先进耐候钢的研发和应用
美、日、德等美欧国家于1934年研制出Corteni耐候钢,随后开发出Cu-P-Cr-Ni系或Cu-P-Cr系耐候钢。 我国典型的耐候钢:O9 CuPTiRE、O9 CuPCrNi及在此基础上改进开发的一些钢种08 CuPVRE系列,O9 CuPTi系列等这些钢的强度级别多为295MPa和345MPa。 为了应对车辆发展对高强度耐候钢的需求,近年来研发出450MPa级的Q450NQR1耐候钢,虽其强度满足,但耐候性能没有提高。
新一代电动汽车ChaoJi充电技术及标准化进展
新一代的ChaoJi充电技术路线发端于电动汽车大功率充电需求,现已发展成为面向下一代的传导充电技术整体解决方案,是一套包括充电连接组件、控制及导引电路、通信协议、充电系统安全、热管理等的完整的电动汽车直流充电系统技术路线。ChaoJi技术解决了国际上现有充电系统存在的一系列缺陷和问题,适应大、中、小功率充电,考虑了充放电及车网互动要求,满足家用及各类公共充电场景,从根本上解决了中国现有2015版标准不满足基本电击防护(IPXXB)要求、不兼容未来的通信升级等固有缺陷,为世界提供一个统一的、安全的、可靠的、低成本充电系统解决方案。中国牵头主导的ChaoJi充电接口、车辆适配器已经纳入国际标准,为未来ChaoJi成为具有全球兼容性的通用标准奠定基础。
IEC62840电动汽车电池更换系统系列国际标准
本项目属于智能用电技术标准领域,在国际上首次提出了电动汽车电池更换模式和典型设计,建立了换电站区域安全控制机制,为世界各国提供了统一的通用技术要求和安全要求。该系列标准建立了电池更换系统的整体架构,明确了电池更换系统由电池更换站、支撑系统、可更换电池系统和供电系统组成;规定了电池更换站各子系统的组成、功能及要求;定义了电池更换系统的接口和分区;提供了电池更换系统的用例和电池更换站的设计方案;提出了电动汽车电池更换系统在电气防护、机械结构、通信方式等方面的安全要求。 项目组在国家科技支撑计划、国家高技术研究发展计划(863 计划)等科技项目的支持下,历时 7 年科技攻关,获授权专利 6 项,软件著作权 3 项,发表论文 7 篇。期间,项目组联合法国雷诺、德国 VDE、韩国电子通讯研究院等国外企业,开展电动汽车电池更换技术国际交流与合作。同时项目组在国内联合车企、科研单位开展了电动汽车充换电关键技术攻关和标准编制,支撑我国电动汽车充换电标准体系建设,依托国家能源智能电网技术研发(实验)中心科研试验条件,验证充换电系统的兼容性、可靠性、安全性。该系列标准的创新成果如下:1)国际首套电动汽车电池更换系统 IEC 标准,填补了电动汽车换电技术国际标准体系空白,迈出了中国主导制定电动汽车充换电国际标准的第一步;2)首次给出了电池更换系统分区权限、用例和解决方案,提出了电动乘用车和商用车适应不同种类电池箱的全自动及半自动电池箱更换技术;3)形成了IEC 领域首套集电气防护、机械结构和通信接口等多行业、跨专业融合的国际标准,提出了一种电池更换设备对电池箱的快速、精确定位方法,增强了系统对车辆停靠位置及姿态的适应能力;4)基于该系列国际标准研制的电动汽车换电系统带动国内外产业发展,遵循该标准建成了国内首个电动乘用车底盘换电示范工程,为国外电动公交车换电系统提供了全套解决方案。该系列标准为国内外电动汽车和充换电设施企业提供了设计和建设依据,提高了电池更换技术的安全性及一致性。在北京、上海、杭州等主要城市构建了标准化的电池更换站,成功支撑了奥运会、G20 等重大活动保障车辆工作,并在法国、以色列、韩国等国家推进示范试点。近三年,依据该系列标准设计开发的充换电系统已在 10 多个省份取得广泛应用。该系列标准的发布与实施,进一步深化了国际间标准合作,全面支撑了我国标准“走出去”战略。
V2G模式下基于SaDE-BBO算法的有源配电网优化
为了解决大规模电动汽车入网难以实现个体调度以及集群调度存在“维数灾”的问题,建立基于车辆到电网(vehicle-to-grid,V2G)模式的有源配电网分层分区优化运行模型。其中,上层优化模型对电动汽车集控中心(electric vehicle agent,EVA)进行调度,优化各区域EVA的充放电功率并作为下层优化模型的输入;下层优化模型调整各调压方式。在优化算法方面,提出一种自适应差分进化-生物地理学优化(self-adaptive differential evolution-biogeography-based optimization,SaDE-BBO)算法,并在改进的IEEE 33节点配电系统中进行仿真分析。结果表明:在不同充电控制策略下,V2G模式与各调压方式的协调互动在降低各区域EVA运营成本、平抑负荷波动以及保证有源配电网的安全和经济运行方面优势显著,与其他优化算法相比,SaDE-BBO算法具有更优质的解和更好的收敛性。
基于时空能量博弈均衡的V2V-WPE能量交易研究
为解决智能网联汽车(intelligent connected vehicle, ICV)移动充电调度困难问题,提出了基于无线能量交换技术的V2V(vehicle to vehicle based on wireless power exchange, V2V-WPE)能量交易模型,并基于广义纳什议价(generalized nash bargaining, GNB)理论对V2V-WPE能量交易市场进行建模。该模型构建了一种以交通路口为节点,利用无线电能传输装置作为通道的新型电气化交通能源网络,旨在实现车辆间的能量交易,并结合动态路网模型、OD矩阵分析方法和动态Dijkstra算法为ICVs规划行驶路径。最后,通过在能源分配系统(energy distribution system, EDS)中安装变压器以及并联电容器来管理网络上的电压和无功功率(voltage and reactive power, Volt-VAR),同时将GNB问题分解为收益最大化问题(SP1)和能量交易问题(SP2),并利用多面体逼近技术将SP1的非凸性问题转化为混合整数线性规划问题。仿真结果表明,参与调度的ICVs收益增加,参与市场的各个代理获得了更公平的利润分配,促进了移动网联汽车之间的能量交易。