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电动汽车双向充电再站风口

日期:2021-03-17    来源:中国汽车报网  作者:张冬梅

国际新能源网

2021
03/17
16:15
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关键词: 电动汽车 特斯拉 得州电力

电动汽车双向充电一直是汽车行业人士探讨的发展方向之一,尤其是当意外的灾难或突发事件来临,电力供应中断时,车辆到电网(V2G)技术的作用更为凸显。今年2月,席卷半个美国的极寒天气导致整个中部地区遭遇前所未有的大范围停电,得克萨斯州尤为严重。得州电力供应危机让人们再次思考电力负荷和电网的脆弱性,电动汽车双向充电的可行性也成为讨论的热门话题。

目前,电动汽车双向充电还处于探索和测试阶段,尚未大规模应用,而一些企业已经开启测试或为旗下车型内置双向充电功能,例如日产、三菱、本田、雷诺等。

电动化导致电力需求快速增长

生活在高度工业化时代的人们,对于电力的依赖度之高可谓是前所未有,美国得州和加州的居民对此深有体会。今年2月,一场罕见的冬季风暴侵袭得州,造成部分地区路面结冰、道路被封以及大面积停电,得州一度进入“电力紧急状态三级警报”,用电紧张下各地轮流拉闸限电。同样,去年8月,极端高温导致加州电力负荷需求攀升,出现电力短缺现象,多地轮流断电。美国这些州大规模的停电反映了现有电网还存在着很大的不足,尤其考虑到电动汽车开始大规模涌入市场,无疑会增加电力基础设施的负荷,电网需要为此早做准备。

“如果政府和汽车行业继续加速推进电动化,那么将有大量电动汽车出现在得州和其他地区的道路上。电动汽车会给电网带来大量负荷,一旦再出现极端天气或突发事件,那么对于电网来说可能是一场灾难。”美国费马塔能源公司首席执行官大卫·斯卢茨基表示。

事实上,随着电动汽车逐步普及,汽车及能源行业、政策制定者、能源公司等已经在为电动汽车充电导致耗电量增加做准备。特斯拉首席执行官马斯克认为,电动汽车的推广将导致全球电力消耗翻倍,可持续能源需求也将随之增加。

“总体而言,美国的用电量在不断攀升,而电动汽车将明显加速这一趋势,因为它们充电时需要大量能源。”美国非营利智库——未来出行委员会执行董事艾莉森·马利克认为,“得州电力危机是一个非常好的警醒。比推广电动汽车更重要的是,我们需要重新思考和规划我们的电网,以响应快速增长的电力需求。”

V2G技术或可实现充电免费

如果能找到一种方式在电力使用高峰期不增加负荷,并将电力回流至电网,那电动汽车对于电网来说大有裨益,这正是业内正在尝试的V2G技术。

事实上,已经有一些车企将双向充电功能集成到自家的电动汽车中,例如日产、三菱汽车,以及美国电动汽车初创公司Lucid等。多年来,日产一直试图将汽车与能源系统连接起来,一方面,在灾难或意外导致电网断电的情况下,电动汽车可以为家庭和企业供电;另一方面,电动汽车可以将自身储备的电力输送回电网,从而减少高峰时段的电网负荷。2017年日产推出新一代聆风纯电动车时,为其内置了双向充电功能。

美国费马塔能源公司已经推出了一些双向充电设备产品,可以将存储在电动汽车电池中的能量转移回电网;将车辆作为储能工具,则可以增加电网的稳定性,更经济有效。不过,美国落基山研究所无碳出行项目常务董事布雷塔·格罗斯指出,V2G技术在管理和优化电动汽车充电时间和方式方面仍有很多工作要做,同时也要考虑到电网的容量和负荷。例如,在波谷,而非波峰时段进行智能充电是电动汽车和电网双赢的关键。“电动汽车是电网中最大、最智能、最灵活的负载。”格罗斯说,“因为电动汽车可以被编程,在合适的时间段充电既有利于其本身,也有利于电网。”

斯卢茨基表示,大部分汽车在大多数时间处于停放状态,这意味着实际上有很多储能可以用来支持电网。“这是一个很有意思的生态系统,我们可以构建一个更稳定、更有弹性的电网,个体可以自主决定车辆充放电的时间,而电力公司为回流到电网的电量埋单,这样一来,使用电动汽车会更划算。”他说。理论上来讲,这意味着电动汽车可从峰谷差价中获得额外收益。

的确,不少车企以及充电桩公司都十分看好V2G技术,未来或许可以通过该技术实现电动汽车免费充电。车主可选择在电价低时从电网购电,电价高时向电网售电,从中获得一定收益,实现充电免费,甚至获利。

电动汽车充当应急移动电源

目前,市面上已有一些具备双向充电功能的车辆,日产聆风就是典型的例子。此外,在此次得州电力危机中,2021年款福特F-150混合动力皮卡的车主惊喜地发现,可以使用该车给家庭供电,因为新车配备了PowerBoost车载发电机。

按照福特方面的说法,混动版F-150的车载发电机“让卡车可以充当移动的发电机”,它最高可以产生7.2kW的电力。美国休斯敦地区居民兰迪·琼斯在寒潮来临数周前购入了一辆混动版F-150,原因之一就是上述功能,因为他所在地区经常会因为飓风和其他极端天气而遭遇停电。当2月中旬的一个夜晚再次发生大面积停电时,琼斯想到了自家的这辆车,于是在车载发电机上接了一根电源延长线到家里,让家里的电器运转起来。F-150的车载发电机为琼斯家提供了3天的电力,直到供电恢复为止,期间他还帮助邻居为手机和笔记本电脑充电。

无独有偶,家住得州科尔维尔市的杰瑞·霍尔也在今年1月底购买了一辆混动版F-150,并表示购买这辆车的主要原因就是它配装了车载发电机,去年得州由于糟糕的天气多次停电,因此他决定购买带有发电功能的汽车。在北美福特F-150车主的论坛上,很多车主也分享了相似的经历。

事实上,汽车业对于双向充电的探索,最早的契机之一就是2011年的日本大地震。当时这场地震引发海啸,导致大面积停电,之后日本能源供应商和各大车企一直在寻找降低灾后风险的解决方案,其中一个解决方案就是将电动汽车打造为应急电源。2016年日本熊本县发生7.0级强烈地震后,三菱的电动汽车就为部分社区供电。2017年,日产开始推广电动汽车作为移动的备用电源。2019年,日产聆风获得德国监管部门批准,成为第一款为德国电网提供能源保障的电动汽车。

多家车企推出试点项目

斯卢茨基表示,双向充电在技术层面上并不复杂,车辆可能需要进行轻微的软件升级,并配备适当的充电器。不过,他补充道:“真正的问题是,主机厂必须决定他们是否愿意使用这种技术。他们是否想让电池进入电网或为建筑物供电?”

目前,不少车企已经开始对V2G技术展开测试。雷诺于2019年在欧洲推出V2G试点项目,由ZOE纯电动车组成的车队来“反哺”电网。在2020年疫情防控期间,菲亚特克莱斯勒(FCA)宣布在其意大利工厂启动V2G试点项目,旨在实现FCA旗下纯电动汽车与电网之间的双向交互,初期将64辆电动汽车连接到电网,而到2021年底,这一数字将增至700辆。

大众集团也在推进V2G技术的研发,集团首席战略官迈克尔·约斯特曾在2020年初透露,集团正在探索与电动汽车储能有关的新商机。“电动汽车可在电力供应过剩时给电池充电,并在风能和太阳能电力不足时将其返回给电网,来稳定电网。”他说。马斯克也曾向媒体表示:“可以反哺电网的V2G技术正在重新回到各家车企的视野中,特斯拉正在考虑重新推出这一功能。”据了解,特斯拉正在为旗下主力车型Model 3和Model Y做好V2G双向充电的技术准备。

随着电动汽车保有量规模持续攀升,未来它的储能将非常巨大。对于车企来说,这是一个全新的业务领域。虽然V2G技术当前依然遭到不少质疑,也有人担心这可能会对电池造成损害,但面对庞大的电动汽车市场,车企不愿放弃挖掘任何领域的潜力和商机。对于普通消费者而言,不管是充当巨型移动电源,还是未来实现充电免费,能够双向充电的电动汽车都是非常具有吸引力的。


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