工業(yè)企業(yè)和電力生產(chǎn)企業(yè)正在密切合作，努力將電動交通愿景變成現(xiàn)實。除汽車工程之外,，合作的焦點是實現(xiàn)汽車、電網(wǎng)以及用于儲蓄和雙向輸送利用可再生能源生產(chǎn)的電力技術(shù)之間的協(xié)調(diào),。

章明 1 3 2 1 7 4 3 0 0 1 3

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當西風(fēng)吹起,，北海洶涌的波濤開始拍打日德蘭半島岸邊的沙丘,，丹麥海岸上數(shù)以千計的風(fēng)車開始轉(zhuǎn)動起來。如今,，丹麥20%的電力來自風(fēng)力發(fā)電,，堪稱風(fēng)電領(lǐng)域的全球翹楚。到2025年,，這個數(shù)字將增至50%,。然而，當風(fēng)力過大,，風(fēng)電機組生產(chǎn)的電力超出丹麥電網(wǎng)的承受能力時,，如此高比例的可再生能源發(fā)電帶來的好處，卻被蒙上了一層陰影,。如今,，丹麥的電力公司必須將這部分多余的電力輸送至鄰國，并且要為此支付一定的費用,。

因此,，無怪乎丹麥成為開發(fā)用于儲存過量電力的蓄電技術(shù)的先驅(qū)，而研究人員的目光則主要集中在電動汽車所使用的電池上,。他們目前的計劃是,，在十年之內(nèi)，讓全國十分之一的汽車采用風(fēng)電驅(qū)動,。盡管,，考慮到如今的歐洲街頭幾乎看不到任何電動汽車，這個目標聽上去有點離譜,，但是,，丹麥正在通過開展一系列計劃，快速邁向電動交通,。其中,，西門子作為兩個領(lǐng)域——將電動汽車連接至電網(wǎng)和汽車工程——的開發(fā)合作伙伴，對此提供了鼎力支持,。

通往氣候峰會之路,。例如，與專門打造定制汽車的德國企業(yè)Ruf公司一道,，西門子將在2009年12月在丹麥哥本哈根召開的聯(lián)合國氣候峰會上,，展示三款電力驅(qū)動運動型多功能汽車（SUV）。這三款汽車均采用了保時捷卡宴底盤,，裝配一套集成式充電系統(tǒng),，可以在任何230~380伏電源插座上進行充電。一種用于這個目的的插頭已經(jīng)實現(xiàn)標準化。充電時間主要取決于電源插座的輸出功率,。開發(fā)人員預(yù)計,，初始充電量約為10千瓦（kW），在中期階段,，充電量*高可達43千瓦,，也就是說充電時間為20分鐘到兩個小時。這些電動汽車通過位于油箱門下方的電力接頭進行充電,。

2009年春季,，在瑞士舉辦的日內(nèi)瓦車展上，Ruf公司和西門子聯(lián)袂展出了由保時捷997 Targa車型改裝而成的電動汽車eRuf Greenster,。這輛電動汽車的功率為270千瓦,，*高時速達250公里，具有很高的扭矩和杰出的啟動加速能力,。與需要過一段時間才能達到其*高動力的燃燒引擎不同的是,，電動電機可以立即釋放其全部威力。

西門子與Ruf聯(lián)袂打造的Greenster車型,，不僅展示了電動汽車的獨特魅力,。當用作連接至電網(wǎng)的蓄電裝置時，Greenster還能利用其電池賺錢,。

Greenster是一輛具有先鋒意義的電動汽車,，淋漓盡致地詮釋了電動交通的獨特魅力。然而,，由于這款車型的開發(fā)時間只有短短三個月,，因此，其各個組件并非全新設(shè)計,，而是利用了市場上現(xiàn)有的標準組件,。西門子中央研究院（CT）電動交通團隊負責(zé)人Gernot Spiegelberg博士說：“已經(jīng)計劃研發(fā)的新一代Greenster II車型，將采用**美搭配的組件,?！边@些組件包括，快速充電裝置以及專門針對電池管理,、電機控制和充電電子系統(tǒng)等而精心設(shè)計的組件,。Greenster II車型將于2010年底設(shè)計完成。

標準化充電,。在聯(lián)合國氣候峰會期間,，這三款SUV將采用風(fēng)力發(fā)電提供的電力，在會議中心與機場之間,，提供通勤服務(wù),。每輛SUV可以運送4名乘客及行李,。這里所提出的概念包含了西門子提供的,、用于與電動汽車的電子系統(tǒng)進行通信的“電力泵”,。這是實現(xiàn)電動交通所要解決的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。不僅僅是丹麥,，全球各地都面臨著這個問題,。說到底，開車的人希望可以在任何地方為其電動汽車充電,，不論是在車庫,、超市，還是在公司停車場,。通過類似于收取手機話費的方式,，充電服務(wù)提供者可以對使用的電力按量收費。然而,，這樣的系統(tǒng)要求可靠地識別車輛,，并在車載電子系統(tǒng)與充電泵之間進行數(shù)據(jù)交換。通過與電力供應(yīng)商RWE聯(lián)合開展的一個項目,，西門子即將在德國安裝40座充電站,，其中20座充電站計劃建在柏林。此外,，在西門子的協(xié)助下,，目前RWE正在德國舉行Greenster巡展。2009年9月在法蘭克福舉辦的IAA國際車展期間,，Greenster同樣引起了轟動,。

Gernot Spiegelberg教授（右圖）。西門子與Ruf聯(lián)袂打造的Greenster車型,，不僅展示了電動汽車的獨特魅力,。當用作連接至電網(wǎng)的蓄電裝置時，Greenster還能利用其電池賺錢,。

西門子不斷加大汽車工程和用于將電動汽車連接至電網(wǎng)系統(tǒng)的研發(fā)力度,，目的是全面推動電動交通的發(fā)展。其成果包括Greenster和SUV,，以及負責(zé)充電過程和電動汽車與電網(wǎng)之間通信的系統(tǒng),。Spiegelberg將這兩個領(lǐng)域稱為“車內(nèi)”和“車外”。他說：“我們組建了一支涉及電動交通方方面面的團隊,?！背鏖T子中央研究院的研究人員之外，這支團隊的成員還包括來自西門子能源和西門子工業(yè)的專家,。這些專家的加盟是因為,，未來的電動交通涉及的不僅僅是車輛本身,。當電動汽車大規(guī)模面市后，電網(wǎng)必須相應(yīng)升級,。例如,，有必要在諸如市中心停車庫和體育場等公共場所，安裝可以滿足電動汽車的全部充電要求的系統(tǒng),。每50輛電動汽車就需要一臺配備了開關(guān)設(shè)備的配電變壓器,。這就意味著，必須通過中壓開關(guān),，連接數(shù)十臺這樣的變壓器,。在一個地方停放數(shù)以千計的電動汽車需要大型設(shè)施，并且這些設(shè)施必須安裝在地下室或單獨的建筑物中,。要知道,，如果一萬輛電動汽車同時充電，每輛車需要20千瓦電力,，那么電網(wǎng)總共要提供200兆瓦的電能,，這相當于一座中型發(fā)電廠的產(chǎn)電量。

車載電池,。目前,，“車內(nèi)”和“車外”領(lǐng)域的電力專家，正在參與丹麥的EDISON項目,。EDISON是“利用可持續(xù)發(fā)展能源的分布式和一體化市場以及開放式電網(wǎng)上的電動汽車（Electric vehicles in a Distributed and Integrated market using Sustainable energy and Open Network）”的英文首字母縮寫,。EDISON是全球*個，同時也是涵蓋*為廣泛的同類項目,，允許利用風(fēng)力發(fā)電提供的波動的電力,，為大量電動汽車充電。該項目計劃在兩年內(nèi),，開發(fā)出面向電動汽車和電網(wǎng)的相關(guān)技術(shù),，并將其投入使用。

該項目計劃于2011年,，在位于波羅的海的丹麥島嶼Bornholm上,，開展實地測試。屆時將通過公共電網(wǎng),，利用風(fēng)力發(fā)電提供的電力,，為測試車輛充電。當用電量增加時,，停放的車輛可以將電力饋回電網(wǎng),。丹麥人希望，依托數(shù)千輛電動汽車抵消風(fēng)力發(fā)電的波動,。電動汽車及其電池可以提供額外的蓄電容量,，不需要使用單獨的蓄電裝置來彌補電量的波動,，因此，EDISON將專注于實現(xiàn)從電網(wǎng)為電動汽車充電,，以及從電動汽車向電網(wǎng)輸送電力的雙向電力傳輸,。結(jié)果將是驚人的。例如,，如果有20萬輛額定功率為40千瓦的電動汽車連接至電網(wǎng),，那么，這些電動汽車可以在很短的時間內(nèi)提供高達80億瓦的電能,，超過了德國全國的用電總量。也就是說,，它們可以很好地緩解用電高峰時段的電網(wǎng)壓力,。

除西門子之外，EDISON的合作伙伴包括,，丹麥科技大學(xué)（DTU）及其Ris?-DTU研究中心,、丹麥的Dong Energy和?stkraft電力公司、Eurisco研發(fā)中心以及IBM,。在EDISON項目中,，不同的工作組負責(zé)開發(fā)實現(xiàn)電動交通所需的各種技術(shù)。其中,，西門子主要負責(zé)快速充電和電池更換系統(tǒng),。西門子能源的EDISON項目負責(zé)人Sven Holthusen表示，“西門子的業(yè)務(wù)組合已經(jīng)包含了許多相關(guān)組件,，現(xiàn)在我們正在對這些組件進行相應(yīng)的調(diào)整和改造,。”

被污染的電網(wǎng),？Holthusen的任務(wù)之一,，是研究當每天有數(shù)百萬輛電動汽車不斷地進入后離開電網(wǎng)時，會對電網(wǎng)造成什么樣的影響,。因此,，他在配備專用電網(wǎng)的Ris?研究中心開展自己的研究。他解釋說,，“這能讓我們在小范圍內(nèi)監(jiān)視這種情況的影響,。”

在這種情況下,，如果當電池連接至50赫茲電網(wǎng)時發(fā)生了諧波,，那么事情會變得尤為棘手，因為諧波會產(chǎn)生共振并擾亂電網(wǎng)頻率,。如果形成了較大的波形,，這種被稱為“電網(wǎng)質(zhì)量污染”的干擾,，會影響整個網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運行。

目前還沒有能夠解決這個問題的成熟辦法,，不過Holthusen正在努力尋找解決之道,。在測試中，他連接了多達15個重300公斤,、蓄電容量為25千瓦的電池,。比較而言，一輛中檔汽車行駛100公里需要約18千瓦電力,。然后,，Holthusen利用軟件來測量電池對電網(wǎng)的影響，并努力減輕這種連接造成的結(jié)果,。

實現(xiàn)電動交通的另一個主要障礙是,，電池充電所需的時間?？紤]到這一點,，Holthusen和他的同事正在研究一種可支持高壓、高電流電源（初步定為400伏,、63安培）的快速充電技術(shù),。Holthusen所用的方法是切實可行的，因為在歐洲,，許多家庭的地下室或其他儲物間都有用于電爐和其他電器的400伏電源,。

Holthusen說：“然而，為了弄清這項技術(shù)的潛力,，我們開展了進一步的測試,。”具體而言,，他希望將充電功率提高至300千瓦,，以便在6分鐘內(nèi)完成電池充電。這樣,，電動汽車就可以像常規(guī)汽車一樣隨時可用了,。

具備這種快速充電能力的鋰電池，有望在不久的將來投放市場,。然而,，如果要在短短三分鐘內(nèi)完成電動汽車充電，必須開發(fā)新的電池技術(shù),。

當然,，西門子不僅僅在丹麥開展了測試活動。在德國,，西門子的研究人員也積極參與了Harz.EE.mobility計劃,。該計劃旨在找到利用分布式風(fēng)力發(fā)電,、太陽能發(fā)電和沼氣發(fā)電等系統(tǒng)，更好地為電網(wǎng)輸送電力的方法,。

德國Harz地區(qū)的三個行政區(qū)參與了這個計劃,。這個計劃的目的是，想辦法將電動汽車融入這個系統(tǒng),。在這方面,，西門子將提供用于將電動汽車集成到智能電網(wǎng)中的電力管理系統(tǒng)以及相關(guān)通信系統(tǒng)。

此外,，位于慕尼黑的西門子中央研究院實驗室的研究人員正在分析電子組件,，特別是用于雙向充電和放電的電子組件。西門子中央研究院的科學(xué)家想用測試設(shè)備來模擬多種不同的負荷情況,。

Spiegelberg的團隊中負責(zé)開發(fā)雙向測試設(shè)備的Karl-Josef Kuhn表示,，“首先，我們要測試單獨的傳動系統(tǒng),，然后測試整車。之后,，我們會將電動汽車連接至西門子能源提供的模擬電網(wǎng),。”通過這些測試,，可以找到將電動汽車平穩(wěn)連接至電網(wǎng)的方法,。

雙電機概念。當SUV正準備在哥本哈根峰會上執(zhí)行它們的任務(wù)時,，Kuhn和他的同事正在測試Greenster II的新的傳動系統(tǒng),。Greenster II是2009年3月推出的Greenster I車型的小兄弟。Greenster I是一輛概念車,，而Greenster II則將是世界上**款小批量生產(chǎn)的保時捷電動汽車,。

關(guān)鍵組件是后橋雙電機。盡管Greenster I配備了一個相當大的中央電機,，Greenster II卻在距離后輪相對較近的位置,，安裝了兩個小型傳動裝置，用于分別驅(qū)動兩只后輪,。通常,，電機輸出的強大動力是經(jīng)由差速器直達輪胎，但這種結(jié)構(gòu)不適合快速轉(zhuǎn)彎操作,。

然而,，雙電機概念采用了一個電子控制系統(tǒng)，以確保向在轉(zhuǎn)彎過程中承受不同負荷的左輪和右輪,，施以*適當?shù)耐七M力,。歸功于這種被專家稱為“扭矩矢量分配”的原理,，即使在極端情況下，駕駛者也能很好地操控車輛,。

中央電機提供的所有動力必須經(jīng)由一個笨重的差動器,，傳遞至車輪，并且差動器會增加車身重量,。而采用雙電機設(shè)計,，只需要借助一個智能控制裝置，就可以通過通信線路,，向單獨的電子電機發(fā)送指令,。Kuhn和他的同事現(xiàn)在正在研究電子差動器的工作方式。Kuhn說：“不僅在‘車外’領(lǐng)域,，我們還有很多工作要做,。電子傳動系統(tǒng)本身也是高度復(fù)雜的?！比绻败噧?nèi)”方面的工作一切順利,，將于2010年對完整的Greenster II進行連接至電網(wǎng)的測試。

在Spiegelberg看來,，接下來將要發(fā)生的事是顯而易見的,。他說：“今后幾年的發(fā)展趨勢是，電動汽車的每個車輪都將配備專門的小型傳動裝置,?！边@些電機將負責(zé)回收制動能量，并且無需使用大型中央電機以及傳動軸和主動軸,，因而騰出了更多空間,。

此外，僅僅安裝在主動軸上不同的是,，電子組件可以安裝在車身中的任何位置,，而不一定要安裝在靠近電子電機的位置。這為設(shè)計者開辟了全新的創(chuàng)意空間,，例如,，將電子組件安裝在車輪側(cè)面。此外,，通過拆除中間副儀表板的中控臺和安裝活動折疊式座椅,，還可以改善大型多人乘用車輛的進出。

總之,，設(shè)計人員可以完全重新設(shè)計車輛的內(nèi)部結(jié)構(gòu),，甚至提高車輛的安全性。例如，采用操作桿或控制桿替代堅硬的轉(zhuǎn)向管柱和踏板來操控車輛,；還可以設(shè)計嶄新的功能,。事實上，我們甚至無法想象,，電動交通將會引發(fā)怎樣的革命,。