王丽芳:电动汽车将与电网一体发展

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“电动汽车发展将与电网融为一体”

——专访中国科学院电工研究所研究员王丽芳

中国电力报 中电新闻网记者 曹宏源

　　王丽芳 博士生导师，中科院电工研究所车用能源系统及控制技术研究部主任。曾任国家“十五”863计划电动汽车重大科技专项总体专家组专家、电动汽车专项办公室主任；国家“十一五”863计划节能与新能源汽车重大项目咨询组专家；中国电工技术学会电动车辆专业委员会副秘书长。主要从事电动汽车能源与动力系统及其控制技术的研究，研究的电动汽车无线充电技术在国内外处于领先地位。

　　“无线充电与智能电网更紧密”　 

　　中国电力报：您研究的无线充电技术在国内处于领先地位，您认为这种技术路线的优势是什么？

　　王丽芳：首先电动汽车的能量传输主要分为几种，包括慢充、快充以及换电模式这都属于有线的传输。

　　还有一类就是无线传输，用户只需要在下车前通过操作系统将相关的设置调整好，电动汽车就自动充电，就可以不用再管它了。

　　这种模式节省了原来充电桩所占的空间，而且也很便利。但有一个明显的优势会体现在收费方面，将来在车上绑定一张卡，用户充电直接刷卡就可以了，方便又快捷，省去了现在充电桩模式的一些繁琐流程。而且这种充电模式的信息可以与智能电网紧密结合起来，电网公司可以从信息数据采集系统中提取出来，方便双向的互动与管理。未来也可以将它交给第三方运营商来负责管理。

　　还有一个就是安全性的问题，现在大家比较担心的是充电桩的安全问题，虽然已经设置了很多绝缘与防水的装置，但就怕人身的伤害，如果出现意外380伏或220伏强电压会对人身安全造成威胁，将充电装置放到地下则可以避免这个问题。

　　同时由于它的智能化程度更高，对电网的负荷调节也会有一些优势。

　　中国电力报：无线充电的原理是什么？

　　王丽芳：最早科学家特斯拉发现的电磁场，无线充电就是应用电磁场的原理。像变压器的原理是有一个原边和副边，原边充上电副边那里就有电了，但变压器是实心的，连接在一起的，无线充电则是将原边与副边分开

　　我们现在应用到车上的无线传输距离是20厘米，实际上做到25厘米也是可以的，这要根据车的造型来设置。以3.3千瓦的功率等级来看，无线传输的效率是在97%左右，从电网到电动汽车电池整个系统的效率在91%左右。目前充电桩的平均效率是在91%~93%之间，应当说差距不大。

　　中国电力报：您研发的这个路径是怎样的？

　　王丽芳：我们最初的目标是验证特斯拉的理论可不可以在电动汽车上实现，后来通过实验发现这是可行的，然后我们从1千瓦的功率逐步实验到3.3千瓦。最初3.3千瓦的装置在实验室做的效率各方面都非常好，但在装车时发现效率损失了十几个百分点，由于汽车的金属底盘吸收了很多能量，造成了能量的涡流损耗。后来我们从系统设计的角度进行了很多匹配革新，终于将这个问题解决了。

　　对于无线充电技术要从功率、效率、距离、体积大小这几个方面来综合评价，才能实现与电动汽车的匹配。目前我们实验室已经做出了30千瓦的，下一步将进行装车试验。

　　中国电力报：国内外对无线充电技术是怎样一种研究状况？

　　王丽芳：国外像德国的博世公司已经开始进行一些成品的销售了，也包括与整厂商的合作、与很多车型的匹配。但他们具体的各项指标及销售情况，目前我们还没有相关数据。但从技术效率层面上看，我们与他们的水平应该差不多，但是他们已经迈出了商业化的第一步。

　　现在博世的一套无线充电设备大约不到2万元人民币，而传统的充电桩加上车载充电机国内的平均价格在六七千元左右，应当说还有一定的差距，未来无线充电技术应当着眼于提高系统的可靠性以及对环境的适应性方面。

　　中国电力报：您怎样看待它的未来呢？

　　王丽芳：无线充电技术一定是要随着电动汽车的推广应用才会有市场，我们打算2016年前在北京进行20辆电动汽车无线充电技术的示范运营，可能会从出租车领域进行推广，因为这个领域对于质量的要求是比较高的。

　　我觉得到2020年无线充电技术会开始出现大范围应用，到2030年应该可以与有线充电平分市场了，但未来不会完全替代有线充电，两者还是共存共生的关系吧。

　　当然无线充电是一种技术，不仅仅是在电动汽车上，未来我们的生活可能包括家用电器、手机等等都会得到推广应用。

　　“布局充电设施一定要分散”

　　中国电力报：您认为电动汽车发展的最大障碍是什么？

　　王丽芳：我想电动汽车面临的几个问题应该包括整车可靠性的问题、充电便捷性的问题、充电价格的问题等。对于消费者来讲，在国家给予一定补贴的情况下，加上比较有优势的充电价格，但仍然不买电动汽车，那就是便捷性的问题，买完之后怎么充电？

　　中国电力报：但是电动汽车与充电设施的关系仿佛是“先有鸡还是先有蛋”的一种关系？

　　王丽芳：我一直有一个观点，充电设施合理规划最重要，我们不要将充电设施定义成一定是用闲置地集中建设，充电设施的推广首先是要针对大众型汽车配置的3.3千瓦的慢充装置，就是走到哪里都可以充电，这个其实并不难。传统内燃机汽车与加油体系的发展其实就是市场自由配置的结果，而电动汽车如果充电不方便那它根本也就发展不起来。我不建议充电设施要拿出专门的大块地方来建，首先我们可以在小区、办公区建设，所以充电桩一定是分散的。

　　中国电力报：换电模式如何？

　　王丽芳：未来小车基本上不会做换电模式，主要还是在公交车、环卫车上应用。国网公司之前一直提倡换电模式，但投入很多后出现了闲置的问题，事实上电动汽车与充电、换电是三位一体的关系，一定要整体考虑。

　　小车如果换电可能会出现安全性的问题，车上的总正总负连接电池组的正负极，如果换电池一定要考虑便捷性的问题，这样安全性就成为一个考验，这些问题是很难兼而有之的。私家车需要考虑这些问题，如果强电方面出现短路或者断路可能就会是致命事故。大的公交车因为电池组比较多，换电模式对电池的维护是非常有利的，所以它更多是采用换电。

　　中国电力报：今年以来政府颁布了一些推动电动汽车发展的政策，您怎样看待这些政策的作用？

　　王丽芳：今年的这些政策应该是积极有效地推动了电动汽车的发展。比如明确了电网公司负责增容接到用户端、服务电价的问题，都是很具体的政策。最近青岛的特锐德公司开始进入到充电设施的建设中去了，说明企业资本已经开始注意这个领域了，这都是利好的消息。我认为未来政策应当给充电设施的发展提供平台，也要提高整车的性能。

　　中国电力报：您认为电动汽车补贴什么时候退出比较合适？

　　王丽芳：到2020年之后如果还要给补贴，那电动汽车就是没希望的。我们现在还有6年的时间，需要将整车的价格真正降下来，让它届时能够参与市场的竞争。

　　中国电力报：您怎样看待电动汽车与电网的关系？

　　王丽芳：随着电动汽车的介入，对电网的削峰填谷是最明显的。当实现智能电网的时候，电动汽车接入充电装置后可以实现充电时间的选择，比如后半夜是用电量最低的、电价最便宜的，就可以通过智能控制选择这一充电时段，当然也可以通过智能手机进行设置。所以电动汽车绝对不是电网的负担，而是可以很好地融为一体。

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