5分鐘即可為100輛電動汽車充滿電！

morris_2007

【日經BP社報導】電動汽車（EV）存在著充電時間較長的課題。即使是快速充電器，要充電至蓄電池容量的80％也需要花費30分鐘時間。而日本櫪木縣宇都宮市的風險企業「能源應用技術研究所」發明瞭可在5分鐘內同時為100多輛電動汽車充滿電的「蓄電式快速充電系統」。

櫪木縣宇都宮市的風險企業「能源應用技術研究所」的社長菅野富男

據預測今後全球各國都將加速推出電動汽車。不過，電動汽車存在著充電時間較長的難題。目前充滿電時的續航距離大約為150公里。因此，快速充電器的基礎設施建設掌握著電動汽車普及的關鍵。然而，目前即使是快速充電器，要充電至蓄電池容量的80％也需要花費30分鐘左右。這樣一來，如果想進行長距離行駛，充電就很麻煩。

為了解決這一課題，櫪木縣宇都宮市的風險企業「能源應用技術研究所」發明瞭可在5分鐘內同時為100多輛電動汽車充滿電的「蓄電式快速充電系統」，並於2011年4月取得了國際專利。

社長菅野富男是曾在汽車廠商和蓄電池廠商等企業總共工作過約20年時間的技術人員。他認為「要普及電動汽車，需要開發出充電時間與加油時間相當的系統」，並決心實現這一目標，于2006年獨自一人開始創業。

通過用於儲存電力的蓄電池為電動汽車快速充電

當前，為電動汽車蓄電池充電的方法有兩種，使用街上的快速充電器充電的「快速充電」和利用家中電源充電的「普通充電」。

關於快速充電，「CHAdeMO方式」已經成為日本國內實際的標準規格。CHAdeMO方式是首先利用內置於快速充電器中的「整流器」，將經由輸電線傳送過來的交流電轉換為直流電。然後，根據充電電動汽車的蓄電池種類，控制充電條件進行充電。  

目前，電動汽車上配備的蓄電池種類根據汽車廠商而不同。另外，如果通過輸電線一次輸送大量電力，會給電力系統造成很大負擔。因此，CHAdeMO方式是1台快速充電器只能為１輛電動汽車充電，充電時間大約為30分鐘。

菅野開發的蓄電式快速充電系統在利用內置於快速充電器中的整流器，將經由輸電線輸送過來的交流電轉變為直流電方面，與CHAdeMO方式相同。不同的是之後的部分。

菅野開發的快速充電方式與原有快速充電方式的不同（點擊放大）

之後會將利用整流器轉變為直流電的電力暫時儲存于容量高達1600～2400千瓦時的蓄電池中。充電時，切斷整流器和蓄電池之間的連接，將蓄電池中的電力迅速提供給電動汽車蓄電池。這樣便可在不給電力系統造成負擔的情況下，僅用5分鐘時間就完成快速充電。  

該方式在為存儲電力的蓄電池充電時，可使用低價的夜間電力。電費較低，而且還可實現耗電量平均化。

並且，蓄電式快速充電系統將控制充電條件的快速充電控制部分配備于電動汽車上，而不是快速充電器中，這也是個關鍵。這樣一來，即使連接多種蓄電池，也可使每輛電動汽車在適合各自蓄電池的充電控制下進行充電。

還便於利用自然能源

目前，作為用於儲存電力的蓄電池，菅野設想使用寬約10米、高約1.5米的大型鉛蓄電池。據計算假設該蓄電池的容量為2400千瓦時，那麼便可同時為150輛配備16千瓦時蓄電池的三菱汽車制電動汽車「i-MiEV」，或者100輛配備24千瓦時蓄電池的日產汽車公司電動汽車「聆風」充電。

菅野稱，除了「5分鐘快速充電」、「可同時應對多種蓄電池」之外，該系統還有許多其他優點。

首先，該系統可以從存儲電力的蓄電池輸出不帶噪音的直流電，因此即使在電力品質較差的國家，也可一直用高品質電力進行快速充電。

其次，充電控制精度得到提高。即使蓄電池種類相同，根據使用時間和使用頻率，其狀態也是千差萬別。通過將快速充電控制部分配備于電動汽車上，可更準確地掌握每個蓄電池的狀態，根據具體情況進行精度較高的充電控制。因此還可延長電池壽命。據菅野估算，應該會比原來延長15～20％左右。

菅野開發的蓄電式快速充電系統模型（點擊放大）

而且還可促進利用自然能源。這是因為，如果將存儲電力的蓄電池與智慧電網相連，便可用作太陽能、風力等自然能源剩餘電力的蓄電池。除了有助於抑制自然能源的電力波動之外，在電力短缺時段，還可向電力系統提供電力。

再者，因為是將快速充電控制部分配備于電動汽車上，所以還可在2輛電動汽車之間進行快速充電。例如，即使在行駛過程中蓄電池剩餘電量顯著下降，已經無法行駛，也可請同行或者路過的電動汽車提供電力。

菅野還考慮將電動汽車的報廢蓄電池再利用作存儲電力的蓄電池。現在，電動汽車配備的蓄電池從安全性的角度考慮，規定不能持續使用太長時間。不過，即使作為電動汽車蓄電池已經達到使用壽命，但充放電功能還可繼續使用，因此能夠轉用作存儲電力的蓄電池。

雖然蓄電式快速充電系統似有多個優點，但在普及時面臨較大的困難。最大的困難是「在電動汽車上配備快速充電控制部分」，這也是該系統的關鍵。

在日本，由於CHAdeMO方式實際上已經成為國內標準規格，因此很難獲得電動汽車廠商的協助。另外，如果將快速充電控制部分新配備到車輛上，還會導致電動汽車價格上漲。

不過，菅野並沒有放棄實現實用化。這是因為，實際上，在電動汽車普通充電方面，雖然國際標準規格已基本確定，但快速充電方面，各國卻各不相同，基本沒有確定。

比如德國提出的方針是，不僅是控制部位，就連整流器也要配備在電動汽車上，而不是安裝在快速充電器上。實際上，主導這一方式的戴姆勒在2010年10月開始量產配備整流器的梅賽德斯�*賓士電動汽車「A級E-CELL」。  

將整流器配備在電動汽車上，車身價格會提高幾十萬日元，此外由於車輛變重，能源效率也將下降。雖然有這些缺點，但相對於日本每台高達300萬日元左右的快速充電器價格，德國僅為其幾分之一。充電基礎設施建設更易於推進。

JFE旗下企業也開發出「超快速充電器」

另外，日本大型鋼鐵企業JFE旗下的JFE工程技術公司也宣佈開發出了將蓄電池內置於快速充電器內，使用夜間存儲的電力為電動汽車快速充電的「超快速充電器」。據稱使用該快速充電器，在3分鐘時間內可充電約50％，5分鐘內可充電70％左右。

JFE工程技術將目光放在了充電器成本上。CHAdeMO方式是以50千瓦的功率向快速充電器供電，因此除了快速充電器之外，還需要用於增強受電容量的設備。不僅快速充電器本身價格高，而且受電變壓器、大容量線纜佈線等設備投資額也較高。

不過，如果採用該公司的方式，便可直接利用15千瓦的普通電源，向快速充電器內的蓄電池蓄電。與CHAdeMO方式相比，設備投資額可削減到6成左右。

菅野認為，由於德國的方式有可能在整個歐洲普及開來，日本也開始出現新動向，因此CHAdeMO方式是否能繼續作為日本的標準規格尚不明確。他計劃今後繼續在各領域大力宣傳蓄電式快速充電系統的諸多優點。 （《日經商務在線》特約撰稿人：山田久美）【日經能源環境網】

http://big5.nikkeibp.com.cn/eco/m/2793-20120518.html?ref=ML&limitstart=0

要留意此技術.未來大有前途.