近日，南方科技大學(xué)電子與電氣工程系副教授蹇林旎課題組在大規(guī)模電動(dòng)汽車與未來(lái)智能電網(wǎng)融合、電動(dòng)汽車無(wú)線充電等新興、前沿技術(shù)方面取得重要學(xué)術(shù)進(jìn)展，相關(guān)成果在電氣、能源類頂尖期刊在線發(fā)表。蹇林旎課題組近年專注于先進(jìn)電磁能量轉(zhuǎn)換技術(shù)、電動(dòng)汽車與智能電網(wǎng)能量交互技術(shù)、新能源產(chǎn)業(yè)政策等方面的研究。

大規(guī)模電動(dòng)汽車與智能電網(wǎng)融合

隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，電氣化逐漸成為全球汽車工業(yè)競(jìng)相發(fā)力的新焦點(diǎn)。世界主要汽車生產(chǎn)國(guó)紛紛將發(fā)展電動(dòng)汽車作為國(guó)家戰(zhàn)略。可以預(yù)見(jiàn)的是，在產(chǎn)業(yè)政策的大力扶持和引導(dǎo)下，全球電動(dòng)汽車銷量將在未來(lái)十年繼續(xù)保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

隨著電動(dòng)汽車的普及，電動(dòng)汽車大規(guī)模入網(wǎng)充電將極大地增加電力系統(tǒng)負(fù)荷，進(jìn)而給發(fā)、輸、配、變、用各個(gè)環(huán)節(jié)造成壓力，具體表現(xiàn)在：1）抬高負(fù)荷峰值；2）造成電壓跌落；3）影響頻率穩(wěn)定；4）增加線路損耗；5）縮短設(shè)備壽命等。大量研究表明，對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行智能充放電是一種可行的、經(jīng)濟(jì)的、有效的方法，能夠緩解電動(dòng)汽車充電對(duì)電網(wǎng)的壓力，甚至可以為電網(wǎng)提供調(diào)頻調(diào)壓等輔助服務(wù)。而V2G（Vehicle-to-grid）技術(shù)則是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)友好能量交互的技術(shù)手段。

V2G技術(shù)，簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)，就是將電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池，作為電網(wǎng)中的分布式電源，在用電高峰時(shí)通過(guò)逆變技術(shù)向電網(wǎng)回饋能量，而在用電低谷時(shí)電網(wǎng)通過(guò)整流，對(duì)電動(dòng)汽車充電，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車和電網(wǎng)的友好能量交互。

目前，大部分研究工作主要集中在電動(dòng)汽車智能充放電優(yōu)化模型的建立上，很少關(guān)注到提出優(yōu)化方法的求解算法。另外，鮮有文章檢驗(yàn)其方法對(duì)于大規(guī)模電動(dòng)汽車入網(wǎng)調(diào)度的可行性。在此背景下，蹇林旎課題組首先對(duì)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)的交互模式和實(shí)施調(diào)度方法進(jìn)行了綜述，具體討論了不同的車網(wǎng)能量交互模式對(duì)技術(shù)的要求、對(duì)電網(wǎng)的影響及對(duì)電池的損耗，對(duì)兩種主流的V2G實(shí)施調(diào)度方法進(jìn)行了詳細(xì)地介紹和比較。課題組著重闡述了現(xiàn)有優(yōu)化方法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，并且從數(shù)學(xué)的角度對(duì)現(xiàn)有的優(yōu)化模型進(jìn)行評(píng)估。

南科大為該論文的第一通訊單位，蹇林旎為唯一通訊作者。文章第一作者是蹇林旎課題組科研助理鄭言沖。我校2019級(jí)港理工-南科大聯(lián)培博士牛松巖、2017級(jí)哈工大-南科大聯(lián)培博士尚一通等對(duì)該文也有重要貢獻(xiàn)。

電動(dòng)汽車無(wú)線充電

電動(dòng)化已成為全球汽車工業(yè)演進(jìn)的重要方向。隨著電動(dòng)汽車的規(guī)模不斷擴(kuò)大，解決充電樁供給不足、充電位置分布不合理等問(wèn)題刻不容緩。無(wú)線充電技術(shù)擺脫了線纜拔插的思維定式。它借助電磁場(chǎng)為媒介，無(wú)電氣接觸地實(shí)現(xiàn)了供電側(cè)和用電側(cè)之間的能量傳輸，是一種安全可靠、使用友好的創(chuàng)新技術(shù)，在近年來(lái)引起了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。

課題組聚焦于電動(dòng)汽車無(wú)線充電這一應(yīng)用場(chǎng)景，全面梳理了該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。課題組充分考慮了充電場(chǎng)景的現(xiàn)實(shí)需要，跟進(jìn)報(bào)道了停車對(duì)準(zhǔn)、磁場(chǎng)屏蔽、異物檢測(cè)等配套技術(shù)的最新進(jìn)展。聯(lián)系工程實(shí)際，課題組還對(duì)比研究了數(shù)份電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)的國(guó)內(nèi)外主流標(biāo)準(zhǔn)，挖掘其在性能指標(biāo)、技術(shù)路線和安裝環(huán)境等問(wèn)題上的異同。基于以上，課題組最終對(duì)電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)的未來(lái)發(fā)展做出了合理的展望。

無(wú)線充電技術(shù)的分類方式

南科大為該論文的第一通訊單位，蹇林旎為唯一通訊作者。牛松巖為文章第一作者，2019屆本科畢業(yè)生徐海淇、孫植銳等對(duì)該文也有重要貢獻(xiàn)。