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智能电动车双向充电渐成主流

发布时间:2024-02-07 19:25人气:

  当电动汽车向电网送电(V2G)技术尚处于应用示范阶段之时,单车智能的双向充电已逐渐成为智能电动时代电动车的“标配”。

  通用汽车于近期宣布启动一项新的能源业务,并推出UltiumHome和UltiumCommercial两项新业务,与现有UltiumCharge360相结合,组成名为“GMEnergy”的新部门。未来该部门的产品和服务将包括:双向充电、车载到家庭(V2H)和车载到电网(V2G)应用、固定电力存储、太阳能产品、微电网解决方案、氢燃料电池等。

  “通用推出的计划与特斯拉的Powerwall相似,都是由电动车在停驶或停电期间为家庭供电。”在行业人士看来,尽管通用的计划并无新意,但这一由主机厂发起的分布式的点对点的储能/供能技术的应用,正蕴育着V2G的无限可能。“在政策扶持下,V2G有望进入快速发展期。”

  就在通用汽车官宣这一计划的前二天,其美国“同乡”福特汽车CEO吉姆法利(JimFarley)在社交平台上晒出了一组佛罗里达州福特车主用福特电动皮卡F-150向家庭供电用以照明、冰箱等运行的照片,并且配文称,“在飓风之后的停电期间,我们看到使用卡车(皮卡)作为电源的人数增加了127%。”

  北美频发的飓风、暴风雪等自然灾害导致大规模的停电,促使福特在其旗下部分电气化车型上搭载了外部供电系统福特ProPowerOnboard。这一系统与通用最新启动的UltiumHome和UltiumCommercial有异曲同工之妙,即,均可实现由电动车向家庭或商业设施反向充电。

  尽管出发点不同,远在大西洋彼岸的沃尔沃汽车也在10月19日宣布其全新纯电旗舰SUVVOLVOEX90车型将引入双向充电功能。不仅如此,沃尔沃汽车的下一代纯电车型还将配备超过100千瓦时的更高容量电池,从而满足用户更个性化的生活所需,将智能充电体验提升至一个全新的高度。

  按照沃尔沃的计划,其将在于特定市场和地区,提供双向充电功能客户服务包,包括壁挂式充电盒和家庭能源管理系统。家庭能源管理系统能够将电动汽车、壁挂式充电盒和家用电表连接在一起,同时还将连接到云端和沃尔沃汽车App。借助沃尔沃汽车APP中的智能充电功能,用户能够更灵活地管理电池电量并按需充电。

  “双向充电功能将大大拓展车辆电池的应用场景,比如用户能够选择在非高峰时段充电,而在高峰时段为家中供电,亦或是在假期里给帐篷取暖或者为露营炊具供电,甚至能给另一辆沃尔沃电动车分享电能。”沃尔沃表示,其目前正在研究和探索更多的应用方案,旨在为用户提供更丰富的电动生活体验。

  不仅在海外,反向充电技术在国内市场也正得以广泛应用。除已较为普遍实现的为冰箱、电磁炉等小电器充电的应用场景外,包括比亚迪、华为等在内的主机厂和供应商,此前均公布了电动车之间相互补电的专利,进一步扩大了双向充电的应用场景。

  在更高层面和更大范围内,双向充电技术应用的最大场景并不仅在于提升电动化的生活体验,而是关系到电网安全。

  “中国是全球电动汽车最大市场,随着电动汽车保有量的快速攀升,车辆充电带来的电网供电压力将进一步增加。”中国汽车技术研究中心在最新研究报告中表示,在V2G双向充电技术运用下,可以达到减缓电网压力、节省充电成本、助力电网智能化转型等优势。

  自2020年以来,国家出台了多项汽车产业相关政策,提及发展V2G。其中包括:2020年11月,国务院印发《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》,鼓励加强新能源汽车与电网能量互动;2022年6月国家发改委等九部门共同印发《“十四五”可再生能源发展规划》。2025年,可再生能源年发电量达到3.3万亿千瓦时左右。2025年,全国可再生能源电力非水电消纳责任权重达到18%左右。

  9月26日,在国家发改委重大基础设施建设新闻发布会上,国家能源局规划司副司长宋雯表示,将加大新型电力基础设施建设力度。宋雯提到,将优化充电基础设施布局,推动新能源汽车与电力系统融合发展,鼓励开展有序充电、电动汽车向电网送电(V2G)等技术应用示范。

  “电动车的电池动力系统本质上就是一套储能系统。”在中国科学院院士欧阳明高看来,从传统电力系统与新能源电力系统的比较看,传统电力系统是发电厂将一次能源转换成电能,经过输电、变电、配电到最终电力用户,从而完成电能从生产到使用的全过程。在此过程中的能量传输是从集中式发电端到用电端的单向流动,具有“源随荷动”的基本特点;而新能源电力系统中的光伏、风机发电是随时间、季节变化的,同时用电负荷也是变化的,这就要求“源-网-荷-储”之间可以进行灵活的互动调控。“因此,为应对新能源发电的间歇性和波动性,保障电网稳定运行,配置储能系统必不可少。”

  据公安部数据,截至今年9月底,全国新能源汽车保有量达1149万辆,占汽车保有量的3.65%。其中,纯电动汽车保有量926万辆,占新能源汽车总量的80.56%。

  “现有新能源汽车是低成本、高安全性的可再生能源电力消纳渠道,可通过V2G实现新能源汽车与电网互动,消纳可再生能源发电。”中汽中心研报认为。

  早在2020年6月,造车新势力代表之一的威马汽车便已通过全项V2G的车、桩实测及道路测试,率先实现V2G技术落地应用,成为首家落地应用V2G技术的新造车企业。此外,作为已落地建成的商业运营示范点,长城汽车成为国内首个量产搭接V2G技术的企业,目前正在利用运营补贴模式进行商业化探索。

  “我国电力交易市场市场仍处于建设期,包括定价规则在内的配套机制不健全甚至缺失,导致V2G短期内看不到成熟的商业化模式。”远景能源智能电网首席科学家刘广一表示。而在技术层面,中汽中心认为相对于其他电力储能,电动汽车V2G的难点不在于将车辆电能反向供给电网的技术本身,而是其较为分散,和多次循环充放电对电池衰减等性能的影响。

  针对车网互动中电力市场改革的问题,中国工程院院士江亿表示,电价机制极其复杂,涉及范围广、改革难度大,短时间内难见成效。但在电动汽车快速发展和车网互动模式探索的背景下,可以通过建立电网动态碳排放责任因子的方法来代替动态电价机制。激励用电终端进行柔性用电。例如以京津冀等区域为地域尺度、以每15分钟为时间尺度,实时颁布动态碳排放责任因子,充电桩以这一因子为依据,选择低碳时充电,高碳时放电,从而协助电网削峰填谷。在实现双碳目标的背景下,碳排放量可作为与电价同时并存的激励和调节工具。

  “车网互动的最优解是电网-建筑配电网-电动汽车的方式,即电动汽车通过充电桩接入到建筑配电网中,从建筑配电网取电为充电桩充电,并在需要的时候向建筑配电网放电。”在江亿看来,只要一天内通过充电桩与建筑配网连接的时间足够长,就应该实行免费充电、免费放电,减小车网互动与电力交易涉及的计费难度,使实际操作简单易行。

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