用光能和風能給汽車無線充電

2017-12-25 12:11:09 來源：中國青年報作者：胡春艷　點擊量：評論 (0)

汽車正在變得越來越聰明，它們可以自己停車入庫，也將能夠主動為自己充好電，隨時等待出發(fā)。　　天津工業(yè)大學教授楊慶新主持的一項基于風光互補智能微電網(wǎng)的電動汽車無線充電系統(tǒng)的研究成果，正在使得汽車

汽車正在變得越來越聰明，它們可以自己停車入庫，也將能夠主動為自己充好電，隨時等待出發(fā)。

　　天津工業(yè)大學教授楊慶新主持的一項“基于風光互補智能微電網(wǎng)的電動汽車無線充電系統(tǒng)”的研究成果，正在使得汽車充電變得更加便捷、簡單、實用。日前，這項成果作為天津市科技支撐計劃項目之一，正式通過鑒定。專家一致認為該項目成果取得了一大批具有自主知識產(chǎn)權的創(chuàng)新性成果，主要指標達到國際領先水平，并建議盡快推廣應用。

　　電動汽車作為加快能源轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)低碳經(jīng)濟的重要途徑，已經(jīng)引起了越來越多國家的重視，汽車的電氣化是未來發(fā)展的必然趨勢。然而，充電問題一直是制約電動汽車發(fā)展的關鍵性問題之一。

　　對普通用戶而言，電動汽車始終難以取代傳統(tǒng)汽車，還是因為繞不開充電的痛點：充電時間長、續(xù)航里程不長、充電不便。特別是安裝充電樁不便、充電線的牽絆等，使得無線充電的需求浮出水面。

　　相較于傳統(tǒng)電動汽車的插入式充電方式，無線充電因其適應性強、安全性高、可無人管理等特點，被電動汽車界認為是極具前景的產(chǎn)業(yè)。

　　楊慶新課題組同時也關注到電動汽車充電問題的更深層次問題，即大規(guī)模電動汽車隨機接入充電將會對電網(wǎng)的運行帶來很大的不確定性，同時對配電網(wǎng)的靈活性和可靠性提出了更高的要求。

　　“預計到2030年，電動汽車的用電需求將占整個電網(wǎng)的1/3左右。”課題組負責人李陽解釋說，對于用電負荷峰谷差日益加大的電力系統(tǒng)而言，電動汽車每日充電所用的龐大電量加重了發(fā)、輸、配電的壓力；通過電網(wǎng)對電動汽車充電，從根本上并沒有降低對傳統(tǒng)化石燃料的依賴，從而達到節(jié)能減排的目的；充電設備中大量電力電子裝置的使用會給電網(wǎng)帶來諧波污染。

　　針對這些問題，楊慶新教授科研團隊首次提出了獨立于電網(wǎng)運行的電動汽車無線充電工作新模式，即利用集成分布式電源比如光伏、風力等，負荷、儲能系統(tǒng)和控制裝置構成獨立的微電網(wǎng)為電動汽車供電。簡單說，這是智能微網(wǎng)與無線充電的完美結(jié)合，一方面通過智能微網(wǎng)技術建立一套獨立供電系統(tǒng)，一方面用無線電能傳輸技術實現(xiàn)對電動汽車的無線充電，既避免了對電網(wǎng)的電流沖擊和諧波影響，又增強了電動汽車充電的靈活性。

　　這是一種全新的電動車充電理念。首先，他們建立了考慮光伏和風電最大功率與負荷功率關系的微電網(wǎng)分層控制策略模型，實現(xiàn)了輸出電壓參考值跟隨車載電池充電參數(shù)改變的自適應調(diào)節(jié)。也就是說，在條件合適的停車場，可以根據(jù)實際場地和需求等情況，構建一套利用太陽能或風能的智能微網(wǎng)。

　　當電動汽車直接駛?cè)胲噹欤ㄟ^設置在地面的充電線圈便可以直接為汽車充電。李陽說，課題組提出了電動汽車無線充電緊-強耦合協(xié)同工作模式，綜合感應耦合與近場諧振無線充電技術優(yōu)勢，將線圈偏移的兼容性提升30%，大幅提高無線充電系統(tǒng)整體能效指標，“經(jīng)過認定，這套系統(tǒng)的充電功率和效率都比較好，安全、快捷”。

　　該項目成果不僅能夠有效減小大規(guī)模電動汽車充電對電網(wǎng)產(chǎn)生的威脅，同時能夠?qū)π履茉催M行就地消納，實現(xiàn)真正的“零排放”，有助于提高能源系統(tǒng)整體運行的經(jīng)濟和環(huán)境效益，可廣泛應用于電網(wǎng)系統(tǒng)薄弱的地區(qū)，如海島、草原、景區(qū)等。

　　事實上，電動汽車無線充電技術是全球都在探索的前沿領域，但從國際范圍來看，大規(guī)模的應用也已提上日程。據(jù)了解，國內(nèi)無線充電的商業(yè)化應用和標準制定也在緊鑼密鼓地推進中，國內(nèi)的無線充電標準將會在2018年發(fā)布。

　　當然，從整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看，無線充電依然存在電磁限值不統(tǒng)一、工程實踐少、應用成本高等問題。

　　李陽也表示，目前無線充電的成本要高于有線充電，但成本也絕非其是否能被市場接受的唯一因素。

　　目前，項目部分研究成果已在國家電網(wǎng)公司、江西省電力公司、北京中海陽能源集團股份有限公司、廈門新頁科技有限公司、上海萬安億創(chuàng)科技有限公司和保定市紅日電氣有限公司等公司得到應用。