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                        公共空間汽車充電系統設計

                        添加時間:2018/07/30 來源:郝文汐 作者:沈陽航空航天大學
                        隨著汽車電池和電動汽車充電技術的發展,技術成熟,制造成本越來越低,電動汽車有著很好的前景,所以相關電動汽車充電設施的設計研究也同樣十分重要。
                          以下為本篇論文正文:

                        摘 要

                          從近些年的發展態勢來看,電動汽車已經是汽車發展的必然方向。隨著汽車電池技術的日漸成熟,目前基本已經能夠滿足人們的出行需要,各個國家政策也在支持著它的發展,多國已經提出要在 2025-2040 年間,全面禁止銷售燃油汽車,那么在未來幾十年間取而代之的必定是電動汽車。想要電動汽車得到全面發展并服務于用戶,配套的汽車充電系統的支持是必不可少的。

                          本文將立足于現階段汽車電池技術的現狀和發展,結合目前汽車充電技術的發展和企業在整車研發過程中所考慮的安全及性能因素,提出現階段可行的改良方案。通過對公共空間內汽車充電方式進行服務系統分析,以及對產品調研和用戶的調查,發現了現階段汽車充電存在著充電時間長,缺乏用戶所需的關鍵充電服務信息,設備維護欠缺,運營管理存在漏洞,整個行業缺乏統一充電標準等問題。在分析之后發現了問題之后,結合了行業內優秀的充電方案的優勢,同時對不同充電模式下的充電過程進行了系統服務分析,從汽車充電的各個子系統中分析得出行業痛點及其改進方案。從發現問題到梳理出用戶需求,再結合現有方案,通過全方面的權衡和設計方案可行性的分析,落地到盡量既能解決現存問題,又能兼顧可行性的設計方案中。

                          關鍵詞:公共空間;電動汽車;充電樁;系統設計

                        Abstract

                          According to the development trend in recent years, the electric vehicle has been the definitive direction of automotive industry. With the technology of automotive battery getting more and more advanced, the electric vehicle has almost met the need of people travelling. A great many of countries has announced some policies to support electric vehicle to keep developing. Several countries suggested that they would forbidden the trade of fuel vehicle in 2025 to 2040. So, in the next twenty or thirty years, electric vehicle must take the stage of traditional fuel vehicle. If we want to see the electric vehicle service people as well as fuel vehicle, the necessary measure we must take is to set up comprehensive charging facility.

                          This thesis will give an updated plan for vehicle charging system basing on nowadays technology and development status of automotive battery and also combine what the vehicle company concerned in complete vehicle research and development phase, such as safety and stability. From the service system analysis of the vehicle charging mode in public areas and the research of costumer and product, some issues were found out. For example, nowadays the vehicle charging always takes a long time, we are lack of the user’s information about their needs on charging, charging facility maintenance is poor, the operation and management of charging system has a lot of bugs, and the whole industry does not have a unified standard on vehicle charging, and so on. After analyzing and finding out the problems, I researched some top plans in the way of vehicle charging, and did a charging system service analysis in different charging modes, finally find out the pain points in every sub-system and give an updated design plan. From finding the problems and combing out the user demands, to analyzing top charging plans, I considered overall industry and the feasibility then give the design plan which can solve the problems we can see and is feasible at the same time.

                          Keywords: public area; BEV; charging pile; system design

                          想要發展電動汽車意味著需要同時研究和發展電動汽車能源供應系統。供應電動汽車電能的能源供應鏈,指的就是充電設施,這個電動汽車充電系統包含著電能提供系統,汽車充電系統,汽車電池的自身系統和電能的供應方法。作為一項新的科學技術發展領域,全世界各個國家都在為電動汽車的充電技術做著大量的探索研究和實踐。世界各國及各大車企為了自身未來更好的發展都試圖搶占先機,想要先制定出一個電動汽車充電的技術標準要求。為人們駕駛電動汽車的出行方式提供能量的充電系統是支撐整個電動汽車行業的重要組成部分,同時也在電動汽車的商業化和產業化的過程中扮演重要角色。在整個電動汽車充電系統中,應該根據不同電動汽車的充電模式分別進行規劃和設計,從而可以做到為電動汽車的各種不同充電需求做出相應的能源供應。電動汽車市場想要得到進一步的發展一定無法離開充電基礎設施的建設,同時要考慮充電設施的建設速度以及電動汽車市場化速度的適應性。

                          根據相關數據顯示從 2006 年以來,我國已經在國家電網的統一規劃下建設了充電站及換電站 5526 座,充電樁數量已達到 40000 多個,預計到 2020 年,由國家電網計劃建設的充電樁數量將達到 12 萬個。因此就目前實際情況的數據來看,我國的充電系統網絡幾乎是全球范圍內覆蓋面最大的。放眼國外,放眼全球,寶馬等汽車廠商聯合眾多汽車品牌也都在共同發展著汽車充電的互通互聯。

                          我們一心想讓電動汽車取得更加迅猛的發展,那么就一定離不開相應的電動汽車充電設施的支持,這兩者互相是彼此發展的強有力保障。電動汽車的發展一定程度上會帶領著充電設施的發展建設,同樣,充電設施的發展,會是電動汽車產業發展的堅強支持。

                          電動汽車充電設施得到了應有的發展才能促使電動汽車發展得更加磅礴。

                          各種政策和理論都要求汽車行業在向前邁步的同時又能做到環境保護,電動汽車的發展就變成了大勢所趨,而想要電動汽車繼續大力發展并且實現市場化,那么電動汽車的基礎充電設施建設就顯得至關重要了。電動汽車的發展與其充電設施的發展是環環相扣相輔相成的,充電設施發展的進步可以被電動汽車的發展所刺激,相反,充電設施有所發展才能保證電動汽車的順利發展。

                          通過分析比對國內國外關于電動汽車充電的不同方案和技術趨勢,從現有國家政策和全球發展前景出發,發現電動汽車充電設施的行業痛點所在。論文從整個充電系統出發思考,爭取為其做出更為優化的設計方案。同時考慮不同的電動汽車充電方式的特點,分析其在不同公共空間領域的設計區別,分類研究其充電系統的設計方案。

                          在筆者的文獻研究中發現,關于本論文課題方向的相關研究理論大多集中于工程技術領域及電氣和軟件模塊設計領域,而從工業設計角度出發的文獻研究相對較少。因此筆者在此論文中希望通過從工業設計的角度,為電動汽車充電設施的系統設計做出貢獻,提供研究依據。

                          公共空間汽車充電系統設計實現:

                        充電樁在停車場內的分布
                        充電樁在停車場內的分布

                        壁掛式充電樁效果圖
                        壁掛式充電樁效果圖

                        壁掛式充電樁三視圖
                        壁掛式充電樁三視圖

                        燈環&充電樁插口
                        燈環&充電樁插口

                        充電槍懸掛
                        充電槍懸掛

                        制動開關
                        制動開關

                        刷卡區
                        刷卡區

                        落地式充電樁效果圖
                        落地式充電樁效果圖

                        落地式充電樁
                        落地式充電樁

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                        目 錄

                          摘 要
                          ABSTRACT
                          第 1 章 緒 論
                            1.1 項目背景
                              1.1.1 電動汽車的發展前景
                              1.1.2 電動汽車充電設施的發展前景
                            1.2 項目研究的目的和意義
                            1.3 項目設計依據
                              1.3.1 研究方法
                              1.3.2 課題研究的現狀
                            1.4 文章視角和內容的創新
                          第 2 章 項目現有技術及設計分析
                            2.1 電動汽車充電技術
                              2.1.1 電動汽車及汽車電池的發展
                              2.1.2 電動汽車的充電設施及充電方式
                              2.1.3 電動汽車的充電模式
                              2.1.4 電動汽車的充電需求
                            2.2 電動汽車充電設施的技術發展
                              2.2.1 電動汽車充電設施的分類及發展
                              2.2.2 電動汽車充電設施的技術要求及標準
                            2.3 不同公共空間中的汽車充電分析
                          第 3 章 國內外汽車充電發展現狀及優秀案例分析比較
                            3.1 國內外電動汽車充電設施的發展
                            3.2 目前市面上汽車充電技術發展現狀
                            3.3 優秀案例分析
                            3.4 用戶調查和電話訪問
                            3.5 現存矛盾與由此引發的設計點
                            3.6 比較總結
                          第 4 章 電動汽車充電系統服務藍圖分析
                            4.1 泊車充電服務分析
                            4.2 更換電池組服務分析
                            4.3 行駛充電服務分析
                          第 5 章 項目定位與設計方案
                            5.1 項目定位
                              5.1.1 設計原則與策略
                              5.1.2 服務模式
                            5.2 公共空間汽車充電樁的設計
                              5.2.1 建立場景
                              5.2.2 概念設計
                              5.2.3 設計模型
                            5.3 APP 設計
                              5.3.1 APP 概念設計完善
                              5.3.2 APP 服務界面改良
                          結 論
                          參 考 文 獻

                          相關內容
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