电动汽车充电宝的现状201506

一、充电宝开发的必要性及市场需求量；
随着我国新能源汽车，特别是纯电动汽车的迅速发展，电动汽车充电站及其配套充电设备必将处于新能源交通领域的前沿位置。

目前电动汽车充电设备主要包括充电站及其附属设施，如充电机、充电站监护系统、充电桩、配电室以及安全防护设施等。

但是充电设施的建设周期较长，国家电网电力扩容较难，电动车车主的充电仍是难题，而且所有的充电设施在给电动汽车充电时，都依赖周围有三相电或单相电，针对“充电宝”---电动车移动充电设备，作为一种应急设备就显得非常必须。

1.1、新能源汽车进入快速发展阶段
图表1、2015第一季度全球汽车销量排名
我国新能源轿车技术产业化水平居世界第二位，并且进入快速发展阶段，有望在2015年跃居第一位。

2014年，各类插电式、纯电动乘用车年销量超过5.5万辆。

我国的比亚迪插电式混合动力轿车“秦”成为世界第四畅销的插电式车型，在动力电池产能限制情况下，实现了年销售1.5万辆。

在政策持续加码下，新能源汽车继续加速普及。

工信部网站最新披露，4月我国新能源汽车生产9060辆，同比增长1.5倍。

其中，纯电动乘用车生产4790辆，同比增长119%；纯电动商用车生产1781辆，同比增长十倍；插电式混合动力商用车生产956辆，同比增长100%。

1至4月，我国新能源汽车累计生产3.44万辆，同比增长近三倍。

1.2、国家充电设施的现状
1.3国内外充电宝发展现状及其趋势
①为推动电动汽车应用，北京市积极推进基础设施建设，不仅着力建设5公里半径公共领域充电圈，同时针对部分无固定停车位、电力增容难的老旧小区及旅游景点等不具备安装充电桩的地区，创新充电思路与模式，引导电池厂商、充电桩生产企业共同参与，开展电动汽车用移动充电宝的研制与示范应用。

车用移动充电宝借助了手机移动电源的设计思路，利用现有电动汽车退运动力电池，经筛选、重组后，开发成电动汽车用移动充电宝。

车用移动充电宝占地面积小，移动便利，作为电动汽车的一种新型电能供给方式，一方面可缓解老旧小区等充电设施建设难的问题，另一方面可解决退运动力电池的梯次利用渠道，实现资源优化利用。

同时因移动充电宝均具备17.5KW以上的快充能力，与直流充电桩相比，在生产、安装成本以及使用便利性等方面具有明显优势。

橙色款，来自于富电公司，叫做「E.BOX」。

有两个大轮子，可以被拖着跑的，里面也是由电池组组成，容量和普莱德的那款差不多。

蓝色款，普莱德公司生产的，内部电池容量为 20kWh 左右，可以给电动车进行快速充电，电池来自于电动汽车上的旧电池回收，成本并不高，设计容量 70%-80%的电量
②北汽E150EV电动车的设计中，专门有一个充电断电保护装置。

就是要充电和放电不能同时进行。

车主直接在E150EV上短路掉了这根线，充电断电保护装置也就被解除了，
③。

近日，美国创业公司FreeWire推出了一款电动汽车充电宝产品，充电对象
是所有的电动汽车，这款产品名为Mobi Charger，装有滚轮方便移动，主要面向写字楼等工作区域停车场。

写字楼等工作场所停车场的固定充电桩车位，一旦被占就长达数小时，严重影响了更多电动汽车在有限的充电资源下进行充电，因此，决定开发一个将车辆充电和能源存储集于一体的先进智能电网移动充电器，同时能满足电网和建筑的能源管理需求。

Mobi Charger形似一台大号激光打印机，可满足240V(Level 2)和快速充电(Level 3)的充电需求，具备便携和可伸缩的特性，每个工作日能够满足5-8辆电动车的充电需求，平均每辆车能使用7-10千瓦时的电量。

目前还处于原型机测试阶段的Mobi Charger，最终将配备二手电池，容量为48千瓦时，高容量和智能能源管理软件可以实现高效充电及电网调峰等服务和需求响应，同时允许通过符合CHAdeMo及SAE Combo标准的连接器进行直流快充。

根据产品规划，FreeWire希望未来能将Mobi Charger升级为一项服务，并配一名工作人员监控设备使用情况；同时，不需要更多人力投入的半自动化版本也在研发中。

使用Mobi Charger的车主只需按月支付使用费即可，FreeWire 负责管理所有充电全过程。

由于Mobi Charger会选择在每天的用电波谷期储能，电动车主随之可因此节省一定的充电费用。

④三菱为电动车研发"充电宝" 续航里程翻倍
所谓“充电宝”，就是能在指定的充电地点，采用无线的方式对电动车进行充电，这种形式与充电站、充电桩的投资相比，建立无线充电装置的成本更低，并且可省去有线充电时接线所需的操作和等待的时间。

三菱与东芝这一技术采用的是磁共振的形式，具备布置灵活、使用便利、安全可靠等多种优势。

输出功率达到7kw的受电板，该受电板基于无线充电形式而研发，其输出功率是有线充电系统的2倍以上，这为电动车提供移动充电提供了极大的便利性。

原续航里程为160公里，使用受电板后，不仅充电时间得到减少，同时续航里程将有望实现翻倍超过320公里。

无线充电是提高纯电动汽车价值的关键技术之一，到2015-2016年，其他汽车厂商将开始推出无线充电功能，其中就包括了大众汽车。

大众与三菱情况相类似，也与东芝在电动汽车的高能效电池系统进行合作，由于三菱“近水楼台先得月”，因此，大众有望在三菱之后推出无线充电技术。

⑤EP Tender的公司宣称，这款充电宝本质上就是一个移动式的商用汽油发电机，重量为200kg左右，有两个与汽车一样的轮子和尾灯。

”电动汽车正常行驶时，“充电宝”内置的600cc引擎会处于待机模式，车辆电力不足时，该系统能够在汽车时速130km/h的时候，产生22kW的电量，带上它能有500公里的续航。

相比于固定的充电站，充电宝的优点在于可以一边开车一边充电，节省了时间。

与增程式电动车内置的“汽油机”相比，充电宝的优势在于可拆卸。

在电动车满电状态时，仅在电动车电量不足时接上即可。

其次，在电动车刹车、下坡的时候，部分能量可以回收到充电宝里，节约能源。

对于这种充电方式，要把充电宝与电动车成功连接，需要对车体进行改造，安装充电接口需要一定的费用；通过燃油转化为电能的过程中有超过20%的能源损耗，会产生一定的浪费；充电宝用燃油发电，与电动车倡导的无污染零排放初衷不符。

电动汽车与这种充电宝连接后在倒车、刹车时都会遇到不便，如果发生碰撞，充电宝也存在安全隐患。

⑥5月1日当天特斯拉发布了一款全新的产品，它不是汽车，而是一个巨大的“充电宝”。

一款名为PowerWall的家用电池系统和商用的电池系统Powerpack 。

特斯拉家用用电系统（Powerwall Home Battery）是一款家用级可充放式锂电池，提供两个版本供消费者购买：可以储存10度电（售价3500美元）和可以储存7度电（售价3000美元），可以储存10度电的Powerwall Home Battery主要用于作应急电源使用，而可以储存7度电的Powerwall Home Battery主要供家庭日常生活使用。

这套供电将会像平常我们家用的热水器一样挂在墙上，体积并不是很大，提供10年质保，可以通过拼接扩大容量，两款最大容量可达到63度电和90度电。

电力墙持续电量2KW，峰值电量3kW，充放电能效92%。

同时特斯拉还提供了一套工业版电源系统Powerpack，这可以视作电力墙的加大版，可以储存100度电，并可以进步扩大为500度电乃至1万度电。

目前美国加州的沃尔玛超市已经在试用这套系统。

这套用电系统通过两种方式给自己充电，一是通过屋顶的太阳能电池板，作为电力墙的电力来源，另外还可以通过接入普通电网给Powerwall Home Battery充电。

这套用电系统最直接的一个用处就是作为备用供电系统来使用，当因为电网的各种因素你的邻居们都停电的时候你们家还可以依仗这套用电系统继续正常用电。

另外欧美很多国家的电量计费是实行分时段电价，白天以及夜晚是用电高峰，此时对电网压力考验过大，而深夜是用电低谷，此时电量又过剩。

如何把过剩的电量调配到电力紧张的时段，而特斯拉的Powerwall Home Battery刚好可以解决这个问题。

1.4、充电宝占领国内外市场的能力及其产品寿命周期的分析
二、充电宝方案分析
2.1 方案框图
便携式充电机采用人机对话的操作和显示界面为触摸屏，具有充电电压、电流、充电状态、充电对象电量百分比等参数的在线显示，和电压、电流、充电时间等参数设定功能，可进行根据手动设定参数完成人工控制充电；另，可通过手动关闭CC1的连接确认，充电计量计费、充电刷卡管理
2.2 主要性能参数
主要性能参数：
①) 适应电源电压和频率范围宽，在AC 380V±10%、和频率50Hz±10%输
入下能稳定可靠工作；
②) 辅助电源：（隔离开关电源，与主输出及电网均隔离）；
③) 暂态反应时间：对100%加载或去载稳定反应时间10ms以内；
④) 具备CAN网络与BMS通信的功能，判断充电机是否与电动汽车正确连
接；获得电池系统参数、及充电前和充电过程中整组和单体电池的实时
数据。

依据电池管理系统（BMS）提供的数据，动态调节充电电流或电压
参数，执行相应的动作，完成智能充电过程。

⑤) 允许带载开机，有掉电记忆保护的功能。

⑥) 具有致命错误（如负载极性接反、输入输出短路）停机保护，一般错
误报警功能；
⑦) 具有过压、欠压、过流、过热、反接、对地短路等相应的报警（蜂鸣
器鸣响）和保护功能。

在输入缺相时应降功率输出，如为模块化设计的
并机均流充电机在个别模块损坏的情况下可从工作系统中切除此模块而
不影响充电机的正常工作。

⑧) 充电机与BMS通过CAN通讯进行充电控制过程中，如果BMS发生误报，
发送报文电压值与实测电压值不一致时则认为异常，应停止充电和报警。

⑨) 通过触摸屏手动和PC（个人电脑）设置的电压、电流参数超出允许范
围，应使设定操作无效，此时充电机不工作无输出而不是默认值。

⑩) 充电机在高压输出的同时，应同时输出一个直流24伏/15安的辅助电源（由充电机厂自行设计确定电源输入端）用以使车辆在关断所有车辆
电源的情况下对车辆进行充电控制、电池散热风扇和BMS通讯；
11)充电机结构上应设置相应的脚轮和把手以方便移动、抬起充电机本身；
2.3 符合的标准
1）GB/T 17626.4-2008电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验；
2）GB/T 17626.5-2008电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验；
3）GB/Z 17625.6-2008电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供
电系统中产生的谐波电流的限制；
4）GB/T 18487.1-2001电动车辆传导充电系统一般要求；
5）GB/T 18487.3-2001电动车辆传导充电系统电动车辆交流/直流充电机（站）；
6）GB/T 19596-2004电动汽车术语；
7）GJB 3855-99智能充电机通用规范；
8）NBT 33001-2010电动汽车非车载传导式充电机技术条件；
9）DL/T 781-2001电力用高频开关整流模块；
10）YD/T 1436-2006室外型通信电源系统；
11）Q/GDW 234-2009电动汽车非车载充电机电气接口规范；
12）Q/GDW 233-2009电动汽车非车载充电机通用要求；
13）Q/GDW 235-2009电动汽车非车载充电机通信协议；
14）DL/T 645-2007多功能电能表通信协议；
15）GBT 20234.1-2011电动汽车传导充电用连接装置通用要求；
16）GBT 20234.2-2011 电动汽车传导充电用连接装置交流充电接口；
17）GBT 20234.3-2011 电动汽车传导充电用连接装置直流充电接口；
18）GBT 27930－2011电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议；
19）GB/T17627.1-1998 低压电气设备的高电压试验技术；
20）GB/T16935.1-2008 低压系统内设备的绝缘配合；
2.4、设计周期和生产周期
根据以上的参数，项目的开发周期为的对1-2个月，符合正常的新产品的开发周期，其中2周为立项阶段，1-2个月研发设计阶段，1个月试制，1个月小批量生产。

基于立式直流充电机的技术基础，便携式充电机的完全可以做到5个月批量标准化生产的目标。

三、实现的可能性
便携式充电机作为充电设备，项目的实施将会促进充电站的基础设施建设，推动电动汽车制造业的快速发展，为纯电动汽车的产业
化链条提供有效的保障，使电动汽车产业在整车制造、动力电池、电动机、充电设备和核心零部件等方面占据了技术和市场先机，与充电设施相互依存、相互促进，共同构成一个新兴产业链，实现地方经济产业的转型升级是公司在新产品开发上的一个战略突破，作为新能源产业，将成为当地经济发展重要的经济增长点。

电动汽车充电站建设是国家目前正在兴起的一个新兴产业，充电设备的研制开发恰恰符合了当前新能源发展和推广的需求。

项目整体的收益较为可观，具有较强的投资可行性和良好的发展前景。

同时由于该产品的环保和节能减排效应充分符合了国家实行低碳经济的时代要求。

因此，我们认为选择研发便携式直流充电机项目是可行的、科学的、大有市场的，将为提高公司的整体实力和市场竞争能力，并为当地的经济可持续发展，调整产业结构，构建和谐社会，承担社会责任作出企业应有的努力。