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纯电动汽车投入运营的理想解决方案 纯电动汽车投入运营的理想解决方案 中聚雷天控股有限公司 钟馨稼 本方案所指的纯电动汽车决不是采用普通铅酸电池或磷酸铁锂 电池或市面上的锰、镍、钴锂三元锂离子电池，更不是什么燃料电池 或锌空气电池超级电容等等做为牵引力电池的电动汽车。 然而要能真 正投入运营的电动汽车， 无论是什么类型的动力来源都必须具备三大 特点：储能快、多，安全可靠；补充能源方便，快捷，不受损伤； 不受现有电力供电系统或高低峰用电的影响。只有这样，纯电动汽 车才能正常投入运营。本公司是在改装成功的纯电动小轿车、纯电动 商务豪华中巴、纯电动豪华城市公交大巴、旅游大巴等不同类型的纯 电动汽车， 采用配套的储能站与快充电接口为服务设施进行一年多的 应用实践，取得了一些成功的经验，恳望能与大家交流与分享。 一、纯电动汽车电池 1.1 目前全球各国难以推广使用的纯电动汽车，均存在连续运 营的技术瓶颈，制约纯电动汽车连续运营的问题是一次充电需时较 长，造成续行里程短，这些问题的关键就是电池，世界各国科学家都 在研发欲望能成功解决对纯电动车电池快速充电的技术问题。 我们可 第 1 页 以肯定地说：当前世界正在采用的磷酸铁锂和铅酸、镍氢、镍隔、钴 锰镍锂、锰酸锂、钠锍、硅酸盐或锌空气等类型的可充电电池，特别 是锂离子聚合物电池均不可能使用大电流充电。 有什么样的电池就有 什么样的电动车，这句话不错。 1.2 作为纯电动汽车，必须选择质量能量密度高、高安全可靠， 适应快速充电的电池，也只有这类型的电池才是发展纯电动车的根 本，才有普及使用的价值。 1.3 稀土钇铁锂动力电池 稀土钇铁锂动力电池是本世纪初发明的一种高能量密度、 高安全 可靠、长寿命、快充电电池。该类电池的正极材料主要采用从稀土中 提炼的氧化钇加上草酸亚铁、 碳酸锂等原料经过高温烧结后添加微量 锶、钾、钠、镁等元素，而成为稀土钇铁锂正极活性物质，该物质在 氧化还原中不仅长寿命（上万次充放电）而且适应大电流瞬间充电不 受伤害。雷天公司自 2003 年小批量生产稀土钇铁锂动力电池以来， 积累了不少经验。正因为有了稀土钇铁锂动力电池，我们得以成功实 现纯电动汽车普及投入运营的理想解决方案。 二、储能站的建设 任何一个区域要上千上万甚至上百万辆纯电动汽车投入运营， 在 充电技术问题上，是非常可怕的行为。如果某个区域有上千辆纯电动 第 2 页 汽车同时充电，其所耗功率要在 30 万 kw 上下，试想如果电动汽车普 及使用，有上万辆同时充电，其充电功率在 300 万 kw 上下波动，此 时会对电网造成多么大的影响？要彻底解决这些问题， 首先必须要解 决储能站建设问题。雷天公司经过多年的实践，证明建设储能站、快 速充电接口是唯一可长期解决纯电动车补给电源的可靠方案， 也是纯 电动车投入运营的理想解决方案。 2.1 储能站 储能站又叫蓄电站是设计建设在纯电动汽车运营时快速充电接 口附近或高速公路旁，专供快速充电接口使用的储能站。储能站是采 用稀土钇铁锂大功率单体电池（一般单体电池为 7000Ah）串并联成 电池组，每个储能站供给 10 个快速充电接口，一次可为 10 辆纯电动 车同时充电。储能站可设计在地下也可设在地面，一般一个储能站为 30000Kw/h， （相当于 100 辆纯电动大巴车每天每辆运营 300360 公 里所需的电量） ，储能站的数量要视该区域投入纯电动汽车的建设数 量来定。正常一辆城市公交大巴每天运营 300360km 的路程所需补 充电量为 300Kw/h 左右， 一个 30000Kw/h 的储能站可供 100 辆纯电动 城市公交大巴车一天的正常运营。储能站的建设十分简单，建好后每 天利用夜间低谷（或调峰电）进行储电；如果是在边远乡村山区或在 区域内外高速公路上还可利用太阳能、风能进行储电，永远不影响该 第 3 页 区域的原电网正常供电。不管是峰谷用电，还是公共电网瞬间停电， 都不会对电动汽车充电带来影响。 只要规划建设好储能站及配套的快 充电接口，电动汽车在 24 小时内便可自由地随时充电，正常运营不 受干扰。 （如图一） 一个完整的储能站与快速充电接口的建设样板 三、储能站与快速充电接口的技术性能及建设成本 3.1 一个储能站的设计为 30000Kw/h，能满足 100 辆纯电动大 巴车 24 小时运营。如此类推要满足 1000 辆或 10000 辆 24 小时正常 运营的各种纯电动汽车 （包括纯电动小轿车、的士、 中巴、 公交大巴、 旅游大巴等） ，就要建 10 个至 100 个储能站。一个 30000Kw/h 的储能 站需要一个长 13m 宽 7m 高 3.3m 的空间， 地面上安装快速充电接口与 传统加油站类似。储能站和配套的快充电接口，建好后正常使用可在 30 年以上。 第 4 页 3.2 建设成本 30000Kw/h （储能站） AC/DC 转换器 路 面 快充电接口 土建及 安装费 总成本 (人民币) 备 注 6664 万元 /电池组 134 万元 50万元/10个680 万元7528 万元 设计为 100 辆纯电 动城市公交大巴车 24 小时充电专用 3.3 纯电动车与燃油汽车运营成本比较 低谷储电 3 万 Kw/h 所需费用 每辆纯电动车 每天三百公里 耗电成本 每辆燃油汽车 每天三百公里 耗油成本 每辆纯电动车 每年省下费用 每万辆电动车 每年省下费用 9.000 元/天 (按 0.3 元/kwh) 90 元/300km 按每百公里45升油计 算，每升 5 元计价： 675 元/300km 21.4 万元 /年省费 21.4 亿元 四、稀土钇铁锂储能电池组成本价目表 单位：人民币/万元 储能站功率 采用电池型号 电池数量 （块） 成本价 备 注 600kwh LFP700AHA 340 190.40 适应移动应急电源车 1600kwh LFP1000AHA 510 408.00 适应移动应急电源车 30000kwh LFP7000AHA 1190 6664.00 适应 10 个快充电接口 100 辆纯电动大巴车 300000kwh LFP7000AHA 11900 66640.00 适应 100 个快充电接口 1000 辆纯电动大巴车 3000000kwh LFP7000AHA 119000 666400.00 适应 1000 个快充电接口 10000 辆纯电动大巴车 第 5 页 充电站： EV Charge Station 工作环境： 温度：-2050湿度：90% 效率: 93% 最大充电电流：1000A 最大充电电压：700V 能同时给 4 台电动车充电，充电 10 分钟，能给大巴充电 70% ENVIRONMENT Temperatare: -20-50 Humidity: 90 Efficiency: 93% Max Current:1000ADC