一、電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)之間關(guān)系的現(xiàn)在

目前天然氣出租車(chē)的持續(xù)里程基本上150公里,在許多城市已經(jīng)普及多年。其成功經(jīng)驗(yàn)基本是兩點(diǎn):一是加氣站布局基本合理,能滿(mǎn)足出租車(chē)運(yùn)營(yíng)里程半徑的要求,二是加氣體的過(guò)程比較短,10分鐘基本可以完成。而目前的電動(dòng)出租車(chē)持續(xù)里程已經(jīng)超過(guò)200公里,卻推廣不起來(lái),與天然氣出租車(chē)相比,一是充電站布局不到位,二是充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。目前電動(dòng)汽車(chē)推廣應(yīng)用的瓶頸已經(jīng)前移到了充電站環(huán)節(jié)。于是提出換電模式,有被人們提起,而換電要解決的是,車(chē)載電能補(bǔ)充過(guò)程過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題,同樣面臨站點(diǎn)布局合理性的問(wèn)題。

電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)之間關(guān)系的現(xiàn)在是:電網(wǎng)單向給電動(dòng)汽車(chē)補(bǔ)充電能,基本方式有2種模式,一是電網(wǎng)給電動(dòng)汽車(chē)充電,目前充電模式處于主導(dǎo)地位;二是電網(wǎng)給電池充電到位,給電動(dòng)汽車(chē)換電。

二、電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)之間關(guān)系的未來(lái)

到2030年,中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)將實(shí)現(xiàn)8000萬(wàn)輛,未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)載電池可能作為智能電網(wǎng)中的移動(dòng)儲(chǔ)能單元,在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)段向電網(wǎng)傳輸電能,而在電網(wǎng)非高峰負(fù)荷時(shí)段電網(wǎng)又向其充電。于是未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)之間關(guān)系一定是互動(dòng)的關(guān)系,即車(chē)電互聯(lián)模式(vehicle to grid,簡(jiǎn)稱(chēng)V2G。V2G的概念最初是由美國(guó)能源專(zhuān)家Amory B Lovins于1995年提出的,隨后美國(guó)特拉華大學(xué)(University of Delaware)的Willett Kempton研究團(tuán)隊(duì)對(duì)其做了進(jìn)一步發(fā)展與實(shí)驗(yàn)論證,并在2007年10月成功將一輛電動(dòng)汽車(chē)接入電網(wǎng)并接受調(diào)度命令。一位科學(xué)家提出慨念,一位科學(xué)家進(jìn)行了實(shí)踐,為后來(lái)者提供研究樣本。

三、電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)模式的優(yōu)勢(shì)

V2G模式具有以下優(yōu)勢(shì):

①能為車(chē)主提供額外的收入。這個(gè)模式能為車(chē)主抵消購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)的部分花費(fèi),為免費(fèi)使用汽車(chē),提供了可行性。電動(dòng)汽車(chē)不再僅是代步打的工具,而是可以賺錢(qián)的手段。

②電動(dòng)車(chē)電池可以為電網(wǎng)提供輔助服務(wù)。作為電網(wǎng)的緩沖,如調(diào)峰或調(diào)頻,增加電網(wǎng)穩(wěn)定性和可靠性,可以降低電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本;

③可以提供臨時(shí)性電源,比如抗震救災(zāi)時(shí)能力。汽車(chē)到了現(xiàn)場(chǎng),就有電源了,尤其為通信設(shè)備提供電源,其優(yōu)勢(shì)更為明顯。

三、電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)的基本路線(xiàn)及技術(shù)方案

電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng),目前不積極的一方是電網(wǎng)。電網(wǎng)公司為了控制電池,則傾向于以換電為主,解決推動(dòng)更換電池的方式,其主要理由是,可以節(jié)省大量的充電等候時(shí)間。

但是這種模式要求電池和電動(dòng)汽車(chē)的高度標(biāo)準(zhǔn)化,不適合汽車(chē)商業(yè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)規(guī)律,也不符合人們的汽車(chē)消費(fèi)習(xí)慣,汽車(chē)企業(yè)更愿意采用充電模式。中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)提出的電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)推進(jìn)的基本路線(xiàn)(見(jiàn)圖1),預(yù)測(cè)到了2023年 中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)就會(huì)啟動(dòng),主要是乘用車(chē)、公交車(chē)和出租車(chē)。這個(gè)圖看出來(lái),當(dāng)電動(dòng)車(chē)汽車(chē)到一定規(guī)模以后,一定要求,電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)起來(lái),這是基本發(fā)展趨勢(shì)。顯然,支撐電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)的技術(shù)一定是充電技術(shù),而不是換電技術(shù),即使是出租車(chē)行業(yè),如果要參與電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng),必須推行充電模式。也就是說(shuō),充電技術(shù)模式和換電模式的比較,到了一定規(guī)模以后,大家就會(huì)停止討論了。

圖1 電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)的基本路線(xiàn)圖  

四、未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)模式

8000萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)通過(guò)充電器(樁)直接接入電網(wǎng),進(jìn)行快速充電時(shí),無(wú)疑會(huì)造成電網(wǎng)的巨大擾動(dòng),電網(wǎng)沒(méi)有能力與電動(dòng)汽車(chē)互動(dòng)的。未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)模式,一定是建立類(lèi)似加油站的分布式能量站,安裝低成本的、長(zhǎng)壽命的兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電池。第一,他可以可從電網(wǎng)充電儲(chǔ)存電量后,給電動(dòng)汽車(chē)快速充電;第二,電動(dòng)汽車(chē)的充電方式由用戶(hù)自己選擇,可以選擇在能量站快充,也可以選擇在停車(chē)場(chǎng)或家庭車(chē)庫(kù)進(jìn)行慢充。第三,能量站還能夠與電網(wǎng)互動(dòng),用于電力調(diào)峰或調(diào)頻;第四,電動(dòng)汽車(chē)可以移動(dòng)組成供電網(wǎng)絡(luò),彌補(bǔ)電網(wǎng)能力的不足。

結(jié)論:開(kāi)發(fā)低成本、長(zhǎng)壽命的新型儲(chǔ)能電池和可以安全快速充電的新型動(dòng)力電池是實(shí)現(xiàn)未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)的兩大關(guān)鍵技術(shù)。