产品与解决方案
电动汽车充电站10kW光
冯 巍
(湖北追日新能源技术有限公司)
伏发电系统
摘要 随着锂离子动力电池的技术进步和成本降低,数量庞大的乘用车必然是纯电动汽车的
发展方向。充电基础设施的建设是纯电动汽车发展的必要保证,是大力发展纯电动乘用车
计划
项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载
得
以顺利实施、降低运行成本、获得良好运行效果的重要环节。同时进一步采用清洁能源,如太阳
能等作为充电能量的供给源,亦成为一个新的课题,并将为电动汽车的发展带来蓬勃生机。
关键词:光伏发电;并网;智能充电机
1 引言
而极大地促进纯电动乘用车的推J'.应用。
在国家大力提倡发展新能源汽车的背景下,经
过一段时期的发展,目前综合各种充电思路和具体
实施情况,基本上可以归纳为慢充和快充两种方式。
快速允电的可能性和车辆利用率方而还存在不确定
的因素。对现有动力电池在实验室内进行的快速充
电实验结果表明,采用适当的快速充电方法,在满
充满放的工况F,可以将充电时间缩短至常规允电
时间的1/3,而快速允电对电池循环寿命的影响与常
规充电相当。对于动力电池在车载、复杂环境温度
等情况下的快速充电技术,是目前亟需开展的研究
验证工作。
动力电池的梯次利用也将是提高能源综合利用
率的一个重要环节。按照国家的有关规定,电动汽车
动力蓄电池的实际容量衰退至其标称容量的80%后,
应该进行淘汰。当电动汽车大规模应用后,已淘汰的
动力蓄电池仍然是一笔巨大的财富,可以在电网储能
应用方面发挥重要作用。利用困家对太阳能发电等的
优惠政策,加入光伏发电系统,与储能系统组成充电
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。
因此,建设引入微网系统的示范充电站,构建
商业化运营充电站的基本结构形式,探索服务内容
与模式,研究及验证动力蓄电池组的快速充电技术,
研制及验证低成本更换系统技术,研究新能源发电、
储能等在充电站的应用技术,就可以解决乘用车充
电站如何建设,如何运营,如何管理等一系列问题,
以此来形成技术规范和标准,推J“至全国使用,从
94I电号技肃20lo.第lo$1
2光伏发电设计案例
2010年8月10日上午,由襄樊供电公司建设
的湖北省第一座电动汽车充电站一国家电网襄樊邓
城电动汽车充电站举行了隆重的启用庆典。这也标
志着由湖北追日新能源技术有限公司自主研发制造
的10kW光伏微网发电系统在该站正式投入使用。
该电动汽车充电站光伏发电系统由光伏电池组
件、直流汇流箱、DC/DC光伏控制器、储能电池、
逆变电源、控制与保护电路等主要单元构成,本系
统光伏组件总安装容量为10kWp,晴天日发电量大
于40kWh,锂电池储能容量40kWh(光伏组件的安
装容量和锂电池储能容量均可根据客户需求分别进
行调整),可保证用电点的照明系统(安装容量不大
于14kW的照明设备)2个小时以上的应急用电。
光伏发电系统采用自动切换的运行方式,当监
控电路检测到由电网供电的照明系统失电或停电
时,自动切断照明系统与电网的联接线路,立即启
动逆变电源向照明系统供电。当电网的供电恢复正
常后,自动转换到正常工作状态。
光伏发电系统的特点如F:自动切换,无需人
工干预;利用光伏组件进行充电,清洁能源,绿色
环保:采用大容量锂电池,确保照明系统有2小时
的后备时间;市电供电优先,系统运行可靠性高。
太阳能光伏智能充放电系统示意图(见图2)。
在图2中,湖北追日新能源技术有限公司提供了
三种能量转换技术:
(1)太阳能电池组件到锂电池:DC/DC储能。
这一部分是直流到直流的变换,总所周知太阳发出
的电能是不稳定,是随时间,光照,温度等变化而
万方数据
图l
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才能最大效率的利用太阳能。
(2)太阳能电池组件直接并网发电:DC/AC
并网。这一部分是卣流到交流的变换,将光伏组件
的直流电能转换为与电网同频率、同相位的jF弦电
能,供用电单位使用或直接并入电网发电。
(3)储能锂电池放电:DC/AC变换。这一部分
是把锂电池储存的直流电转换为交流电,在这罩追
日新能源公司研制的智能充电机,不仅可以充电,
而且可以将电池储存的能量逆变回电网。
湖北追日新能源技术有限公司设计制造的光伏
储能系统,主要是由光伏控制器和储能镡电池构成。
利用光伏控制器有效控制太阳能电池向储能锂电池
充电,使储能锂电池在安全工作电压、电流范围内
工作。可为牧区、边防、海岛等电网覆盖不到的地
区提供照明用电。
3智能充电构建分布式智能电网
追日新能源研制的智能允电机(系列)产品,
采用当今国际领先技术,以DSP数字处理器为核心,
通过优化的程序和模块化的结构实现对动力蓄电池
的充放电控制。该产品具有多种充电模式,安全可
靠,稳定精度高,电压适应范围宽,放电能量回馈
电网等特点;可适用于各种电动人型客车、电动乘
用车、电动工具车等充电使用,亦可用于动力蓄电
图2太阳能光伏充放电系统 池的制造,检测和实验的工艺环节。
变化的,这就要求我们前级Dc输入范围要宽,这样 其控制示意图如图3。
2010年第10期电气技成l95
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图3
主要技术指标为:输入电压AC380V士10%;
输出电压DC350.750V;输出电流0.100A;输出纹
波为l%(满载);电爪稳定精度≤1%;电流稳定精
度≤l%;最大效率为97%;THD<3%;PF>0.99。
图4 75kW/750V整车充电设备外观
产品优势为:
(1)高效:转换效率高达94%以上。目前国家
电网对充电机的标准中要求转换效率席大于等于
90%。而SCM系列智能充电机转换效率高于国家相
关标准。
(2)节能:可将动力蓄电池放电能量回收90%
以上。SCM系列智能充电机,可以回收动力蓄电池
放电能量并回馈电网,节能效果显著。
(3)安全:采用DSP控制的PWM技术,过
流保护,过压保护,过热保护,短路保护,输出反
接保护面面俱到,安全可靠。
(4)绿色:充电过程的电网电能质量指标完全
达标。SCM系列智能允电机可使网侧电源谐波畸变
率THD<3%,功率因数COS手>0.99,远高于国家
标准THD<5%;功率因数COS爹>0.9。
(5)智能:对动力蓄电池放电能鼍回馈电网,
不仅能对电网调峰填谷,还可以实现分布式独立供
电网络,成为未来智能电网的重要单元。
96I电峰技藏 2010年第10期
4该项目达到的功能及目的
(1)电池储能系统:电池储能容量40kwh,寿
命1500循环(80%DOD),能完成从电网吸入能量为
电池组充电,可通过并网逆变器向电网释放能量。
(2)太阳能并网系统:太阳能光伏组件装机容
量为10kWp,可实现最大功率跟踪。
(3)监控系统:能监控充电、电池储能、太阳
能并网系统等,能实现对各项参数的监控、能形成
运行参数的记录等。
(4)微网能量控制系统:能协调充电、电池储
能、太阳能并网系统各自的输出功率,能实现对分
布式供电系统的控制和孤岛检测保证安全,验证离
网运行的可能性。
(5)形成。套完整的技术文件和设计文件(十
建和电气施l:除外),依照此文件可快速复制其他光
伏充电站的建设。
(6)完成锂离子电池快速充电的研究,能做到
在半小时内充电40%(SOC在20~80%之间,温度
条件满足室外低温环境.
5结论
纯电动乘用车的大规模运行需要有良好的充电
基础设施提供能源供给。目前,国内电动乘用车充
电基础设施建设还没有相关的技术标准和规范体
系。充电站微网系统的示范能够推动乘用车充电基
础没施的快速发展,形成标准化体系,为充电站网
络规划提供依据,为纯电动乘用车的大规模示范和
推广应用奠定良好的基础。另外,充电站微网系统
建设对于节能减排具有良好的示范作用,而且能够
拉动整车厂、电池厂、电机厂和相关研究机构的产
业化发展。
采用快速充电和慢速充电设施相结合,快速更
换和车载充电相结合,能够为用户提供方便的电能
补给,使乘用车的数量能够在短时间内迅速增加。
另外,结合太|jH能光伏发电技术回馈电网,同时在
用电高峰期采用太阳能发电能源对车辆进行充电,
能够平抑整个系统对电网的负倚扰动。采用梯次利
用储能电池,能够在夜间用电低峰期充电储能,在
白天用电高峰期对车辆进行充电。这样就对整个电
力负荷的“削峰填谷”起到了重要作用。
万方数据
电动汽车充电站10kW光伏发电系统
作者: 冯巍, Feng Wei
作者单位: 湖北追日新能源技术有限公司
刊名: 电气技术
英文刊名: ELECTRICAL ENGINEERING
年,卷(期): 2010(10)
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