近日，大眾汽車集團表示，將從2022年起對出自集團MEB平臺的所有純電動車型推出“車對網(wǎng)”（V2G：Vehicle-to-grid）雙向充電技術(shù)，希望率先成為歐洲第一家將V2G投入商用的汽車制造商。由此，再次引發(fā)業(yè)界對電動汽車V2G雙向充電的關(guān)注。
V2G雙向充電技術(shù)之所以備受關(guān)注，是因為其對于解決電力能源緊缺及應(yīng)急供電有實際意義。“V2G包含電動汽車相互之間、電動汽車與電網(wǎng)之間的雙向充電，以及緊急情況下對民用電力的供電，一旦實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化，無論是對消費者、汽車企業(yè)還是電力企業(yè)以及充電設(shè)施企業(yè)都是利好。”廣東工業(yè)大學(xué)新能源材料研究中心研究員陳新泰在接受《中國汽車報》記者采訪時說，但目前V2G大規(guī)模商業(yè)化道路上仍有一道道需要跨越的“坎兒”。
? V2G將成能源轉(zhuǎn)型支點
截至2020年底，全球電動汽車保有量已經(jīng)接近1000萬輛，正對各國電網(wǎng)的供電能力形成新的考驗。數(shù)據(jù)顯示，2020年全球電動汽車的銷量達到324萬輛，比2019年的226萬輛增長43％。其中，具有V2G雙向充電功能的車輛寥寥無幾。而一旦遭遇像今年2月美國得克薩斯州大停電類似的緊急情況，普通電動汽車充電就會變得困難重重。而V2G技術(shù)一旦普及，無論是車與車之間，還是在車與電網(wǎng)之間的雙向充電，就會在很大程度上緩解這種窘境。
“目前全球有50余項V2G試點示范項目，主要集中在美國、歐洲、日本和韓國等地，包括技術(shù)驗證、示范推廣、商業(yè)化運行等不同類型。”西安工業(yè)大學(xué)微電子技術(shù)實驗室工程師魏冬在接受《中國汽車報》記者采訪時談到，V2G技術(shù)一旦商業(yè)化，不僅可以實現(xiàn)電動汽車與電網(wǎng)的雙向能量互動，實現(xiàn)日常穩(wěn)定供電和應(yīng)急供電保障，而且還能夠顯著降低電動汽車的全周期成本，純電動汽車可以通過電力市場交易獲得額外輔助服務(wù)或峰谷差價收益，從而在經(jīng)濟性上達到甚至超過燃油車，加速電動汽車取代燃油車的進程。中國工程院院士黃其勵也看好V2G技術(shù)成為能源轉(zhuǎn)型的支點，因為該技術(shù)能促進車網(wǎng)一體。
除了大眾汽車，大眾集團旗下奧迪、斯柯達、西雅特等子品牌電動汽車也將實現(xiàn)V2G充電。在全球范圍內(nèi)，日產(chǎn)聆風已經(jīng)實現(xiàn)了V2G雙向充電功能；雷諾也在歐洲推出V2G試點項目，由ZOE純電動車組成的車隊來“反哺”電網(wǎng)。在2020年疫情防控期間，菲亞特克萊斯勒（FCA）宣布在其意大利工廠啟動V2G試點項目，旨在實現(xiàn)FCA旗下純電動汽車與電網(wǎng)之間的雙向充電。特斯拉也在積極準備為旗下主力車型Model 3和Model Y搭載V2G雙向充電的功能。
國內(nèi)V2G發(fā)展亟待提速
與歐美等地的蓬勃發(fā)展的熱潮相比，V2G在國內(nèi)顯得有些“冷清”。
4月13日，浙江吉利控股集團有限公司獲得“一種車對車充電的裝置及方法”的發(fā)明專利授權(quán)。該專利提出了一種車對車充電的裝置及方法，其中包括車載雙向充電機、充放電連接裝置和控制盒等。不過，配備了V2G技術(shù)的車型在國內(nèi)可謂鳳毛麟角。2013年，比亞迪純電動汽車e6上曾配備了雙向逆變充放電驅(qū)動電機控制器（簡稱“逆變器”），并且在國內(nèi)申請了42項相關(guān)技術(shù)專利。
總體而言，國內(nèi)V2G發(fā)展仍顯得有些遲緩。根據(jù)前兩年出臺的有關(guān)文件，國內(nèi)V2G發(fā)展的計劃是，2020年之前，開展小批量多批次的V2G試驗驗證，參與雙向充電的電動汽車數(shù)量可控制在10～300輛，主要任務(wù)是驗證多臺電動汽車與電網(wǎng)雙向充電技術(shù)，實現(xiàn)多輛電動汽車的相互充電放電。2020年～2025年，主要開展規(guī)模化電動汽車（數(shù)量一般不少于500輛）與電網(wǎng)雙向充電的示范運行。2026年之后逐步商業(yè)化推廣。
“由此可見，這與歐美日的推進步伐相比，亟待提速。”山東省電池行業(yè)協(xié)會理事會專家楊建平在接受《中國汽車報》記者采訪時表示，國內(nèi)的研究顯示，當城市中的純電動汽車保有量增長加速（預(yù)計2035年城市電動汽車保有量超過300萬輛），且快充模式占比相對較高時，我國城市電網(wǎng)峰值負荷的增幅在極端情況下，可能使部分地區(qū)的電源裝機容量、輸電線路容量出現(xiàn)缺口。“因此，我國應(yīng)該盡快推動V2G技術(shù)應(yīng)用及商業(yè)化進程。”他說。
? “車-樁-網(wǎng)”多重瓶頸待破
“V2G技術(shù)的商業(yè)化無疑潛力巨大，但目前在車、樁、網(wǎng)、人等方面還有一些亟待解決的瓶頸和難題。”東方證券汽車行業(yè)分析師覃筱鵬向《中國汽車報》記者表示，只有正視并認真解決這些難題，V2G商業(yè)化才會加速實現(xiàn)。
在車的方面，主要是受到電池壽命的制約。“在電動汽車上配置V2G技術(shù)有兩大問題需要解決，一是關(guān)鍵核心技術(shù)是逆變器技術(shù)的研發(fā)，二是車載動力電池的壽命影響，這也是車主是否能接受V2G的關(guān)鍵。”陳新泰介紹，一方面，通俗地說，普通逆變器只能輸出200W的電流，相當于只能供一只或幾只傳統(tǒng)的白熾燈燈泡，而V2G的逆變器充放電可以直接帶動10～25kW的電器，相當于一個小型移動儲能電站。另一方面，V2G技術(shù)不可避免地會增加車載動力電池的充放電次數(shù)，而影響到電池的壽命。這也是特斯拉前些年一直不愿意部署V2G雙向充電技術(shù)“上車”的主要原因。因此，對于產(chǎn)銷規(guī)模相對較小的一些電動汽車品牌來看，意義不大。
在充電樁方面，需要對現(xiàn)有的充電樁進行技術(shù)改造。魏冬告訴記者，適應(yīng)V2G技術(shù)的充電樁或充電站中有兩種方案，一種是直接對電路進行改造；另一種是在充電樁或充電站配備儲能電池。兩種技術(shù)方案目的相同，既可以正常給電動汽車充電，電動汽車也可以將電返回到充電樁的儲能電池中，但是改造費用很接近。無論采用哪一種方案，都需要對充電樁或充電站進行改造，目前絕大多數(shù)充電樁和充電樁設(shè)備只有輸出電流，沒有輸入電流功能，無法適應(yīng)V2G的應(yīng)用。
在電網(wǎng)方面，楊建平解釋說，其中面臨兩大難題。一是V2G雙向充電，需要從技術(shù)上解決車網(wǎng)協(xié)同控制及管理。眾所周知，社會用電量非常明顯地呈現(xiàn)波峰波谷狀態(tài)，目前主要是夏季冬季的用電高峰，但伴隨著電動汽車的不斷增多，而且電動汽車的充電及放電時間是高度隨機性的，如果不能進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制及管理的話，將會對電網(wǎng)網(wǎng)損及電能穩(wěn)定性產(chǎn)生巨大影響。二是技術(shù)上要解決回輸電流不穩(wěn)定問題，特別是在電力回輸入電網(wǎng)時需要穩(wěn)定的電流。如果某一時刻產(chǎn)生大規(guī)模電量供求變化，會對電網(wǎng)本身產(chǎn)生一定的沖擊，嚴重時甚至會產(chǎn)生電網(wǎng)電流不穩(wěn)，可能引起變電站跳閘，而跳閘又會導(dǎo)致停電等事故。
特來電市場總監(jiān)路文剛在接受《中國汽車報》記者采訪時也認為，V2G商業(yè)化應(yīng)用最大的挑戰(zhàn)在于智能電網(wǎng)中的系統(tǒng)能量管理。“電動汽車要實現(xiàn)規(guī)模化充放電時，需要跟區(qū)域內(nèi)的分布式光伏、分布式儲能構(gòu)建組成多重功能合一的微電網(wǎng)系統(tǒng)，一方面實現(xiàn)區(qū)域自治，對區(qū)域內(nèi)的能源進行統(tǒng)一調(diào)度和管理，實現(xiàn)自發(fā)自用，自放自用，經(jīng)濟用電等；另一方面是發(fā)揮負荷聚合服務(wù)商的作用，與大電網(wǎng)友好互動和協(xié)同，實現(xiàn)負荷調(diào)度、削峰填谷、調(diào)頻調(diào)壓等。”他說，“特來電一直踐行的充電網(wǎng)技術(shù)路線就是一種微電網(wǎng)系統(tǒng)，是實現(xiàn)電動汽車規(guī)模化充放電的最佳方案。”
? V2G巨大經(jīng)濟效益待挖掘
從人的角度來看，主要是車主是否能接受V2G技術(shù)。路文剛表示，實際上，V2G技術(shù)對電池壽命的影響微乎其微，帶給車主的收益卻是實實在在的。一位比亞迪唐EV600D車主告訴記者，該車的三元鋰電池容量為82.8kWh，即滿電為82度電左右，而目前的充電設(shè)施白天波峰時段價格為0.617元/kWh，后半夜的波谷時段價格為0.307元/kWh。該車的續(xù)駛里程為500公里，一般上下班等活動每天使用不到100公里，剩余400公里約有80％的電量可出售給電網(wǎng)，即使按照70％來算，電量也有57.4kWh。理論上，車主每天可以得到17.8元至20.3元收益；一年累計收入可以達到6497元至7409.5元。
“相信隨著相關(guān)技術(shù)的進步，也會推動消費觀念的改變，其實，如果從整個能源結(jié)構(gòu)、布局以及發(fā)展新能源來看，V2G的商業(yè)化更有價值。”楊建平表示，V2G技術(shù)不僅具有“削峰填谷”的作用，還可以在電動汽車路上拋錨、遭遇自然災(zāi)害、電網(wǎng)供應(yīng)意外等緊急情況下提供電力，優(yōu)勢更為突出。
截至目前，國內(nèi)新能源汽車總數(shù)已經(jīng)接近500萬輛，而且隨著《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021年～2035年）》的落實，新能源汽車數(shù)量還將有大幅增長，傳統(tǒng)充電方式可能造成的電力供應(yīng)壓力，以及V2G自身所擁有的優(yōu)勢，為V2G商業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。中國電動汽車百人會也建議，盡快明確電動汽車參與電力市場的準入條件，鼓勵實施主體多元化。同時要逐步完善車網(wǎng)互動的市場機制，形成電網(wǎng)企業(yè)、電動汽車車主、充電運營商等多方主體共贏的商業(yè)模式。
“V2G技術(shù)可以有效降低新能源汽車用電成本，對于大力發(fā)展新能源、助力實現(xiàn)碳達峰、碳中和具有實際作用，隨著車、樁、網(wǎng)等問題的解決，消費者的消費觀念也一定會發(fā)生變化，如果再加上政策支持和國際競爭倒逼作用，V2G的商業(yè)化步伐一定會提速。”覃筱鵬表示。
來源：汽車電子網(wǎng)