽车排放污染物走向电厂排放污染物。研究表明,在其他条件相同的情况下,一台依靠煤电充电的纯电动车与一台配有1.4TSI汽油发动机大众汽车相比,在整个链条上所产生的二氧化碳基本相当。燃油汽车和纯电动汽车能耗折算成标准煤之后,两者的能源消耗量基本上是相等的。
所以,只有当煤炭从中国一次能源消费中退出之后,用纯电动汽车替代燃油汽车才是减排二氧化碳的。但是由于中国电力需求的快速增长,而且在近日日本地震之后,中国核电发展战略的调整使得未来的电力供应愈加依赖于火力发电。用纯电动汽车去替代燃油汽车,很可能是可以减少石油进口,但却要增加煤炭进口,因此对进口能源的依存度并不会降低,进口能源的安全性也不会有什么根本性的变化。
三、电动汽车发展对策分析
针对上文提出的问题,本文试图在如下几方面对发展电动汽车提出意见和建议。
第一,正确理清概念。发展电动汽车需要重新定义新能源汽车和审视低碳的内涵。
首先,重新定义新能源汽车。只有真正利用新能源作为汽车的动力,才是新能源汽车。针对目前“新能源”汽车发展呈现一哄而上、遍地开花之势:地方政府为了政绩而大力推动,有条件的地区和企业在上,一些不具备基本条件的地区和企业盲目创造条件也在上,社会各界应用一种审慎乐观的态度来看新能源汽车的前景,冷静、更理性地讨论这个问题,制定统一的标准与规划进行适当的建设,以防掉进新能源的“”陷阱,过度投资,将严重的产能过剩、大量的环境污染遗祸子孙万代。
其次,审视低碳内涵。不能为了低碳而低碳,以发展低碳的名义做高碳——一味追求节能汽车的保有量,大力投资昂贵的充电站建设,忽视控制汽车消费这一根本性的节能减排措施,以及其他真正需要治理的环境问题。“低碳”的口号提出易、践行难,发展新能源或清洁能源时,要注重生产和制造能源过程中的资源消耗和污染。如果对发展低碳经济、建设低碳城市内涵不清、路径不明,盲目跟风不仅不能推动低碳发展,反而可能由于急功近利、草率行动,而干扰城市整体发展的秩序,让城市发展偏离既定的轨道,造成资源、人员的浪费。
第二,树立系统观念,将能源结构、整体的充电网络、工业标准以及各个环节的流程协同计划和控制,用类似于“电动交通”这样的系统工程的概念来取代“电动汽车”的孤立概念,寻找并发展适合中国资源禀赋、符合市场环境和需求的真正的新能源汽车。一是加速推出有关技术标准,降低中国廉价供国外进行电动车运营测试的社会成本;二是重点对稀土、锂等战略资源的开发和利用,加强统一规划和管理,建立战略资源储备制度,提高开采技术,为电动汽车产业的持续发展提供基础保障。
关键词:风电;电动汽车;蒙特卡罗模拟
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.131
0 引 言
近年来,随着空气质量的降低,温室效应的加剧,减少CO2、SO2的排放是对该问题的重要举措。电力作为能源重要组成部分,在节能减排中将发挥重要作用。电力发展的重要方向是节能减排,风电和电动汽车在环境上的巨大优势受到学者们的广泛关注[1]。
风电出力的不稳定性、反调峰性,并网会对系统的稳定运行产生影响[2-3]。我国电动汽车累计销售量将在2020超过500万辆,受车主出行习惯影响负荷高峰时段充电,将增大峰谷差和系统调峰压力[4-5]。通过调度风电与电动汽车协同入网,能有效地解决弃风问题和系统的稳定性,提高系统的环境效益[6]。
本文通过蒙特卡罗模拟法模拟出定量电动汽车不同入网模式充电功率。分别以火电发SO2、CO2排放量最小为目标构建环境优化调度模型。据相应约束条件分析了风电接入及电动汽车不同入网模式对机组运行CO2和SO2排放的影响。采用改进粒子群优化算法对模型优化求解。最后,在MATLAB环境下对模型及优化算法仿真。
3 算例分析
通过某风电场和十台火电机组来证本模型的有效性。风电详细参数值见文献[8],火电机组参数以及1 d内各个时刻负荷预测值见文献[9]。1 d内风电场各个时刻输出功率曲线(见图1)。
通过蒙特卡洛模拟法模拟出单量电动汽车的有序、无序充放电功率[10]。设定可入网参与调度的电动汽车数量为50000辆,得出电动汽车入网各个时刻接入系统负荷(见图2)。
结果分析:
为了验证本模型的有效性,以下两种不同运行方式作比较,运行方式1为风电并网,电动汽车无序V2G模式入网参与调度;运行方式2为风电并网,电动汽车有序V2G模式入网参与调度。由不同运行方式下的负荷曲线(见图3)可知,原始负荷在没有电动汽车参与调度情况下,负荷波动较大。采用运行方式1时,电动汽车无序V2G模式与风电协调入网,因为车主的出行习惯,大量电动汽车在负荷高峰期充电,进一步增加峰谷差。因为无序V2G模式还有一定的波动性与随机性,同时增加了负荷曲线的波动。采用运行方式2时,电动汽车有序V2G模式与风电协调入网,车主响应峰谷效应,在负荷低谷时刻充电,高峰时刻放电,削峰填谷作用明显,负荷曲线波动程度最小。
表1为采用MATLAB环境对两种不同运行方式下优化目标的仿真结果对比。运行方式1:无序V2G模式下电动汽车和风电协调入网,由于车主的出行习惯进一步拉大了峰谷差,增加了负荷波动性,增加了机组的SO2和CO2排放量。运行方式2:有序V2G模式下电动汽车和风电协调入网,在负荷高峰期,电动汽车代替发电机组向电网放电,在负荷低谷期,电动汽车调度入网充电,从而有效的减小了火电机组SO2和CO2排放量。
4 结论
本文建立了风电与电动汽车协同并网调度环境优化模型,并用MATLAB仿真验证了其可行性和有效性。结果表明,采用有序V2G模式,通过优化电动汽车充放电时间来满足风电和负荷的波动,可以实现良好的削峰填谷作用,最大程度的消纳风电,减少火电机组SO2和CO2排放。使电动汽车和风电联合出力更加稳定的同时,也能作为调峰电源来平缓负荷曲线的波动。
参考文献:
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[4]胡泽春,宋水华,徐智威等.电动汽车接入电网的影响与利用[J].中国电机工程学报,2012,32(04):1-10.
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[8]陈海焱,陈金富,段献忠.含风电场电力系统经济调度的模糊建模及优化算法[J].电力系统自动化,2006(02):22-26.
近年来,全球经济高速发展,能源环境问题日益突出,节约能源、保护环境、实现可持续发展,已经成为人类社会共同面临的重大挑战。我国政府高度重视可持续发展的问题,明确指定了“十一五”节能减排目标。提出要强化交通运输节能减排管理,公布实施新能源汽车生产准入规则,推进替代能源汽车产业化的战略步骤,使节能减排成为我国经济社会可持续发展的重要组成部分。
如今,在科技部的领导下,在汽车企业、科技部门和各大专院校共同努力下,我国汽车产业节能减排的成果非常显著,特别是科技部2006年底启动的“十一五”863计划和“节能与新能源汽车”项目取得了重大进展。预计到2010年,我国将实现关键技术上的突破,掌握关键部件的知识产权,提升我国节能与新能源汽车整车与关键零部件的核心竞争力。
目前,我国多家汽车骨干企业已经掌握了满足国Ⅲ排放标准的汽柴油发动机、单一燃料发动机电控及整车匹配技术,初步形成了国Ⅲ排放水平的自主开发能力。现今已有一百余种燃气汽车整车车型登录国家机动车新产品公告,一汽、东风、上汽、潍柴等汽车和发动机骨干企业已形成系列化燃气汽车产品生产能力。燃气汽车在全国70多个城市得到了示范和应用,市场规模达到30多万辆,实现年燃油替代300万吨。
本次活动全面集中展示了最具国际水平的节能环保汽车及相关技术,为政府部门、研究机构和国内外同行搭建良好的交流与合作平台;给企业提供最新产品及技术成果的展示机会;促进了“绿色奥运,绿色出行”目标的进一步深化!
福田欧V强势登陆节能车展
福田汽车秉承“绿色奥运、人文奥运、科技奥运”的理念,超前开展校企合作,积极联合清华大学进行高环保、新能源客车的研发和商业化运营工作。目前,福田汽车已与清华大学成功合作开发了燃料电池电动大客车(FCV)、混合动力电动大客车(HEV)、天然气/氢气混合燃料大客车(HCNG)、天然气大客车(CNG)等四种车型,本次展会,福田欧V携旗下燃料电池电动大客车(FCV)、混合动力电动大客车(HEV)、天然气/氢气混合燃料大客车(HCNG)强势亮相节能展。
福田欧V H C N G系列城市客车是中美面向奥运的新能源交通示范项目。可将氢气与天然气按最佳比例混合,充分发挥CNG和氢气各自的特点,将环保和节能有机能源之一,代表最前沿的科技水平。
福田欧V混合动力客车集燃油经济性、动力性、低排放等众多优势于一体,与普通燃油车相比,具有更好的经济性和环保性,特别适合城市公交使用。整车采用直接并联方式,结构紧凑,重量轻;0〜50km/h加速时间仅22.5秒,加速时间缩短20%,在满足加速性能的前提下新城市工况油耗仅28.3 L/10 0 km,同比节油达33%;电池可8年免维护;车内噪音在50km/h不超过70dB;氮氧化合物减排30%,可吸入颗粒物减排35%。
中通携奥运用纯电动客车亮相展会
在节能环保客车领域一直走在前列的中通客车携带了“十一五”863重大专项成果中的奥运用纯电动客车和混合动力公交客车亮相展览会。
奥运用纯电动客车行驶1公里仅仅需要1度电,且充电一次可使车辆持续行驶250公里以上,攻克了国内电动车耗电量的技术难题。该车采用象征中国喜庆的传统红色作为车身主要颜色,辅以黄龙图案,水滴式造型,全承载车身结构,中通客车近40年客车生产实力和清华大学、北京理工大学、北京交通大学等高校资源的完美结合,保证了车辆的整体研发水平位居国内一流。该纯电动客车专为接送北京奥运会奥组委官员、运动员、记者等人员量体打造的,在奥运期间为接送各国友人服务。
同台亮相的混合动力客车是中通历经多次研发推出的一款成熟产品,采用油电混合动力。该车与传统公交客车相比能节油31%以上,并且在纯电动驱动时实现零排放。“混合动力电传动系统”可实现纯电动与混合动力两种模式的自由切换,并能够将制动时产生的能量转化为电能储存起来,非常适合公交客车的实际使用工况。
健康、节约、环保,金旅展示混合动力车
金旅XML6125HEV系列油、电混合城市客车是混合动力技术与传统客车制造技术的结合,它是美国的变频控制技术与金旅优秀的客车制造技术的共同结晶。强大的电脑控制单元,完美地调配着油、电两套动力系统,准确地体会驾驶者的意图,并给出迅速的响应。动力系统方面,XML6125HEV配置了新一代的“金旅混合系统III”,由一台先进的柴油发动机搭配一台特种电动机构成,该系统有良好的通用性,已为金旅10-12米各型城市公交的选装动力总成。此外,这种车还配有超级电容和技术含量很高的动力分配系统。动力分配系统可根据车辆的形式状态决定如何调配点动力与柴油动力,从而提高车辆的行驶性能。在城市中,这种车在时速20公里以内完全使用电力。当车速超过20公里,柴油和电力发动机可以同时工作。加速状态,电动力全功率输出,柴油动力平稳上升,在保证车辆动力的同时,确保发动机的平稳运行。该车型切实体现了“节能环保”的精神,拥有低油耗、低排放、低噪音、使用寿命长、制动性和加速性卓越、易驾驶、结构简单、便于维护的特点,车辆的各项性能参数均已达到国际先进水平。
解放牌混合动力城市客车
由中国第一汽车集团承担的“解放牌CA6100SH8混合动力城市客车” 项目,即“十一五”国家“863”电动汽车重大产品专项,目前阶段性开发的各项性能指标均达到设计要求。混合动力汽车由发动机和电机两种能量输出组成,通过整车控制策略和算法来控制整车需求力矩在发动机和电机之间切换。可实现电机起动发动机、发动机单独驱动、滑行充电、再生制动等工况模式。整车性能良好,动力性、经济性和排放达到国内领先水平。最高车速90-60km/h,加速时间为29.5S,最大爬坡度25%,北京城市工况的百公里油耗为25.5升,节油38%,排放降低30%。共申请专利9项,2005年底完成示范运行和定型试验,并开始小批量生产。
得天独厚的陕汽德龙天然气重卡
在节能车展现场,两辆陕汽天然气牵引车格外引人注目。据介绍,陕汽天燃气重卡是国内首家采用压缩天然气作为燃料的重型汽车,是陕汽与西安交通大学、长安大学合作,共同开发的环保型卡车,它包括新德龙天然气牵引车系列、德御天然气牵引车系列、德御天然气载货车系列、奥龙天然气牵引车系列等型号。
陕汽天然气重卡发动机采用潍柴气体燃料发动机或上柴天然气发动机。具有经济性好,使用成本低;可靠性好,维护成本低;功率覆盖面广,动力强劲;节能减耗,绿色环保等优势。驱动桥采用汉德车桥,具有高承载力、高适应性、高通过性、高安全性、高回报率和售后服务完善的特点;变速器采用法士特产品,其扭矩输出大,功率损失小、噪音低、自重轻、使用寿命长、低速档大速比的特点决定其具有传动效率高,车辆油耗低,特别适合长途运输等优势。陕汽天然气重卡的在经济性、安全性、环境保护和性价比上占有得天独厚的优势。
图片解放牌CA6100SH8混合动力城市客车
京华蓝宝石绿色公交车
北京奥运用电动客车是在国家和北京市“九五”和“十一五”纯电动大客车项目基础上研制的,采用多项独创性技术,具有完全自主知识产权。
此车采用锂离子动力电池和交流异步电机,最高时速可达80km/h,续航里程达到190km。目前该车型已经获得国家汽车产品公告,已有7辆投入北京121路进行示范运行,明年此车型将会在奥运村环线(全长2.7km)、北部赛区内部环线(全长6.2km)以及媒体村内环线(全长1.5km)三条线路上,为中外来宾提供优质服务。这将是国际上第一次大规模使用锂离子动力电池的电动客车。
新兴企业――南车时代电动汽车公司
在北京举行的第五届国际环保节能汽车展上,湖南南车时代电动汽车股份有限公司宣布进入电动汽车整车制造和销售领域。在展会开幕仪式上,南车时代电动的领导作为国内知名厂家的唯一代表应邀出现在剪彩仪式上。
据了解,南车时代电动依托株洲电力机车研究所、清华大学、三一集团等国内精英科研力量的基础上成立的,产品是在经过多年示范运营的基础上打造出来的精品。目前,南车时代电动承担多项国家“863”电动汽车重大专项,成功推出混合动力电动车辆、纯电动车辆等产品,开通全国第二条、湖南省第一条电动汽车示范运营线,并且还是国家电动汽车标准制定的参与者。
广汽骏威兼备节能环保
广州骏威客车有限公司是由香港中隆投资有限公司和广州汽车集团股份有限公司共同出资组建的中外合资企业,主要生产大、中、轻型(5.9-12米)系列“骏威”牌客车。产品类型覆盖了大中型城市客车、机团客车、旅游客车、营运和专用车等,产品畅销广东、广西、上海、云南、山东等全国20多个省、市、自治区,并出口越南、菲律宾等东南亚及中东、俄罗斯等多个国家和地区。其中清洁能源公交客车产品以其通用化程度高,兼具节能、环保、维修便利、使用成本低等优点,在国内享有较高的知名度,并居于国内领先地位。
关键词:低碳经济 战略性新兴产业 纯电动汽车
中图分类号:F205 文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2014)01-047-02
一、前言
环境问题的备受关注,促使各国以构建新能源产业结构对节能减排进行研究分析。2003年英国政府《能源白皮书》中首次提出“低碳经济”的概念,它是未来经济发展,实现循环利用和可持续发展的重要模式。根据我国的国情,2009年同志提出了七大战略性新兴产业即新能源、节能环保、电动汽车、新医药、新材料、生物育种和信息产业,其中新能源、节能环保和电动汽车均属于低碳经济的范畴。纯电动汽车是一种完全可由充电电池提供动力源的汽车,它能同时减少能源消耗和降低交通业对环境带来的污染问题。战略性新兴产业是经济大国迈向经济强国的必由之路,它代表着未来产业发展方向,在各国转变经济增长方式中起重要的作用。
二、我国纯电动汽车发展的可行性分析
(一)纯电动汽车在我国发展的必要性
1.我国在经济发展过程中给二氧化碳的减排承诺带来了压力。目前,中国首要任务是实现社会经济发展,加快工业化和城市化的进程。在此过程中,以煤、石油为主要能源的发展必然会加大能源消耗和加剧环境污染。在哥本哈根会议上中国所作出的承诺即“至2020年,单位GDP的二氧化碳的排放量比2005年下降40%~50%”使中国发展低碳经济,发展具有“零排放”和低耗能的纯电动汽车显得日益紧迫。
2.我国汽车产业的快速发展增加了废气的排放。从2009年起中国汽车市场连续四年成为世界第一大汽车市场。在汽车产业发展同时也产生了一些问题。一方面:从2007—2011年交通运输业的废气排放排放量由276.7万吨上升至637.6万吨,在总排放中所占的比例也上升了近10%;另一方面:2012年汽车产量为1927.7万辆比2007增长了近117%,同时汽车的保有量由2007年的5679万辆增至12089万辆,增长率为112%。汽车的快速增长,将使社会环境负担更重。
3.中国车市的快速增长提升了中国石油的对于外依存度。中国是一个能源短缺的国家更是能源的消耗大国。汽车产业的发展不仅带来了环境污染更伴随着石油的消耗。随着传统汽车的过度发展,国家面临的能源匮乏压力加大,据统计,车用油消耗量已经从2005年8200万吨增至2012年1亿吨上。石油对外依存度2011年首次超过美国,且由2005年的42.9%增加到2012年的56.7%,这将严重威胁我国的能源安全。另一方面,我国在石油过度依赖国外市场,一旦发生国际,我国的经济也将深受影响。
(二)纯电动汽车在中国具有较大的消费市场
对消费者关于购买纯电动汽车的有关信息进行了调查,发出700份调查问卷,共收回620份。调查结果如图1所示(见下页),93%的肯定会及考虑会买,而不会购买的只有不到8%;表1示,年收入的增加购买欲望强,收入在16—25万元之间肯定会及考虑会买的消费者有97.1%,而每个收入段都在90%以上;表2示(见下页),学历在高中及大专的占91.4%,本科及以上学历的占93.09%,随着消费者的生活水平改善,学历水平也不断提高,这有助于纯电动汽车的市场需求增加。
三、目前我国纯电动汽车产业发展状况
(一)新能源汽车生产增长较快
据统计,2011年汽车整车企业生产新能源汽车8368辆,与上年相比,有较大幅度的提高,其中纯电动汽车为5655辆;8159辆的销售新能源汽车中纯电动汽车5579辆。2012年新能源汽车生产12552辆,其中11241辆为纯电动汽车;销售新能源汽车12791辆中纯电动汽车11375辆。2012年纯电动汽车产销量分别比上年增长98.8%和103.9%。
(二)节能减排取得的效果明显(25个示范城市推广的效果)
在“十城千辆”工程中,我国研发的纯电动汽车能量消耗率较“十五”的水平提高了6%左右,达到83.8kWh/100km;而高速纯电动轿车,最高车速120km/h以上,0~50km/h加速时间小于8秒,能量消耗率小于16.5kWh/100km,新能源汽车在试点城市规模逐步扩大,运行里程增加。减少了交通环节中传统汽车的能源消耗,减排效果明显,节油共计3407万升,二氧化碳排放量减少85170吨。
(三)在发展过程中所遇到的问题
目前国内25个推广示范城市在新能源汽车发展中也遇到了很多问题。在北京、广州等许多中国一线城市,推广工作进展缓慢。遇到的问题主要以下几方面:
1.与传统的汽车相比其性价比低。首先从价格看,一辆纯电动公交车的价格最低为135万元,减去一次性补贴50万元/辆后价格与传统公交车差不多。但是首先传统车每年可以享受到燃油补贴,而纯电动公交车不行。在使用过程中成本相差大,因为目前的电池充电循环寿命只能达到3年,3年后需换新的电池,一组电池价格在70万—100万元,;其次购买成本增加,由于旧车销售渠道减少等因素造成国内汽车的贬值速度加快,因为当消费者考虑购买纯电动汽车时,不能将自己手中的车进行最优处理。综上分析,电动汽车的总成本(包括维护成本)比燃油汽车高,其性价比相对于燃油汽车来讲低,这在一定程度上制约着纯电动汽车产业的发展。
2.纯电动汽车的安全系数低,故障率高。纯电动汽车在中国仍属于初级发展阶段,生产环节中的产品技术等相关标准并不是很完善导致了在运行中的一些安全问题。2008年开始实施的“十城千辆”中,在示范点的纯电动汽车故障频频发生,据统计,2010年试点城市的纯电动车出现故障13493次,平均故障间隔里程为827km,动力系统类故障的平均间隔里程为2399km。
3.国内自主品牌的纯电动汽车受重视程度不够。国内自主品牌的纯电动汽车并不是很受重视,而且近几年外国车系在中国的市场份额扩大导致自主品牌的生存发展空间正在被进一步挤压。
4.基础设施不完善制约了纯电动汽车的使用范围。纯电动汽车是用电驱动的,行程短,充电时间久,然而充电桩在一些城市并未普及,有的甚至没有;车在运行过程中零部件等发生故障,尤其一些进口的材料出现问题时,需进口相应的零部件和技术才能解决。购车后的设备支持,维修保障等方面的缺失,既影响消费者的购买,也影响着企业生产。
四、“十二五”期间我国电动汽车产业发展的建议
我国的纯电动汽车的发展既面临着机遇,也面临着严峻的挑战,以下为我国纯电动汽车的发展提出几点建议。
(一)出台相关的政策与标准加大国家的支持力度
建立以减免税和补贴为主的优惠政策环境;制定相关业务标准,如政府支持为纯电动汽车开通“绿色通道”,优先办理注册登记,年检等业务;制定纯电动汽车路桥通行、停车费用的减免标准;支持鼓励建立纯电动汽车的专用停车位,出台优先停车标准等;出台其充电等相关规定;提高旧车置换、购买纯电动汽车的补贴,以此来提高公众满意度和购车兴趣。同时国家也应该加大对自主品牌纯电动汽车的支持投入,提高其在国内及国际市场的竞争力。
(二)建立和完善汽车技术的创新链和产业链
电池技术问题仍然是电动汽车发展的主要问题,电池的容量小、体积大、寿命短、充电时间短等缺陷,导致的汽车质量重,安全系数低,这降低着购买者的需求欲望。企业应该加大技术创新的投入来提高电池的安全可靠性,使用寿命,及其本身的性能并降低汽车低温启动的成本。在国内实现汽车核心零部件的产业化生产,不断完善汽车生产的产业链。
(三)加快基础设施的完善
目前各示范城市开展的基础设施建设主要围绕公共交通领域,如纯电动公交车和出租车等,在私人用车领域的基础措施存在缺失。关于汽车的维修,保险等相关的基础设施政府应该加大建设,满足私人购车的要求,减少消费者购车的顾忌。
“十二五”期间,我国战略性新型产业中属于低碳经济领域的三个产业新能源、节能环保、电动汽车,因为来自各方面的关注、支持与鼓励将更具发展优势;其他产业在国家政府、市场、个人的引导下也将会朝着低碳经济的方向发展。各方面的支持与市场的拉动推动了战略型新兴产业的低碳发展,将加快我国社会主义经济可持续发展的建立和完善,走出一条具有中国特色的低碳经济发展道路。
[基金项目:教育部人文社科一般项目(11YJE63001):基于大美龙江构想的黑龙江构建森林碳汇交易市场研究]
参考文献:
[1] 李小楠,罗思齐,朱良,冯超,苏虹薇,魏晓峰,王博骁,江运龙.消费者选择电动汽车的影响因素[J].2012
[2] 阮辉平.中国电动汽车产业发展研究[D].昆明理工大学硕士学位论文,2011
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[4] 付翔.中国电动汽车产业发展动力系统研究[D].武汉理工大博士论文,2008
[5] 张平,胡安荣.我国电动汽车产业发展路线图研究[J].现代经济探讨,2012(10)
[6] 苏子文.基于低碳经济的中国电动汽车产业发展研究[J].中国市场,2011(19)
[7] 施晓清,李笑诺,杨建新.低碳交通电动汽车碳减排潜力及其影响因素分析[J].环境科学,2013(1)
关键词 环境污染 能源紧缺 电动汽车 环保节能
自19世纪70 年代起电力的发明和应用起,全世界就掀起了第二次工业化,从此电力的应用进入到生活的各个领域和各个层面。但由于种种原因,电力虽被应用在交通领域,产生了诸如电动车、电三轮等代步工具,中国的公路上却迟迟没有电动汽车驰骋天下的身影。如今,电动汽车的研制产生,在私家车越来越多的中国,终于结束了大排量轿车肆意在我们周边排放尾气的现实,不但使科技改变了生活,而且让科技净化了环境。纵观电动汽车的存在,有它客观历史必然性和节能环保可行性,更有可前瞻的发展远景。
一、电动汽车是工业化时代催生的产物
(一)工业化时代的“立标准”
量化是工业时代最明显的标志,交通领域的汽车排放也因此做了明文规定。去年年年初环保部颁布了《关于国家机动车排放标准第四阶段限值实施日期的复函》,文中规定“从2011年7月1日起,凡不满足国四标准要求的轻型汽油车、单一气体燃料车及两用燃料车不得销售和注册登记。而对于轻型柴油汽车,暂定推迟两年实施国四标准。”大限将至,国三标准的车辆厂商纷纷进行清库。而随着国际社会对环保节能的日益关注,国四标准的汽油车不知何时又会成为新标准的替代物。从这个层面上讲,汽车生产企业在寻找出路的过程中,发展目标就锁定在了研制零排放的电动汽车上。
(二)电力能源的客观优势
工业化时代在交通领域立排放标准,其根本目的是力求降低石油能耗和减少汽车尾气排量。与石油等不可再生能源相比,电能相对来说价格低廉很多。正因如此,用电力开动的电动汽车来替代用汽油带动的家用轿车是节能的重要举措。对全球资源而言,低油耗为能源的可持续发展做出了历史贡献;对个人而言,能源告急,油价上涨,意味着对生活的更大压力。以电力替代石油,从根本上节约了人们出行的成本,顺应了工业化时代科技改变生活的理念。而降低石油能耗的结果,客观上更为我们负荷累累的地球家园减少了不必要的环境污染。
二、电动汽车符合中国现状
(一)电动汽车是我国交通发展的方向
我国地域辽阔,路况复杂。电动汽车以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规的各项要求。此外,电动汽车对于节能减排的实施至关重要。近年来,随着人们生活水平的提高,我国机动车数量日益壮大。据公安部消息称,截至2011年6月底,全国机动车总保有量达2.17亿辆,其中私家车保有量就达7206万辆。如果电动汽车能取代这超过7000万的燃油车,那么对于缓解能源紧张和环境压力至关重要。
(二)国人对电动汽车的认定
油价节节上升,社会对PM2.5强烈关注的同时,零排放无噪声、行驶成本低廉的电动汽车受到了广泛关注。在刚刚过去的2012年银川能源博览会上,节能产品倍受青睐。其中更以“绿色环保、高效节能、低噪音”的新能源电动汽车的展示受到与会者的一致肯定。
据称,电动汽车车辆内部布局精妙,内饰装修也毫不逊色于其他动力汽车。它设置有前进、后退和停车三个档位,取消了离合器踏板。宽敞舒适的乘坐空间,简单精致的仪表控制台,触摸式液晶显示屏可收听电台、播放视频、道路导航等,一切给人以全新的驾乘体验。另外,据体验者说,“道路行驶过程中,与燃油汽车相比,电动汽车有省钱、提速快、转弯灵巧、操作方便等特点。在高速行驶时,由于车辆本身底盘厚实,操控性能良好,不会出现车辆操控不稳现象。”可见,电动汽车在中国的发展有现实的群众基础。
三、电动汽车的发展远景
(一)不利的一面
电动汽车虽有环保节能“绿色汽车”之称,但电动汽车的生产和销售形势仍不容乐观。对此,业内人士称,这是目前电动汽车的发展尚不成熟所致。首先,充电不方便。中国加油站在中国随处可见,但充电站却还没自成体系。而在家充电对于居住在高楼里的车主来说又不大可行,这导致了很多人对电动汽车的爱莫能及。其次,电动汽车相比燃油汽车,在价格上高昂的购买费用让买车者无力承担。同类型的价值16、17万的普通汽车,在电动汽车市场却卖到24、25万。所谓“冲得起电,买不起车”,这无疑成了电动汽车普及的拦路虎。
(二)有利的一面
面对电动汽车的发展困境,国家对这一新型节能环保给予了大力扶持。日前,国务院通过了《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》实施纲要,把发展电动汽车作为推动汽车产业转型升级的主攻战略方向。此项计划的实施,使国内新能源电动汽车的发展路线更加明晰。从此国内新能源汽车发展将进入加速“快车道”。
试点工作先在北京展开。在北京延庆县,现投入运营的电动出租车有约50辆,充电站有7个,充电电桩多达25个。北京市近日公布的电动车充换电站布局图显示,很多充换电站建在重要的交通节点上,很方便车主充换电需求。与普通汽车进加油站加油时间一样,电动汽车的换电时间大约在10分钟左右。目前,北京西直门桥、航天桥、积水潭桥、左家庄、四元桥等地都建立了这样的充电电桩。据悉,下一步还将在首都机场建充电站。这一举措,大大方便了北京电动汽车的出行。
另外,国家对购买电动汽车实行补助政策。深圳、成都等地已经实行试点工作。据深圳市民反映,一辆价值24万元的电动汽车,国家补助6万的情况下,个人只需花17-18万就可以买到。
四、结论
“以电代油”的电动汽车是工业化时代吹响的号角,节能环保,低碳生活更是大势所趋。电动汽车的产生,对保障国家能源供给、净化生活环境方面做出了举世瞩目的贡献。我们有理由相信,电动汽车的产业化时代即将来临。
参考文献:
关键词 新能源汽车;问题;前景展望
中图分类号:F4 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)15-0011-01
1 新能源汽车的概述
随着世界汽车工业的多年快速发展,汽车数量急剧增加,在导致严重的交通拥堵外,同时也产生巨大交通能耗及造成严重环境污染。人、车、自然之间的矛盾更加突显。要想使汽车行业持续性发展。就必须要节能减排。而发展新能源汽车是实现节能减排,发展低碳经济的重要切入点。
2 新能源汽车发展存在问题
2.1 配套设施
众所周知,电动汽车是必须依靠电才能完成它的整个运作,而此运作在应用体系和供应链的依托下完成配套工作的。作为电动汽车,在新能源领域属于最热门的。在能源供应方面摆在设计者面前的最大障碍则首属电池/电池组、电控等技术瓶颈,电池的可靠性、使用寿命和安全性等还不能满足电动汽车的要求;在应用体系这一方面,面临的最大困难与挑战当属充电网络基础设施的不完善,所以说配套设施建设同步性直接决定了新能源汽车市场的顺利发展。
2.2 环保问题
电动车的电车回收成为环保最关心的问题。当电池达到使用年限后,电池怎样处理的问题就成为摆在眼前的最大困难,众所周知,电池的污染会持续甚至上百年的时间,它的持续性给环境带来了巨大的污染,对我们将来生存的环境会带来一定的危害。所以需要研制出高能可回收的绿色电池。
2.3 锂离子二次电池技术瓶颈
锂离子二次电池是可充电电池,它的特性为高电压、高能量密度。它的电化学和物理性能在国防应用和民用的应用领域很广泛。它具有:1)储能大;2)重量轻;3)无污染;4)使用寿命长;5)无记忆效应五大特性。同时它还是一种真正意义上的绿色环保电池,对环境不会造成污染,是目前最佳的能应用到电动车上的电池。但大量使用锂电池有它自身的技术瓶颈。第一锂电池价格贵。
锂算是稀有金属,价格降不下来,也就没法大量普及。第二电池性能问题。锂电池在各方面性能都很好,电容量大,充电接受率高,支持快速充电(普通锂电池最大支持2C,动力锂电池就更高了)但是有个致命弱点,就是过充过放性能不好,锂电一次过充过放就能永久降低性能,一次严重的过充过放就能报废,这就是为什么要开发磷酸铁锂,磷酸铁锂比锂离子电池要耐过充过放,但是很明显电池容量降低,动力磷酸铁锂电池就比容量锂电池容量小的多,打个比方,18650容量锂电一般是2400mAH左右,最高见到过2800mAH,磷酸铁锂动力电池一般是1300mAH,最大也才1500mAH,容量差距快一半了。第三电池组管理落后,因为锂电池过充过放性能垃圾,而电池组放电有个特点就是,不均衡,有些电池放电完了,而有的还没放完,继续放电就会造成某些电池过放,甚至反极,降低容量,容量降低,那么在下一次放电这种差距就会越来越大,所以电池在出厂的时候要配组,尽量把容量一致的放在一起,但是使用环境还是有细微差距,比如温度,位置,电压,电池性能等等都会造成差距变大,最后是个别电池失效导致整组报废。现在关键的是要管理电池组放电,比如各种均衡器,来拉平单个电池,但是这种均衡是很复杂的,目前还没有好的解决方案,不惜成本也许可以做到,但是仅限于实验室。电池组均衡是世界级的难题。
第四充电问题。锂电池支持快速充电,尤其是动力锂电池,但是没有快速电源,用普通的220 V充电的话,电流大的惊人,以亚迪E6纯电动汽车为例,电池类型为磷酸铁钴锂电池,配置电池容量200Ah,标称电压316.8 V(相当于96只充电电压3.3 V左右的磷酸铁钴锂电池单体串联电压)。正常的1C速度,用220V电压时高压侧的电流就是287 A,想快速充电比如2C,3C,电流还要翻倍,3C就是861 A,什么线可以承受?如果做慢速0.1C充电就是28.7 A的电流,那就得把车停在自己车库,插上充电器慢充,10小时满,电流也还有近30 A,你家电线需要改造,小区内多几个电动车,就要整体改造了,所以需要专用充电站,使用高压进行快速充电,比如1 kV,这时电流就能降低到63 A,3C速率是189 A,加上是专用的充电站所以无影响,但是成本极高,需要专业人员来给你插头,这可不是家用220 V想插就插,高电压大电流,需要经过培训的人员才能接线,高压对汽车本身和充电器都是一种考验等。
3 新能源汽车的发展前景
国务院常务会议决定,自2014年9月1日至2017年底,对获得许可在中国境内销售(包括进口)的纯电动以及符合条件的插电式(含增程式)混合动力、燃料电池三类新能源汽车,免征车辆购置税。目前新能源车辆购置税率约为8.5%,如果免征该税收,将有效降低购车成本,有助于新能源车推广提速,对整个新能源产业链来说,是重大利好国务院近期有望出台支持新能源汽车发展的综合性配套政策,预计今后新能源汽车产业将快速发展。有关部门也在抓紧制订公布车型目录。让更多人选择绿色出行,为可持续发展增添能量。
2014年5月24日,在上海考察时明确作出“发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路”的表态;5月28日,国家电网公司《关于做好电动汽车充换电设施用电报装服务工作的意见》,明确提到,对于个人自建充电桩,需要满足个人有固定车位、小区物业同意等条件,自建充电桩享受5毛钱一度居民电价。
今年以来,新能源汽车已经展现出良好的发展势头。中汽协9日公布的数据显示,上半年我国新能源汽车生产20692辆,销售20477辆,比上年同期分别增长2.3倍和2.2倍,产销量已超过上年全年数量。其中,纯电动汽车产销分别完成12185辆和11777辆,插电式混合动力汽车产销分别完成8507辆和8700辆。政府正在逐步从政策扶持、打破地方保护等方面,为新能源汽车推广营造积极的市场环境。因此宽松的政策环境给我国新能源汽车工业发展提供了广阔发展空间,未来发展前景非常光明。
参考文献
[1]加强科技研发工作,推进节能减排与新能源汽车的快速发展.机械工程学报,2009,45(2).
【关键词】智能充电;光伏发电;储能系统;GPRS车辆监控
1.引言
近几年来,随着石油能源日益紧缺,国际油价节节走高,节能减排成为全世界的新课题,新能源汽车迎来了发展的最佳时机。新能源汽车所占比例逐渐增大,城市交通以电动汽车为主,将成为将来的发展方向,对节能减排是有力的保证。但是无论是混合动力汽车还是纯电动汽车都需要外插电源充电,需要公用充电设施。
太阳能是清洁、高效和永不衰竭的能源。结合我国对太阳能发电的优惠政策,加入光伏发电系统,与储能系统组成电动汽车充电站微网系统,一方面可以平衡充电站新增的用电负荷,从而对电网供电容量不构成新的需求,减少电网增容所需的投资和施工工程,另外一方面可以为未来的“智能电网”作好充足的技术储备。
为此我们利用光伏发电储能系统,再结合普通电网取电的方法,建立安全可靠、无噪声、无污染的光伏发电储能式电动汽车智能充电系统,以达到稳定地为电动车充电并实现节能减排的目的。
2.系统概述
2.1 系统简介
电动汽车智能充电系统集成供配电设备监控管理系统、充电设备系统、光伏发电储能系统、计量计费系统、环境安全监控系统、视频监控系统、电动车辆远程监控系统为一体,为建设大、中、小型电动汽车充电站或电池换电站,并作为智能电网的重要组成部分提供一体化的完整的解决方案。
2.2 系统特点
(1)快速化
在目前,多数电动汽车采用磷酸铁锂动力锂电池,技术相对比较成熟,具有电池容量大,放电倍率高、无记忆效应等优点,解决了电动汽车一次续驶里程的问题。应用智能充电系统可以提供大电流直流充电以及快速更换电池等多种手段,保证电动汽车充电或换电的快速化,则能够解决充电时间较长的问题。
(2)通用化
在电动汽车多种类型动力电池、多种电压等级共存的市场背景下智能充电系统具有适应多种类型电池系统和适应各种电压等级的能力,可与各类纯电动汽车上的不同动力电池系统实现充电特性匹配,能够针对不同的电池进行充电,满足公共场所用充电装置与电动汽车的充电接口、充电规范和接口协议等标准。
(3)智能化
智能化体现在供配电智能化、充电智能化。供配电智能化可以实现整个充电站光伏系统、储能系统与普通电网的智能调节互动,绿色能源的合理利用,避免大负荷对电网的扰动冲击,也起到削峰填谷的调节作用。充电智能化可以通过优化智能充电技术实现电池的无损充电,监控电池的放电状态,避免过放电现象,完成电池故障的自动诊断和维护,从而达到延长电池的使用寿命和节能的目的。
(4)高效化
智能充电系统的高效化在于采用的PFC技术能够避免充电设备对电网的谐波污染,使充电设备整体效率能够达到93%,功率因数达到0.99。
(5)集成化
智能充电系统将动力电池充电和电动车辆远程监控集成为一个整体系统,实现了电动车辆路上运营时地理信息的采集监控、动力电池工作状态的采集监控,集电池充电、电池运行监控一体,为每个电池包建立运行记录,便于使用和维护保养。
3.系统组成
电动汽车智能充电系统可分为七个子系统,采用一体化管理模式。七个子系统分别为供配电设备监控管理系统、充电设备系统、光伏发电储能系统、计量计费系统、环境安全监控系统、视频监控系统、电动车辆远程监控系统。
3.1 供配电监控管理系统
供配电监控系统实现对充电站配电设备的监控,可实现对变压器、馈线的功率、电流、电量、功率因数、变压器本体状态、开关状态、无功补偿及有源滤波设备的监视和控制。
主要功能包括:数据采集及处理、生产过程中控制功能、事件记录及事故追忆、画面动态显示、棒图曲线显示、历史曲线查询、报表管理、信息打印、模拟屏显示、大屏幕投影、系统数据维护、用户权限管理等。
3.2 充电设备系统
充电设备系统是充电站运行的核心,包含充电设备和监控系统两大部分。
充电设备主要有直流大功率充电机、交、直流充电桩等,负责给整车或电池包提供快速充电电源。充电机采用模块化高频开关电源,N+1或N+m热备份;整流模块内置监控,可与本地的触屏监控系统及远方构成“三级监控”冗余结构;有超宽的电压输入范围,电网适应性强,可用于环境相对恶劣的场所;采用国际最新软开关技术,转换效率高,电磁干扰小;并有可靠的防雷及电气绝缘防护措施,确保系统和人身安全。
监控系统主要实现对充电机运行和动力电池充电过程的监视、保护、控制、管理和事故情况下的紧急处理,以及数据的存储、显示、统计和数据分析以及报表打印等。充电站监控的每一个操作功能设置独立权限,并建立严格、完善的密码管理,确保操作的安全性。
主要功能包括:数据采集及处理、生产过程中控制功能、画面动态显示、棒图曲线显示、历史曲线查询、报表管理、信息打印、模拟屏显示、大屏幕投影、系统数据维护、用户权限管理。
3.3 光伏发电储能系统
光伏发电储能系统分为两个部分,包括光伏发电系统和储能系统。光伏发电系统的主要部件是太阳能电池、控制器和光伏逆变器。其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行,具有广阔的发展前景。但是太阳能是不稳定能源,光伏发电系统只能在有阳光的情况下工作。利用大型储能系统,可以保证光伏发电系统的可靠性与可控性。它的主要部件是储能电池堆、双向逆变器和自动切换装置。电动汽车充电系统与光伏发电储能系统相结合,构成了完美的绿色能源利用链。
大型光伏发电储能系统在白天阳光充足时吸收太阳能转变为电能,光伏并网切换开关和外网并网切换开关闭合,光伏发电储能系统处于并网运行状态,供给充电站给电动汽车充电,剩余电能储存于电池储能系统,在储能系统饱和时多余电能送入公共电网。夜晚光伏发电功率下降时,储能系统释放电能供给充电站使用,也可从公共电网吸取电能,对公共电网起到削峰填谷作用。当公共电网出现故障时,光伏并网切换开关和外网切换开关断开,光伏孤网切换开关闭合,光伏发电储能系统变为独立运行状态,维持充电站正常运行。
光伏发电储能系统与电动汽车充电系统的结合,组成了智能电网重要的分散式储能单元之一,实现了智能电网互动化的应用。
3.4 计费计量系统
计量计费系统主要对站内安装的计量表计的数据按周期性(如充电站入口计量表计)或计次性(如安装在充电机或充电桩上的计量表计)的方式进行记录;在充电站通过充电机(桩)给电动汽车充电时,其所消费的电量通过现场计量后,将用户消费的电量传回上级计费管理系统的结算中心;接收上级计费管理系统的结算中心回传的计费结果和计费类型,根据计费类型完成充电结算。
3.5 环境安全监控系统
环境安监控系统通过充电机室内布置的烟雾报警器等设备采集信号,监控充电过程中充电机可能会出现的异常情况,并发出报警信号。环境安全监控系统还可以接入火灾自动报警装置,实现充电站整体的环境安全监控。
3.6 视频监控系统
视频监控系统可以使管理人员在控制室内能观察到站内所有重要场所的现场情况,提供了远程监视效果平台,为充电站的各种人员的活动提供了监控的途径。
视频监控系统具有云台控制和图像显示功能、图像保存功能、自动/手动切换功能、报警录像及回放功能、多画面处理功能、实时监控等功能。
3.7 电动车辆远程监控系统
电动车辆远程监控系统主要由监控中心、车载设备和GPRS通信网络构成。充换站内监控中心含有三个子系统:数据库服务器系统、数据管理子系统以及GIS监控系统。电动汽车车载设备是安装在电动汽车上的信息采集与传输设备。
电动汽车车载设备将采集的数据通过GPRS网络传输到数据库服务器,服务器存储数据,将数据转发给数据管理子系统和GIS监控系统,然后数据管理子系统和GIS监控系统通过接受到的数据监控车辆运行时的电池信息和GPS等信息。实现数据的存储、处理、显示、查询、告警等功能,以及对车辆的GPS定位,在GIS地图上实现对车辆的跟踪、查询等功能。
4.结语
电动汽车智能充电系统采用了先进的设计理念,集合了新能源领域的电动汽车充电、光伏发电、储能、GPRS行车监控等诸多新技术,为电动汽车的充电站建设提供了完整的一体化解决方案,为新能源产业的发展做出了贡献。
参考文献
[1]国家电网公司电动汽车充电设施建设指导意见.
[2]Q/GDW 236-2009国家电网电动汽车充电站技术标准.
看起来,它将揭开奇瑞新能源战略的序幕。根据奇瑞汽车股份有限公司董事长、总经理尹同跃的计划,奇瑞的新能源车型将在20lO年底前全部实现量产。
其实在这一年,奇瑞在新能源方面已经吸引了很多关注,包括“售价7万,国家补助6万”的S18电动车。
不过,正如奇瑞新能源公司副总经理方运舟在接受本刊记者采访时所说,“鉴于目前新能源汽车的市场基础薄弱,这需要政府、行业、媒体、企业、消费者等多个层面的合力,才有更大效果。”
事实上,如果把1.5升作为小排量汽车的标准,那么这个市场的主体就是国产品牌。确切地说,是整个市场中罕有的国产品牌具有优势的领域。
考察以小排量著名的奇瑞的减排策略,或许对其他自主品牌具有相当启发。
成本门槛
根据奇瑞的时间表,从2001年到2005年,奇瑞开始新能源产品的原理性研发,并承接了国家863计划中的相关课题。后来3年间,进入产业化研发阶段。到2007年,奇瑞已成为国内混合动力车最早下线、最早量产、最早投入运营的企业。
2009年9月1日工信部第195批整车产品公告和《节能与新能源汽车示范应用工程推荐车型目录》,作为《新能源推荐目录》中唯一的轿车厂家,奇瑞的A5混合动力轿车和两款电动轿车同时入选。
目前,奇瑞的新能源汽车共包括4大系列12项技术,分别为:灵活燃料系列、混合动力系列、纯电动系列及燃料电池系列。
灵活燃料系列中乙醇燃料汽车已在巴西等国外市场上市销售,甲醇燃料汽车也已部分投放市场;混合动力系列的A5于2009年1月大批量上市;纯电动汽车系列也开始量产;燃料电池系列则还在持续研发中。
方运舟说,奇瑞的最终目标是逐步实现新能源汽车的全系覆盖。
奇瑞的新能源计划,代表了目前中国车企对新能源汽车的态度。在今年4月举行的上海车展上,出现了50多款新能源汽车,其中近一半宣布要在两年内上市。
发改委产业协调司司长陈斌认为,中国的新能源汽车热已经出现,但不少企业实际上根本就不具备研发能力,也不掌握核心技术,而是外购关键零部件进行组装生产。这样做一是迎合政策和市场需求,二是借以上汽车项目谋求取得汽车生产资质,“这不符合我们的政策导向,也不利于新能源汽车产业的健康发展。”
方运舟说:“一哄而上可以说明两个意思,一是政府正大力提倡节能减排,鼓励节能汽车发展;二是说明各界普遍看好新能源汽车的前景。”
他说,目前许多地方出现的“山寨版电动车”在二三四级市场受到消费者的热烈欢迎,已经形成了一定的规模效益。因此可以相信,如果能向消费者提供符合安全法规、价格合理、使用成本大幅降低的产品,新能源汽车仍可以得到推广和普及。
方运舟的观点其实与陈斌并不矛盾,“符合安全法规、价格合理、使用成本大幅降低的产品”显然是一道很难越过的门槛,正如之前国家陆续出台的新能源汽车标准将有效控制行业过热问题。
但在管理越来越严格的情况下,以何种途径实现“符合安全法规、价格合理、使用成本大幅降低的产品”,决定着中国车企在未来市场中的位置。
“大小车”之路
回顾最近几年奇瑞的发展可以发现,奇瑞汽车在保持小型化特征的同时,正在变得更大:重点推出的A级系列,以及不断升级的城市SUV瑞虎。和中国大多数以低端小排量起家的自主品牌_样,奇瑞希望获得利润更高的中端市场的意图十分明显。
用方运舟的话说,较大排量车型的推出是奇瑞技术升级与品牌升级的产物。
节能减排要求的出现,对于这些艰难起家的中国车企来讲,既是机遇又是挑战。虽然现在看起来,大家更觉得是个机会。
特别在拥有成熟小型车平台的情况下,换装动力系统成为通行的做法。
此前,本刊记者试驾的一款自主品牌的两座纯电动微型车,是由一家国内具有相当实力的企业与美国企业联手开发的,基于一款成功仿制国外车型的微型车,指标在国内处于主流水平。然而,它连过减速带都十分困难。
关键的是,与许多厂家一样,它还宣称要在中国的大中城市进行普及。
对此,方运舟表示,“新能源QQ,”将作为日常代步工具,主要用于中小城市、县城和乡镇,“它不追求很高的动力性,而是以经济实用为主,以极低的使用成本和零排放吸引消费者。”
他解释说,奇瑞在小车平台的产品非常丰富,并且在小车领域这个特定的消费群体中已经形成了品牌优势,由于小车非常适合向纯电动驱动转变,加之奇瑞拥有较好的整车平台、比较注重实用技术、独到的自主研发体系以及良好的供应链开发和管理体系,因此,奇瑞的小型车更多与电动结合。在型号偏大的车型上,奇瑞则在朝着强混合动力技术方面延伸。
事实上,即使对于奇瑞这样具有相当实力的中国车企,研发新能源汽车仍充满波折。
比如在研发S18过程中,电池厂家需要一定购买量的保证才肯批量生产,但没有经过小规模验证的产品,车企又不敢大规模使用。
方运舟为了S18的配套电池跑了20多个电池厂,最后终于有人肯先小批量生产供其验证。
“我们需要更加冷静地思考中国的新能源汽车之路该如何健康可持续地往前走。这里最主要的是要高度重视核心零部件的开发和发展,重视基础材料的开发和发展,只有零部件技术真正发展了,新能源汽车的发展才会是健康和可持续的。”方运舟告诉本刊记者。
实用优先
不过对于奇瑞这样的自主品牌来讲,追求前卫并非明智之选。事实上,奇瑞目前计划普及的节能减排技术更具实用色彩和中国特色。
在奇瑞的新能源汽车计划中,混合动力和纯电动汽车将是主体。混合动力车分轻度、中度和全混合。纯电动车则分低电压和高电压系统。“新能源QQ”属于低电压系统,速度低,成本也低。
而轻混动力将会在2010年作为奇瑞所有汽车的标配。一般而言,轻混动力车的电动机本身不能单独驱动车辆,由锂电池供电的电动极只作为辅助动力。而丰田普锐斯这样的全混合可以在时速40公里时单凭借电池工作。
比如奇瑞汽车用来进行普及的BSG混合动力技术:它通过怠速停机和启动功能,实现汽车在红灯前和堵车时发动机暂停工作,消除怠速运行状态下的燃油消耗和尾气排放。根据测试,这种切换动力的过程可以节油10%左右,减少二氧化碳排放12%左右。
方运舟解释说,BSG混合动力系统对整车原有结构改动很小,与常规车最大的区别是增加了一套BSG系统。而这种系统结构的可靠性高,与传统汽车维修没有区别,也不需要增加特殊维修工具,非常方便。
更为重要的是,使用BSG技术只增加不到1万元成本。在奇瑞看来,它是各种混合动力类型中性价比最高的一种。
关键词:节能减排;大气污染;新能源;充电停车系统
如今,我国各个城市都掀起了一场能源变革运动,这场能源动力变革的主要趋势是汽车能源多元化、汽车动力电气化和汽车排放洁净化。尽管目前还存在很多需要克服的技术障碍,但其作为新一代汽车能源动力系统的远期解决方案,仍然被全球所看好。[1]
然而,当新能源电动车的使用率快速增长,随之而来的充电停车系统设置问题也需要引起重视。在城市生活中,完善充电停车系统将大大改善人们的生活环境,有助于推动新能源的科学发展。
1 新能源电动车的发展背景
低碳经济是在工业文明和农业文明之后的又一种新的经济发展模式,它的特点是以高效地运用能源和清洁能源的开发为基础,降低能源消耗、减少大气污染和汽车尾气的排放。如今,汽车尾气排放是国内研究的一大重要课题,在享受汽车为我们带来的便利的同时,其所排放的二氧化碳等尾气给环境造成了严重的污染,使我们的空气质量日益下降,给我们的生活环境带来了不良影响。我国二氧化碳排放量现居世界第二,给环境造成了不可挽回的创伤,所以发展新能源电动汽车和普及新能源电动汽车是当前重要的任务。时代在发展,我国居民的生活水平得到了提高,大家渐渐意识到一个问题,维护生态平衡、保护环境是人类生存和社会发展的根本。人类的存在离不开空气,而如今汽车尾气严重影响到了空气的质量。中国已经是世界第一大汽生产国家和消费国家,但现在减少传统能源的损耗以及开发新能源,逐渐成了一大发展趋势,并且油价的不断上涨给汽车工业带来了很大的压力,我国近期颁布了相应的节能减排和新能源汽车发展战略。新能源作为发展可代替能源,是发展可持续的低碳社会的重中之重,受到了世界的高度重视,我国政府也把新能源汽车列入七大战略性产业之一,在2012年出台了新能源发展规划。
2 新能源电动车的发展趋势
目前,中国是汽车消费第一大国,随着汽车工业的发展,生态环境的破坏,汽车尾气所引起的大气污染、城市雾霾、温室效应等问题越来越严重。能源的过度开采所引起的土质破坏,不可再生资源锐少。中国每日进口石油量500多万桶,相比去年的数据增长了4.8%,[2]而全球的石油每年都在萎缩,这些资源都是经过万年才能形成的不可再生能源,但全球汽车的数量不断增加,这就必然导致汽油的价格不断上涨。电动汽车本身不排放污染大气的有害气体,废气的排出相比燃油汽车排放的尾气要减少92%~98%,[3]即使按所耗电量换算为发电厂的排放,除硫和微粒外,其他污染物也显著减少。中国的电动汽车产业才刚刚起步,电动汽车的普及率并不算高,所以在新能源汽车的研发以及产业化方面比较具有优势,而我们在汽车动力系统发展战略的选择上也将有更大的自由,普及和推广应用新能源汽车的阻力会小得多。
如今,新能源电动汽车已经开始在市场上出现,传统烧油的汽车的地位已经被撼动,在不久的将来很有可能被新能源电动车所取代。虽然当前发达国家和有关汽车公司均在加紧研发此种新型汽车技术并取得长足进展,但总体而言,中国基本上与之处在同一个起跑线上。电动汽车最大的优势就是无油耗、无尾气,相比不可再生的石油资源,环保的电动新能源更能为我们的生活带来便捷与实惠。随着新能源电动车的研发与生产,其将成为老百姓真正买得起、更开得起的私家车。
3 城市对新能源充电停车系统的迫切需求
目前,世界上许多汽车公司已经开始生产甚至出售新能源电动车了,像我们所熟悉的奔驰、宝马所发行的SMART,还有奔驰所生产与SMART一样的电动代步车,特斯拉电动汽车的出现为新能源电动汽车的市场开启了新的篇章。而随着新能源电动车的发行,随之而来的就是它的停车设备的完备,如小区、街道、商场的公共场合的停车场的完备是现在迫切需要解决的问题。我国现在已经颁布了关于新能源电动车的相关政策,以促进新能源的使用与发展。
在我国新能源电动车政策所普及的城市里,充电系统和新能源电动车的使用逐步得到完善,但并没有重视新能源电动车停车场的建设,伴随着新能源电动车的发展,新能源电动停车场的完善是必不可少的。新能源电动车的迅速崛起让我们不得不考虑其在使用过程中带来的问题,根据社会调查我们发现,人们在关注新能源电动车的同时,最关心的问题是新能源电动车的充电方式及其充电时间。那么,如何将新能源充电车的充电与停车有机结合已成为着重研究的课题。发展新能源电动停车场是新能源电动车发展的必要条件,所以完善新能源电动停车系统显得尤为迫切,只有完善了各种设施才能推动新能源电动车在我国的发展,才能贯彻落实社会主义科学发展观。
4 新能源停车系统对城市生活的改善
缺少石油是我国一直存在的问题,而传统烧油汽车所消耗的石油是无法再生的资源,如若仅仅用石油作为交通能源,将对我国的经济造成一定影响。各种资源具有多种替代燃料,可以充分发挥我国地域辽阔和资源多样性的优势,因地制宜发展基于煤炭的燃料工业,基于生物质的农业能源和基于天然气的各种气体燃料技术,实现交通能源来源的多样化。同时,从我国现有的新能源充电汽车的普及率来看,其正处于持续上升的阶段,某些城市甚至已经实行充电汽车租赁制度,可出租新能源充电汽车以便于居民出行,减少对环境造成的污染。在新能源充电汽车越来越时兴的今天,新能源充电停车系统的完善也需加快步伐。
新能源电动汽车充电停车系统的完备,一方面,能够使不久的将来出现的大量新能源电动车得到有效的能源补充,继而促进新能源电动车的发展;另一方面,新能源电动车的使用,很大程度上改善了我国城市的环境、空气质量和居民的生活品质,减少了汽车尾气的排放,缓解城市雾霾化,是我国发展新能源科技的一个重要项目,以便改善生活环境。
5 结语
如今,在“新能源”兴起的时代,解决新能源使用问题已经刻不容缓,随着新能源电动车的迅速崛起,在城市中相应的充电停车系统也是我们需要重点考虑的问题,只有不断完善设施建设,我们才能更好更快地推动新能源的发展,改善城市环境。
参考文献:
[1] 2009年汽车工业发展形势简析[EB/OL].中国汽车工业协会统计信息网.