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《提前充电： 新型电解液助力电动汽车快速充电》

  • 来源专题：新能源汽车
  • 编译者： 王晓丽
  • 发布时间：2023-11-10

  • 一个电池科学家小组最近开发出一种锂离子电池材料，它不仅能在 10 分钟内充入 80% 的电量，还能在 1,500 次充电循环中保持这种能力。

    电池工作或充电时，离子通过一种叫做电解质的介质在电极之间移动。ORNL 的杜志佳领导的团队开发了锂盐与碳酸盐溶剂的新配方，以形成一种电解液，这种电解液能在长时间内保持较好的离子流动性，并在极端快速充电期间大电流加热电池时表现良好。项目合作伙伴测试了在 ORNL 电池制造厂制造的电池袋电池，以证明电池的安全性和循环特性。

    "杜说："我们发现，这种新型电解质配方基本上将能源部规定的极限快速充电电池寿命目标延长了三倍。

    原文由橡树岭国家实验室发布。


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  • 《纽约加大对电动汽车和充电基础设施的资助力度》
    • 来源专题：新能源汽车
    • 编译者：王晓丽
    • 发布时间：2023-09-01
    •   美国纽约州将为二级充电基础设施和电动汽车投资 2900 万美元。这些资金将以奖励和返利的形式分配。   具体来说，该州为 "Charge Ready NY 2.0 "计划增加了 1500 万美元。该计划为全州的工作场所和多户建筑以及贫困社区的公共设施安装二级充电器提供高达 50% 的安装费用。就后者而言，充电器最多可获得 2,500 美元的资助。工作场所和住宅楼的充电器最多可获得 2,000 美元的资助。 剩余的 1400 万美元将用于纽约的 "清洁驾驶返利 "计划，根据该计划，约 60 种电动车型有资格获得 500 到 2000 美元的补贴。 "成本限制和'续航焦虑'是许多考虑改用电动车的人真正关心的问题，"众议员迪迪-巴雷特（Didi Barrett）说。"扩大我们的二级充电基础设施对于确保所有纽约人都有能力过渡到清洁能源交通选择至关重要"。 "纽约州能源研究与发展局总裁兼首席执行官多琳-哈里斯（Doreen M. Harris）补充说："电动汽车的应用正在纽约迅速加速，随着越来越多的驾驶者开始使用电动汽车，部署充电基础设施以满足需求至关重要。"今天宣布的通过 Charge Ready NY 2.0 和 Drive Clean Rebate 提供的额外支持不仅将使充电更加方便，还有助于降低购买新车的成本，为更多纽约人加入电动汽车革命提供了补充机会。 今年 4 月，纽约还为 255 个充电站拨付了 830 万美元的专款，其中 28 个充电站位于 70 个城市的直流电站。
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  • 《电动汽车的“高效加油站”——直流充电桩》
    • 来源专题：集成电路
    • 编译者：tengfei
    • 发布时间：2017-11-20
    • CDM 直流充电桩又称“非车载充电机”，对应于电动汽车内车载充电机的充电设施，其功能类似于加油站里面的加油机。根据对电动汽车的充电方式，充电桩可分为交流充电桩和直流充电桩两大类。交流充电桩主要安装在停车场，造价低廉，适合家用，给普通纯电动轿车充满电需要4~5个小时，俗称“慢充”。直流充电桩具备直接给电池充电的能力，以三相四线制的方式连接电网，能够提供充足的电力，输出的电压和电流调整范围大，俗称“快充”。 第一部分：直流充电桩的构造 直流充电系统是一个整体，是把交流功率系统转化成直流的装置。从构成开看，分变压器、配电柜、直流充电机和充电桩。其特点是： • 充电桩只负责与车辆对接和传输能量，损耗较小 • 配电系统的设计主要是配线、计量和熔丝保护，可以在一个设计单元中扩展和检查 • 直流充电机与充电桩一一配置，远离客户，走线通过地下传输 图示2-直流充电的设施概览 如图所示，整个直流充电机包括： • 充电电源模块：完成AC=>DC的电压和能量转换 • 智能控制模块：包含电源供给和控制部分，基本的功能是完成与电动汽车通信，根据电动汽车的需要来实现充电控制的功能 • 远程监控：需要接收远程监控主机的指令，传送相关数据信息，执行控制指令 • 温度控制：现有功率比较大时，充电电源模块需要散热功能温度控制 • 直流负载接触器 • 漏电保护器：保证交流端和直流端的绝缘检测 • 计费模块：按照国标要求，完成对电能的计量。按照现有的实际情况，一般计费模块包含两部分，与电能表通信，获取充电电量信息，与智能模块进行通信，供给刷卡、二维码计费等信息 • HMI&显示屏：为直流充电桩对外交互的接口，给用户输入信息和显示状态的接口，由于现在普遍支持多种支付的接口（银行卡、IC卡、二维码等内容），也作为HMI的一部分，读取卡内信息，识别用户身份及相关信息，这也是重要的组成部分 图示3-直流充电桩的原理图 从充电电源模块而言，分为整流、PFC、DC/DC变压几个部分，有1~2独立的控制器整流和变压部分，如下图所示。以下蓝色的部分为罗姆可以提供的一些器件。 图示4-充电机系统的核心部件概览 针对充电机系统，罗姆可提供以下解决方案及元器件： SiC-SBD：罗姆不断改善元器件工艺，随着产品的更新换代，实现了低VF。开发出使用SiC的SBD（肖特基势垒二极管），最适合PFC（Power Factor Correction）电路及逆变器用途。实现了Si-FRD（Fast Recovery Diodes）难以实现的极短的反向恢复时间（trr），使得高速开关成为可能。由于反向恢复电荷量（Qrr）小，为降低开关损耗和设备小型化做出贡献。 GateDriver：内置绝缘元器件的栅极驱动器，可实现与SiC相应的高速工作，输入输出延迟时间为Max.150ns的高速工作，使用无铁芯变压器，内置2,500Vrms绝缘元器件，利用独创的噪声消除技术实现了共模抑制，支持高VGS、负电源※BM6101FV-C，BM6104FV-C。 图示5-IPM工作波形（BM6101FV-C） 第二部分：充电桩的实际工作过程 我们首先来看一下整个直流充电桩和电动汽车的交互过程。 图示6-GBT18487.1的交互过程 车辆与充电桩的交互 · 准备阶段主要分三步 第一步，车辆接口连接确认阶段：当我们按下枪头按键，插入车辆插座，再放开枪头按键。直流充电桩将检测到直流充电枪插入的过程（12V-6V-4V）的电平变化。充电桩检测到充电枪插入成功，判定车辆接口完全连接，充电枪中的电子锁会进行锁止，防止枪头脱落。 第二步，直流充电桩自检阶段：在车辆接口完全连接后，充电桩将闭合K3、K4，使低压辅助供电回路导通（车辆将根据监测点2的电压判断车辆接口是否连接，若电压值为6V，则车辆装置开始周期发送通信握手报文），接着闭合K1、K2，进行绝缘检测（即检测DC线路的绝缘电阻），保证后续充电过程的安全性。绝缘检测结束后，将投入泄放回路泄放能量，并断开K1、K2，同时开始周期发送通信握手报文。 第三步，充电准备就绪阶段：电动汽车与直流充电桩相互配置的阶段，车辆控制K5、K6闭合，使充电回路导通，充电桩检测到车辆端电池电压正常（电压与通信报文描述的电池电压误差≤±5%，且在充电桩输出最大、最小电压的范围内）后闭合K1、K2，那么直流充电线路导通，电动汽车就准备开始充电了。 充电阶段：车辆向充电桩实时发送电池充电需求的参数，充电桩会根据该参数实时调整充电电压和电流，并相互发送各自的状态信息（充电桩输出电压电流、车辆电池电压电流、SOC等）。这里是由车辆根据自身的情况向充电机索取电流。 表1-直流充电的过程 充电结束阶段：车辆会根据电池管理系统计算得到的电池状态来判断是否结束充电。 • 车辆会发送“车辆中止充电报文”，在确认充电电流小于5A后断开K5、K6。 • 充电桩在达到充电桩设定的充电结束条件，或车辆发来的“车辆中止充电报文”后，控制充电桩停止充电，在确认充电电流小于5A后断开K1、K2，并再次投入泄放电路，然后再断开K3、K4。 图示7-充电过程概览 第三部分：直流充电桩的分布和未来发展 从全球来看， 2015年充电供电设施（包含四种充电模式，1&2为线缆，3&4分别为交流和直流充电桩）总数达145万个。 • 公共充电站19万个  慢充交流桩超过161802个  快充桩超过27707个 • 私人充电设施126万个 备注：这里的数据是EVI提供，IEA分析的，估计分析值全球电动汽车保有量为126万辆完全一致，存在一些考虑。特别是评估2015年底，中国有25%的自有桩，31.5万充电桩，这里明显有些高估了。 图示8-主要国家的充电桩计量 从整个城市来看，我们可以分两类， 1）目的地充电：购物场所、名胜观光区、游乐场、医院、公园、美术馆、高尔夫球场、旅馆、酒店、饭馆。 2）应急充电：加油站、高速公路、高架道路、铁路、空港。 从性质上分，运营实体都在尝试，车主在哪里，车主会在哪些地方大量使用充电桩，如果这个利用率提不上去，也就完全没有安装充电桩的商业可能性。 应急的充电站，其实是一个双刃剑。要车主等在边上不能久离的。有个很有趣的概念是，车主在快速充电的时候干嘛，说到底，应急充电也要给车主一个目的性他才会常去，否则这些应急的利用率就可想而知。 未来很长一段时间，车企都在解决两个和充电桩密切相关的问题，第一个是通过不断提高电池的容量来不断加大车辆的续航里程；第二个是尽可能缩短充电时间，目前一两个小时的快充，未来有可能要控制在十分钟之内。对于未来的充电桩提出了更高的挑战，未来直流充电桩的最高充电功率是设计成350kW。 图示9-直流充电将往高功率发展 今日小结：经过品牌电动汽车的长期市场教育，中国消费者已经了解并接受电动汽车，多地政府也最大限度地赋予电动汽车在上牌指标、购置补贴、城市道路不限行等政策性优惠和倾斜，也使得电动车市场愈见火热。同时，新能源汽车的“充电难”也日益突显，为缓解城市范围内电动汽车车主的“缺电焦虑”，必将在城区主要路段升级覆盖直流充电桩，这必然孕育着直流充电桩的广阔发展前景，在未来的电动汽车的发展中非常重要，有着广阔的发展前景。
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