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电动车类有关论文怎么写 跟ABB加速进军电动车快速充电设施市场有关论文怎么撰写

主题:电动车论文写作 时间:2023-12-19

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Terra High Power DC功率达350 kW

在2018年汉诺威工业博览会上,瑞士ABB集团推出了一款名叫Terra High Power DC的“快充”充电桩,功率达到350 kW.市面上的主流电动汽车使用这款充电桩,8 min的充电量就能满足汽车190 km的续驶里程.这种新的“快充”充电桩适用于高速公路服务区和加油站等场所,超高的电流设计使其具有满功率状态下为 400 V和 800 V车辆充电的能力.

目前,电动汽车的“快充”充电桩功率都在50 kW左右.CHAdeMO可提供高达62.5 kW的功率,J1772 2级规格则可以使充电功率达到90 kW.支持充电功率较高的电动汽车是特斯拉Model 3的限量版,功率在184~210 kW之间.

Terra High Power DC是世界上功率最高的汽车充电桩,比特斯拉超级充电桩的功率几乎高出3倍.

ABB是全球首家将350 kW大功率充电设备量产的企业,产品组合包括电动汽车、公共汽车和卡车的充电技术,以及船舶、铁路和电缆的电气化解决方案.作为一家专业的电动车充电网络的硬件供应商,迄今为止在60个国家拥有超过6500个直流快速充电站.已在冰岛部署了电动车快速充电网络,还将为德国能源公司EnBW建立117座电动汽车充电站,进一步完善覆盖德国的高速公路充电站网络.

为了迎合电动汽车需求量不断上升的趋势,ABB携手瑞典电池公司Northvolt打造欧洲最大的锂电池工厂.Northvolt公司首席执行官彼得·卡尔松曾是特斯拉高管,他希望公司能够建成一座超级电池厂,与特斯拉位于美国内华达州的世界最大的电池工厂相抗衡,并在2023年新厂建成之际,年发电量达到32 GWh.ABB与Northvolt达成的合作关系包含供应和技术支持,双方将共同研发新产品,ABB 将提供1000万欧元(合约7542万元人民币)用于初期开发阶段.新电池厂预计2020年投产,示范线将在2019年完成.

A B B与美国最大的电动汽车基础设施项目“Electrify America”签署合同,2019年6月之前在美国34个州的100多个沃尔玛门店安装电动汽车充电桩. Electrify America表示,Terra High PowerDC每分钟可增加可续驶里程32 km,比现在的50 kWDC充电器快7倍,计划在未来10年内投资20亿美元(合约127亿元人民币),在484个地点部署2000多个充电桩.

充电桩提供常规充电和快速充电2种充电方式,人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用,进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作,充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据.考虑到目前燃料动力汽车可以在几分钟充满,而传统电动汽车往往需要比较长的时间.如果Terra High Power DC能够应用到现实生活中,那么在远途旅行汽车的时候会有更多人考虑电动汽车.

ABB近日推出一款名叫AC wallboxes的新型交流电壁挂式充电设施,来增强其充电解决方案组合.新产品组合共有52种不同类型,可为家庭和商业用途提供高质量和经济高效的电动汽车充电点.同时还提供不同的版本,包括4.6 kW和11 kW交流充电以及22 kW三相交流充电.此外,该产品与行业标准的开放充电点协议(OCPP)兼容,可用于认证和负载平衡.AC wallboxes在设计上具有紧凑和易于安装的特点,可安装在家中或办公地点,尤其适用于那些希望为客户提供夜间充电设施的企业,例如酒店业务,而且该产品采用坚固耐用的全天候外壳,适用于室内和室外.为了增加其灵活性,AC wallboxes提供了一系列连接器类型.

TOSA采用“无线闪充”技术

在2018年世界经济论坛年会上,ABB展示了最新的Terra 53充电站技术.作为欧洲及北美最畅销的50 kW直流充电站,它支持CCS、CHAdeMO及43 kW AC同步充电标准,适合在全球范围推广.ABB希望不断通过对充电技术的强化,推动从个人轿车到公共交通的环保性.

ABB与达沃斯市建立长期合作关系,为公共交通及私家汽车提供电动车充电设施.该集团的TOSA(新型无轨电动公交系统)无碳排放解决方案首次应用于阿尔卑斯山高寒地区,同时还将为当地私家车以及公共电动车的提供充电设备.TOSA无碳排放解决方案包含了充电技术以及电动客车等技术产品,旨在实现车辆在极其寒冷的条件下运行.最大的亮点是电动客车配套的“无线闪充”技术,仅需20 s就能够充满电量,可在乘客上下车期间为该车辆充电.电动巴士在一次充电后,能有足够动力行驶至下一个充电站.据悉TOSA方案的无线充电功率可达到400 kW,设置位于车辆上方,充电点则是与由激光控制的移动臂相连.

电动汽车洪流席卷全球,而“无线闪充”成为电动汽车产业链的新风口.相比插入式充电,它在电动汽车充电过程中成为一种典型范式的转换.电动汽车无线充电技术通过埋于地面下的供电导轨,以高频交变磁场的形式将电能传输给运行在地面上一定范围内的车辆接收端电能拾取机构,进而给车载储能设备供电,可使电动汽车搭载少量电池组,延长其续驶里程,同时电能补给更加安全便捷.开发大功率、高效率、强侧移适应能力、低电磁辐射、成本适中的动态无线供电系统,已经成为国内外各大研究机构当前的主要研究热点,ABB率先取得技术成功并投入了商用.

TOSA闪充式公交车是目前ABB发布的最新一款电动公交车,白色的“两节型”车身长近20 m.其中ABB负责提供车载牵引设备(包括牵引辅助集成变流器、永磁牵引电机等)、新型全自动充电装置、充电电池、能量转换系统等.TOSA重达20 t,是特斯拉Model S的10倍,但电池能量却只需要70 kWh,仅为特斯拉Model S升级后最高版本电池能量100 kWh的70%.

TOSA有着诸多优势.最大的创新之处在于通过顶部移动臂在不到1 s就能够精准接入候车亭的充电座.可以利用乘客上下车期间充电,15~20 s让车载电池获得600 kW,从而节省在终点站的充电时间,提高车辆使用效率,商业经济性更高.与此同时,为保障车辆持续在道路上行驶,还在整条公交线路上每隔3站或4站配备这样的充电座,而到终点站后,再用400 kW充电3~4 min即可.TOSA比无轨电车更具线路选择的灵活性,减少高架线路的搭建,无论是车辆还是城市都变得美观,而且可大幅降低意外发生停驶的概率,无疑为城市交通运输提供了一种全新选择.尤其是具有专利技术的充电电池,尺寸小重量轻,额定能量仅为70 kWh,甚至小于纯电动轿车的电池容量.然而电池的设计寿命却长达10年,在TOSA车辆20年的全寿命周期里仅仅有2次更换.

现如今,由于以化石能源的公交车辆会受到更多的制约,减少温室气体排放已成为世界各国的共识,因此电动公交批量渐成趋势.TOSA闪充式公交车与在日内瓦运行的无轨电车或柴油公交车运营费用基本相当,但每辆每年能减少1000 t CO2排放,更加环保.这种使用全新充电创新技术的电动公交车可替代传统燃油公交车,将成为未来城市交通典范.

人们乘坐TOSA闪充式公交车,感到噪声非常小,几乎觉察不到沿途15~20 s的充电引起的任何停滞等待,舒适性与普通电动公交车和有轨电车等没有任何差异.据ABB技术人员介绍,之所以能够精准做到这一点,在于反复模拟各种路况的情况下如何保障车辆安全稳定运行,充分应用最新的传感技术和控制技术.在充电电池容量低于90%时就会自动充电,车辆制动产生的能量也会通过能量转换系统自动给电池充电.

早在2013年5月,首辆载客量133人的 TOSA闪充式公交车就已在日内瓦机场与附近的帕莱克斯宝国际展览中心之间开始试运营.基于运行结果,瑞士日内瓦政府现已决定2018年在12 km长的23号线上全部部署TOSA.全面投入运行后,高客运量铰接式电动公交将在高峰时段以10 min的间隔从2个终点站对发,全天可运送乘客1万人次.另有4条公交线路也有意向选择采用TOSA,未来将在全国境内推广部署该类闪充式公交车.

350 kW成为充电设施的标杆

事实上,350 kW的充电功率已经成为充电设施的一个标杆,包括大众、宝马、福特和保时捷等在内的主机厂都开始配套大功率直流充电机.不可否认的是,充电设施的竞争已进一步升级,这对各大布局充电设施的企业来说或许是一场恶战,但对于推动电动汽车普及确是一大助力.

以保时捷为例,2017年7月开始打造其新款大功率充电站,在柏林建设了一批充电设施,包括该公司目前最先进的2款800 V特超速充电器.不过现阶段还只能以150 kW 的充电功率给现有的电动汽车充电,而即便是特斯拉增压充电器也只有120 kW.随着电池技术的提升,未来能以350 kW的电力进行充电.对于保时捷发布的电动汽车Mission E,这意味着15 min内可以完成80%的充电.此外,位于亚特兰大的保时捷美国总部也在积极建设这样的充电站.Mission E采用保时捷全新的800 V超级充电技术,在满电情况下可以行驶500 km.保时捷预计在2019年Mission E发布的时候,相应的充电设施建设完毕.

2017年下半年,日产和充电网络运营商EVgo达成合作关系,共同建造一种叫做I-95 Fast-Charge ARC的基础设施,在波士顿和华盛顿特区之间打造一个快速充电通道.800 km对于现在的电动汽车来说还相当吃力,许多汽车的电量在行驶200 km就已经耗尽.日产和EVgo在波士顿和华盛顿特区之间布署有9个充电点,充电桩总数达50个,2017年秋季投入使用.充电桩的功率150 kW,规格甚至比特斯拉现用的超级充电桩还要高,能在0.5 h充满近80%的电量.此外,日产和EVgo投放的充电桩同时支持CHAdeMO和CCS 2种接口,即它的直流快充基本能支持现市面上包括特斯拉在内的大部分电动汽车.

值得一提的是,ChargePoint是世界上最大的开放型电动汽车充电网络运营服务商,目前已建成并运营超过21600个充电桩,同时向电动车车主、经销商及制造商提供云服务,包括充电站定位、便捷的支付手段和充电状态远程监控等.公司将Express Plus模块化平台作为新一代超快速直流充电解决方案,2017年7月在北美投入使用.该平台的充电桩可以为电动汽车提供高达400 kW的输出功率,实现更快的充电.虽然主要针对大型车辆,如电动公共汽车和电动客车,但是无论车辆大小,都可以较好地满足用户的快速充电需求.

尽管大功率快速充电已经成为必然趋势,这将对电动汽车的产品设计产生非常大的影响.但是,目标的实现还存在许多难题,主要是电池的安全和使用寿命以及如何让主流电动汽车与它兼容.ABB的Terra High Power DC还有待于进一步改进,然而消费者还是乐意看到这项技术的进步,因为它使得电动汽车能像燃料汽车那样几分钟就可以加满油,行驶很长的距离.

业内专家认为,要实现大功率快速充电,需要解决动力电池、充电桩、电动汽车整车、电网等诸多技术瓶颈.一方面,大功率快速充电容易引起电网波动,对设备产生冲击,为此充电设备等可靠性需要有更高的要求;另一方面,大功率充电对充电设备的散热提出了更高的要求,功率越大,发热越多,对电缆的要求也越高,相应的散热和冷却需要全面提升.

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