《電子技術(shù)應(yīng)用》
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大眾集團(tuán)探索電動(dòng)汽車儲能的新商機(jī)

2020-03-24
來源:電子工程世界

  當(dāng)電動(dòng)汽車規(guī)模起來后,它的儲能量將非常巨大。正如Jost談到的那樣:“到2025年,我們的電動(dòng)汽車車隊(duì)將擁有350GWh(3.5億度電)的儲能能力。到2030年底,這個(gè)數(shù)字將增加到1TWh(10億度電)。這比世界上所有水力發(fā)電站目前產(chǎn)生的能量還要多。我們能保證該部分能量能夠被使用和儲存,這是一個(gè)新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。”

  大眾首席戰(zhàn)略官 Michael Jost透漏,集團(tuán)正在探索與電動(dòng)汽車儲能有關(guān)的新商機(jī)。大眾口中的新商機(jī)就是V2G——車輛到電網(wǎng)?!半妱?dòng)汽車可在供應(yīng)過剩時(shí)給電池充電,并在風(fēng)能和太陽能電力不足時(shí)將其返回給電網(wǎng),來穩(wěn)定電網(wǎng)?!?/p>

  從本質(zhì)上講,與充電相反,V2G技術(shù)允許電動(dòng)汽車將能量發(fā)送回電網(wǎng)。這通常會(huì)在需求量大的時(shí)候發(fā)生。理論上講,它使得未運(yùn)行狀態(tài)下的電動(dòng)汽車,將車載電池閑置的儲能通過充電樁輸送給電網(wǎng),可從峰谷差價(jià)中獲得額外的收益。由此電動(dòng)汽車從購買之后就可以化身為“會(huì)賺錢的汽車”。

  對于車企、消費(fèi)者、能源公司,V2G技術(shù)似乎可以帶來潛在的三贏結(jié)果。消費(fèi)者可以獲得報(bào)酬;大眾汽車可以借此推動(dòng)電動(dòng)汽車的銷售。而且,對于整車廠而言,它也可以成為一家能源公司;而能源公司可以通過編制外的“儲能電站”,解決用電峰谷問題,維穩(wěn)電力供應(yīng)。關(guān)于大眾具體打算怎么部署V2G技術(shù),何時(shí)可以將該功能加到大眾汽車的電動(dòng)汽車上,Jost沒有做進(jìn)一步解釋。

  隨著電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,整車廠在思考車輛與其他的互動(dòng),比如V2V(車輛對車輛),V2L(車輛作為移動(dòng)電源,對外放電)、V2H(車輛對住宅)以及V2G。在這些互動(dòng)應(yīng)用場景中,電動(dòng)汽車或作為大的“充電寶”,或作為小的“儲能站”,對外放電。要支持對外放電的互動(dòng)功能,整車上面需要配置雙向充電器以及相關(guān)的軟件。

  雙向逆變技術(shù)就是關(guān)鍵,也被視為未來OBC標(biāo)配的功能之一。它不僅使OBC將AC轉(zhuǎn)化為DC,從電網(wǎng)向動(dòng)力電池充電,同時(shí)也可以將電池的DC轉(zhuǎn)化為AC,為其他電動(dòng)汽車、用電設(shè)備、電網(wǎng)進(jìn)行充電?,F(xiàn)在,一些車企在整車上配置或測試雙向逆變充放電技術(shù)。

  國內(nèi)如比亞迪,2015年開始將雙向逆變技術(shù)應(yīng)用于旗下純電動(dòng)汽車和插混車,提供了220V的輸出接口,能在額定的功率范圍內(nèi)接通家用電器。

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  許多國家在加快布局V2G技術(shù)。2018年,國家發(fā)改委出臺《關(guān)于創(chuàng)新和完善促進(jìn)綠色發(fā)展價(jià)格機(jī)制的意見》,鼓勵(lì)電動(dòng)汽車提供儲能服務(wù),通過“峰谷”價(jià)差讓用戶獲得收益。去年年底發(fā)布的《新能源汽車發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》(征求意見稿),從政策角度再對V2G技術(shù)進(jìn)行了鼓勵(lì)?!霸诩訌?qiáng)新能源汽車與電網(wǎng)(V2G)能量互動(dòng)的同時(shí),采取措施促進(jìn)新能源汽車與可再生能源高效協(xié)同。如鼓勵(lì)“光儲充放”(分布式光伏-儲能系統(tǒng)-充放電)多功能綜合一體站建設(shè),推動(dòng)新能源汽車與氣象、可再生能源電力預(yù)測預(yù)報(bào)系統(tǒng)信息共享與融合,鼓勵(lì)地方開展V2G示范應(yīng)用等?!痹诘聡债a(chǎn)Leaf已成為第一款獲得德國監(jiān)管部門批準(zhǔn)、作為德國電網(wǎng)能源保障的電動(dòng)汽車。

  據(jù)Everoze和EVConsult在2018年10月發(fā)布的報(bào)告,全球有50余項(xiàng)V2G試點(diǎn)示范項(xiàng)目,主要集中在美國(16項(xiàng))、西歐(25項(xiàng))和日本、韓國和中國香港(共7項(xiàng))。但是,縱然國家推行,車企布局,V2G技術(shù)目前仍然被質(zhì)疑其可行性。問題之一在于,允許利用固定車輛的儲能會(huì)增加電池的壓力,而電池是車輛最昂貴的部件之一。誰將承擔(dān)更換電池的費(fèi)用以及應(yīng)如何付給車主參加V2G計(jì)劃的費(fèi)用呢?

  雙向充電器將電能反饋回電網(wǎng)時(shí),從DC到AC的轉(zhuǎn)換過程中的轉(zhuǎn)換損耗需要最小化。另外,將電動(dòng)汽車的儲能私自并入電網(wǎng),對于電網(wǎng)的負(fù)荷也是一種負(fù)擔(dān)。它會(huì)造成電網(wǎng)無法準(zhǔn)確根據(jù)需求調(diào)控發(fā)電量。因此,如何可控充電是重點(diǎn)。這些問題限制V2G技術(shù)的實(shí)際運(yùn)營可能性。但是,電動(dòng)汽車的發(fā)展已經(jīng)促成我們對電氣化、互聯(lián)化看法的改變。一些看上去天方夜譚的技術(shù),短期內(nèi)無法實(shí)現(xiàn),但長期或許就成為可能了。

  去年年初出現(xiàn)一則新聞,一輛特斯拉電動(dòng)汽車行駛途中突然沒電了。車主停車后,給4S店打電話求助。最后是一輛比亞迪唐利用自身的V2G技術(shù)來給特斯拉救急。特斯拉本身也在研究V2G技術(shù)。雖然2016年時(shí)馬斯克對V2G技術(shù)的反應(yīng)比較冷淡,此后也是專注于家庭儲能,但他在2018年表示,對在特斯拉汽車上重新使用車輛到電網(wǎng)技術(shù)持開放態(tài)度。對于特斯拉而言,家庭儲能可能將是它的V2G大計(jì)劃中的重要一環(huán)。

  特斯拉一直著重推行的名為Powerwall的家用儲能電池,起到的作用就是將電能存儲下來,用以應(yīng)對傍晚用電高峰或電網(wǎng)斷電。在與屋頂太陽能電池板集成后,它可以在白天充電,在晚上滿足家庭用電。光電、風(fēng)電波動(dòng)較大,無法直接接入電網(wǎng),因此一般會(huì)被先收入儲能站中,再發(fā)揮它的價(jià)值。

  除了比亞迪、特斯拉之外,日產(chǎn)、本田等車企也在測試V2G技術(shù)。日產(chǎn)Leaf可通過“Leaf-to-Home”雙向充電系統(tǒng),將電動(dòng)車的多余電量輸入至家用或商業(yè)電網(wǎng)。電力互動(dòng),是整車廠思考著的電動(dòng)汽車另一層面的互聯(lián)。


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