新能源汽車產(chǎn)業(yè)是我國“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)落實(shí)的重要戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。充電基礎(chǔ)設(shè)施又是新能源汽車用戶綠色出行的重要保障，是促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展、推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重要支撐。新能源汽車作為一種新興的負(fù)荷形式，其負(fù)荷充電帶來的隨機(jī)性會(huì)給區(qū)域配網(wǎng)造成一定負(fù)面影響，且固定的充電樁位難以保證大量電動(dòng)汽車車主迅速完成充電。因此加速建設(shè)便利、高效、超前的集中式充換電站、公用智慧能源系統(tǒng)顯得尤為重要。
       為此合肥工業(yè)大學(xué)電氣學(xué)院蓄日能源團(tuán)隊(duì)提出了半小時(shí)充電圈-新能源汽車光儲(chǔ)充分布式智慧能源系統(tǒng)，充電設(shè)施服務(wù)實(shí)現(xiàn)半小時(shí)車程全覆蓋，充電站為傳統(tǒng)停車棚＋新興分布式能源光伏發(fā)電系統(tǒng)+快速無線充電技術(shù)、儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)合，輔以能量管理系統(tǒng)進(jìn)行電能調(diào)度與管理的綜合能源系統(tǒng)，既能實(shí)現(xiàn)此方案既能光伏資源就地消納，減少充電站與配網(wǎng)簡單連接對(duì)配電網(wǎng)造成的沖擊影響，又提高了可再生能源的滲透率，還能安全、高效、降損地電動(dòng)汽車充電。
       2022年12月合肥工業(yè)大學(xué)電氣學(xué)院蓄日能源團(tuán)隊(duì)通過建設(shè)模擬仿真利用光伏發(fā)電板，將太陽能輻射轉(zhuǎn)化為直流電能，并通過光伏逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，再輸入到儲(chǔ)能系統(tǒng)中進(jìn)行儲(chǔ)存。其中儲(chǔ)能系統(tǒng)由磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)和超級(jí)電容緩沖儲(chǔ)能系統(tǒng)兩部分組成，可根據(jù)需要及時(shí)輸出儲(chǔ)能的電能以供充電使用。利用無線充電，通過電磁感應(yīng)原理，使無線充電設(shè)備產(chǎn)生的電磁波與電動(dòng)汽車內(nèi)部線圈感應(yīng)，實(shí)現(xiàn)安全高效充電。
      團(tuán)隊(duì)利用新興分布式能源光伏發(fā)電系統(tǒng)，通過合理控制器件形態(tài)——采用拋物線式設(shè)計(jì)，在光能提供基礎(chǔ)不變的情況下，提高對(duì)應(yīng)有光能的最大化利用。另一方面采用的新型鈣鈦礦疊層太陽能電池理論光電轉(zhuǎn)化率可達(dá)到40%，在材料成本增長不大的情況下顯著提升電池效率，最大限度實(shí)現(xiàn)光能轉(zhuǎn)化，有助于節(jié)能減排。
        另一方面團(tuán)隊(duì)所采用的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)在夜間進(jìn)行儲(chǔ)能，充電高峰期間通過儲(chǔ)能電站和電網(wǎng)一同為充電站供電，既實(shí)現(xiàn)了削峰填谷，又能節(jié)省配電增容費(fèi)用，同時(shí)能有效解決新能源發(fā)電不穩(wěn)定等問題。儲(chǔ)能系統(tǒng)中采用的磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)和超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)，具有快速響應(yīng)、高效充放電的特點(diǎn)，可以在較短時(shí)間內(nèi)完成充放電等過程，并能提高儲(chǔ)能系統(tǒng)效率。
       團(tuán)隊(duì)為了提升系統(tǒng)的傳輸效率，設(shè)計(jì)了基于硅基或碳化硅器件的高效 AC-AC 變換器，減少系統(tǒng)變換器的級(jí)聯(lián)數(shù)，根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境與需求，選取原邊串聯(lián)副邊串聯(lián)電容的補(bǔ)償方式。應(yīng)用無線充電技術(shù)避免了出現(xiàn)插拔充電槍時(shí)容易出現(xiàn)接觸火花、機(jī)械磨損等安全問題。強(qiáng)電磁耦合機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了電能的快速、高效無線傳輸。保障了新能源汽車的充電速度，對(duì)于解決新能源汽車車主充電焦慮問題具有重要意義。
      團(tuán)隊(duì)研究的半小時(shí)充圈-新能源汽車光儲(chǔ)充分布式智慧能源系統(tǒng)，既可以實(shí)現(xiàn)光伏資源就地消納，減少充電站對(duì)配電網(wǎng)造成的沖擊影響，同時(shí)提高了清潔能源的利用率，還能在短時(shí)間內(nèi)為電動(dòng)汽車提供足夠充電能力，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。