电动汽车与电网互动:综述与展望

随着新能源发电、电动汽车的大规模发展,电网的调节能力持续下降,新能源消纳的压力日益增加,配电网的薄弱性逐渐暴露。电动汽车与电网互动技术的推广应用对于充电需求的满足、配电网建设压力的缓解、电动汽车灵活性资源的利用及新能源消纳都具有重要意义。文中从电动汽车与电网互动的技术研究、相关政策与标准制定、基础设施及能量管理等平台、信息安全以及示范应用五大方面入手,对电动汽车与电网互动领域的研究现状进行了系统总结,指出了现有研究中的不足之处,并进一步探讨了未来电动汽车与电网互动领域的潜在研究方向。

考虑充放储一体站与电动汽车互动的主从博弈优化调度策略

针对大规模电动汽车(electrical vehicle,EV)接入微电网造成的负荷压力,提出一种考虑充放储一体站(charging-discharging-storage integrated station,CDSIS)与EV互动的主从博弈优化调度策略。首先,通过建立CDSIS模型,并针对CDSIS多场景进行分段设置。其次,建立动态路网模型并结合EV出行特性,预测城市区域路网约束下的EV充电负荷时空分布。并根据预测结果建立EV及CDSIS多目标主从博弈优化调度模型,对EV用户、CDSIS收益进行多目标协调。最后,以某城市主城区域部分交通路网结合IEEE33节点配电系统进行仿真,分析电价与CDSIS储能设备容量对城市区域内EV用户和CDSIS站收益的影响。结果表明,所提主从博弈模型与调度策略能够使得EV用户与CDSIS双方得到最大收益。

飞驰十年,ABB国际汽联电动方程式世界锦标赛重返中国

3月15—17日,中国电动汽车百人会论坛(2024)在北京钓鱼台国宾馆隆重举行,ABB受邀参会并在现场展示了最新款电动方程式赛车模拟器,让观众身临其境体验电动赛车的风驰电掣,进入电动交通的精彩世界。ABB深度定制的电动方程式模拟驾驶设备,生动还原了电动赛车驾驶的全方位体验,从真实的赛道界面到专业的驾驶坐姿、灵敏的设备操控以及逼真的视觉感受,使试驾者多维度体验电动方程式赛车的卓越性能和强大动力。

磁通反向永磁振镜电动机优化设计与分析

提出了一种具有不等定子齿宽的磁通反向永磁振镜电动机,通过敏感度分析,选取大定子齿宽、小定子齿宽、转子齿宽和槽肩宽4个参数作为影响因素,以转矩密度、转矩变化率、齿槽转矩和电感为优化目标,采用田口法进行正交试验分析,获得不同因素水平下的目标响应,并结合灰色关联法,将多目标优化转化为单目标优化问题,实现了电动机的最优设计.通过电动机性能的对比分析,验证了所设计的电动机的优越性和优化设计方法的有效性.

电动汽车用多相电驱重构型车载充电系统关键技术综述

电驱重构型车载充电系统为电动汽车电气部分提供了一种全新轻量化设计思路,旨在利用电驱单元分时执行电驱与充电2种变流功能。相较于三相电驱系统,多相电驱系统具有输出转矩平滑、容错性能强等诸多优势特性。鉴于此,该文首先归纳现有并网式多相电驱重构型车载充电系统的拓扑结构与控制策略,并介绍其容错运行方案;然后,着重分析太阳能电动汽车用多能量端口电驱重构型车载充电系统的工作原理与控制策略;最后,总结全文并对多相电驱重构型车载充电系统的发展方向进行展望。

我国电动机再制造技术与再制造企业商业模式

电动机作为一种在生产生活中广泛应用的装备,每年在消耗大量能源的同时也产生了大量寿命到期的废弃产品。再制造作为一种将寿命到期的废旧产品利用再制造技术加工成新产品的工程活动,拥有低能耗、低成本、低污染的特点,为废旧电动机的处理带来了新的途径。面对再制造产业带来的新的价值获取方式和新的市场环境,再制造企业通过改变商业模式从而达到利润的最大化,如何对商业模式进行改变也就成了最大的课题。首先,从不同种类电动机的结构入手,分析不同零件的构成材料与回收方式,找到最适合再制造的零件;然后,对目前电动机再制造的设计、检测、拆卸等环节进行综述,并总结目前针对电动机定子、转子、铁芯、绕组和机械部件的再制造方法;最后,对目前再制造企业的商业模式和市场环境进行梳理,分析目前再制造企业所面临的问题,并针对所存在的问题进行展望,以期为我国电动机再制造研究和电动机再制造企业的发展提供参考。

考虑道路识别的四驱电动汽车再生制动策略

为了充分利用路面附着条件分配再生制动力,提高制动能量回收率,根据双电动机四驱结构电动汽车复合制动系统的特点,对其制动能量回收控制策略进行了研究.分析了驱动轮与地面附着特性,设计了道路识别器来计算每个轮胎与当前路面之间的峰值附着系数,并使用模糊控制策略确定每个车轮与8种道路的滑移率和附着利用率的相似输入.根据双电动机外部特性的制动力分配关系,提出了使更多制动能量回馈给电池的策略.结果表明:制动强度为0.3时,能量回收率为65.55%,具有较高的回收效率.

高中物理教学中动生电动势与感生电动势的深度探究

通过创设金属框架切割长直导线产生的磁场的物理情境定量计算在不同参考系中观测到的感应电动势,发现在不同参考系观察,两种感应电动势具有相对性且存在可以同时观测到两种电动势的参考系。对比研究金属杆切割磁感应强度随时间变化和随空间变化的磁场,发现在对地面参考系看来随空间变化的磁感应强度因为dB/dt=0,所以只有动生电动势,而没有感生电动势。因此建议高中物理教学中将金属杆切割随空间变化的磁场问题处理成在地面参考系观察,从切割非匀强磁场产生动生电动势的角度解决问题。

面向多场景辅助服务的大规模电动汽车聚合可调度容量建模

大规模电动汽车聚合可调度容量是含电动汽车的虚拟电厂参与多层级多场景电力平衡辅助服务的重要技术指标之一。然而,现有电动汽车聚合可调度容量模型难以适应大规模电动汽车与省级电力调度中心互动场景。为此,文中从面向电力系统调峰、调频和调压多级多场景调控新视角,提出了数据驱动和机器学习相结合的双层聚类电动汽车聚合可调度容量建模方法。该方法通过构建电动汽车-充电桩广义储能单元的个体可调度容量模型,结合基于密度空间的聚类算法和改进的自组织映射深度聚类算法,有效地融合了电动汽车电量的时间分布和充电桩的空间分布特性,构建了面向调峰、调频和调压多场景调控的聚合可调度容量模型。采用了某省实际充电记录数据对提出的方法进行了验证,获得了“早间型”“中午型”“晚间型”等多种充电画像类型,实现了时空分布各异的电动汽车广义储能系统的自主聚合和省市级规模电动汽车参与电网不同辅助服务潜能的评估,并为聚合可调度容量的预测奠定了数据基础。

不同构型电动垂直起降飞行器动力系统的安全性评估

安全性评估对电动垂直起降飞行器的架构开发、安全管理、设计验证及商业化有着至关重要的作用,但目前国内少有对电动垂直起降飞行器整机构型、系统设计等相关的研究。本文针对4种不同构型的电动垂直起降飞行器,包括垂起尾推固定翼构型、四轴八桨多旋翼构型、固定翼加倾转旋翼构型以及倾转机翼构型,使用功能危害分析和故障树分析方法对4种不同构型的动力系统进行了分析比较。分析表明:垂起尾推固定翼电动垂直起降飞行器动力架构在本文的特定使用场景中相对可靠性更优。2种分析方法的结合,增加了对功能危害理解的全面性和深度,并识别了减轻动力系统失效风险的多种潜在途径。安全性评估结果可以为电动垂直起降飞行器动力构型选择和产品开发提供依据。

电动车辆:新流体对密封件的影响

近年来,传统能源资源的缺乏及其造成的相应后果导致社会开始转向电动交通工具。与传统燃油发动机相比,电动车辆改变了对密封件的性能要求。图1显示了产品要求的变化。因此,Tenneco研究了这些新产品标准对当前橡胶配方的影响,以便为电动车辆提供特定的材料配方,如用在电池电动汽车(BEV)或者燃料电池电动汽车(FCEV)的高压和电气元件的密封上。

考虑奖励机制的电动汽车充电优化引导策略

随着电动汽车(electric vehicle,EV)的大规模推广,其无序充电严重威胁电网的安全稳定运行,积极引导EV用户参与充电优化策略,对于提高电网的安全稳定性具有重要意义。为此,基于充电优化管理调度思路,提出一种考虑奖励机制的EV充电优化引导策略,在分时电价的基础上,计入用户在降低电网负荷波动中的奖励机制,考虑充电位置固定、不确定用户的出行需求,确定EV的充电时间及充电位置,达到用户满意度最高的目的;利用EV动态响应的实时优化算法,对所提的优化调度模型进行求解。仿真结果验证了所提策略的有效性和可行性,该优化调度策略不仅能有效改善负荷低谷时段集中充电形成新的负荷高峰的问题,而且可明显降低用户的充电成本及电网负荷波动。

纯电动公交车电动空压机停机案例分析

电动大中型客车通常采用气制动系统、空气悬架系统和气动门泵,而为之提供气源的设备即为车用电动空压机。电动汽车装用的电动空压机种类比较多,诸如滑片式、涡旋式、有油及无油活塞式等等。从使用情况来看,有油活塞式电动空压机的可靠性要高些。

外转子永磁直驱电动机水冷系统传热特性

随着对电动机高效节能要求的提高,外转子永磁直驱电动机凭借其起动转矩大、高效节能的优点得到了广泛的应用,但散热困难是外转子永磁直驱电动机普遍存在的问题。为解决外转子永磁直驱电动机散热困难的问题,以45 kW的外转子永磁直驱电动机为研究对象,在定子支架中设计安装水冷系统。基于周向Z型水冷结构,建立了水冷电动机的三维模型,通过CFD流体流动与传热相耦合的分析方法,分析不同冷却水流速对电动机温升的影响规律。结果表明,随着冷却水流速的增加,水冷系统散热效果得到提升,但增大到一定的流速后,进一步增大冷却水流速对水冷系统散热效果的改善很小。以上结论可以为外转子永磁直驱电动机水冷系统设计提供一定的理论依据。

300 MW级压缩空气储能电站压缩机电动机选型研究

通过分析300 MW级压缩空气储能电站压缩机电动机的应用需求,研究了大功率电动机制造的限制因素和解决方案,从异步电动机和同步电动机的选择、额定电压的选择、功率因数的选择、同步电动机励磁方式的选择、电动机防护等级的选择等方面分析了压缩机电动机设备的型式选择,提出了适用于300 MW级压缩空气储能电站压缩机电动机的推荐选型方案,为以后工程的压缩机电动机选型提供了参考。

考虑机会充电与行程时间可靠性的区域多车型电动公交调度优化

为提高电动公交系统运营效率,降低运营成本,本文提出一种考虑机会充电和行程时间可靠性的电动公交调度优化方法。首先,基于区域调度场景,提出在线路始末站配备快速充电桩,利用车次接续时间进行机会充电的策略;然后,考虑行程时间的随机波动,以表征特定可靠性的预留行程时间作为模型输入生成调度方案,同时,将发车延误成本纳入目标函数中,综合考虑公交企业从规划到运营阶段的整体效益,构建以总成本最小为目标的区域多车型电动公交调度优化模型,针对模型特点,设计自适应大邻域搜索算法进行求解;最后,以北京市大兴区4条公交线路为例,验证模型和算法的有效性。结果表明:基于本文方法得到的最优调度方案相较于传统单线路单车型调度方案,能使企业日均总成本下降37.93%,平均每辆车的发车延误时长减少5.63 min,说明本文所提方法能有效降低企业成本,提升公交系统可靠性。相较于不考虑机会充电和行程时间可靠性的区域多车型运营模式,本文最优方案能使总成本下降28.67%。此外,通过灵敏度分析,建议公交企业以240 kW的充电功率进行快速充电资源的配置,以90%的行程时间可靠性进行电动公交调度方案的编制。

电动汽车与清洁能源融合发展技术研究与展望

以光电、风电为代表的清洁能源发电技术可为电动汽车提供清洁的电力供给,减少全生命周期碳排放,助力交通领域“双碳”战略目标的实现,因此近年来得到迅猛发展。为了推动交能融合技术的应用,明确相关研究中的关键问题,该文综述了国内外学者过去10年在电动汽车与清洁能源融合技术方面的研究进展。首先,介绍了二者融合发展的必要性与现实意义;其次,将已有研究成果分为公路环境与城市道路环境两类,分别从电网、充电站、车辆3个层面归纳了当前电动汽车与清洁能源融合技术的研究成果;最后,考虑到清洁能源发电以及电动汽车充电存在较强的随机波动,对未来发展提出了加强公共领域交能融合发展、构建多种互补型清洁能源发电策略、建立“源—网—荷—储”集成优化技术、强化分布式微电网能源自洽调度、加强无线光伏充电公路运营管理等建议。

电动汽车热失控危害性评测技术研究

随着电动汽车保有量的增加,动力电池热失控导致的着火事故时有发生,对热失控危险性进行评测是提升电动汽车安全性能的重要手段之一,而行业内尚未形成量化评估方法。针对上述问题,搭建了电动汽车整车燃烧试验平台,并开展了大量由热失控引发电动汽车火灾的模拟试验,提取了以下可用于电动汽车热失控危害性评测的参考指标与部分潜在指标:试验开始至动力电池热失控的时间间隔可作为电池故障预警有效性的指标;热失控至车辆起火的时间间隔与车内温度可作为乘员逃生安全性的指标;烟气体积分数超标时刻及其与起火时刻的关系可作为驾驶室毒气危害性的指标;车内可燃气体体积分数和车外热辐射强度可作为评估爆炸危险性和相邻车辆引燃风险性的指标。通过提出上述评价指标,为后续形成量化评估方法及相关标准提供参考。

基于SACPS算法的住宅小区电动汽车集群有序充电

针对传统电动汽车有序充电存在的充电影响因素考虑不全、优化目标过于单一、充电体验不友好等问题,以住宅小区电动汽车集群充电为研究对象,构建集群有序充电模型,提出模拟退火的混沌粒子群(simulated annealing chaotic particle swarm,简称SACPS)算法,且使用该文算法对集群有序充电模型进行优化,最后对优化结果进行仿真实验.仿真实验结果表明:相对于其他2种算法,该文算法能使电动汽车集群有序充电模型取得更低的最佳适应度;与集群无序充电相比,SACPS算法的集群有序充电的负荷峰值、负荷峰谷比、充电费用分别降低了42.62%,96.81%,15.61%;SACPS算法的集群有序充电在一定程度上实现了与其他负荷的错峰用电.因此,SACPS算法具有优越性.

考虑电动汽车充放电的输配协同能量-灵活性市场出清机制

为应对输电网对灵活性资源的迫切需求,挖掘配电网分布式资源的灵活性支撑潜力,首先,构建市场环境下电动汽车的车-网互动响应模型,分析不同充放电方式下电动汽车的需求响应能力,为电动汽车参与市场环境下电网调度控制提供模型基础;然后,计及配电网运营商对需求侧灵活性资源的聚合作用,以购买电力和灵活性资源总成本最低为目标,构建考虑电动汽车充放电方式的输配协同能量-灵活性市场出清模型,通过协调控制输配电网中各类灵活性资源来满足输电网的灵活性需求;最后,通过修改的IEEE 33节点输电网与2个IEEE 33节点配电网耦合的测试系统对所提输配协同能量-灵活性市场出清方法的有效性进行分析与验证。结果表明,所提方法可提升电力系统的运行经济性和灵活性。