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特斯拉悄然增加双向充电功能,V2G技术如何改变游戏规则?

编辑:澳门新葡2566.com资讯中心 来源:风能专委会CWEA 发布时间:2020-05-22 浏览:
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5月19日,知名电动车专业媒体Electrek透露,自6月份起,特斯拉上海超级工厂可达到每周4000辆电动汽车的产能,以这样的速度,上海工厂年产能可达20万辆,大大超越年产15万辆的设计产能,并有望在2021年第一季度生产Model Y型号电动车,全球特斯拉保有量将大幅度提升。

上海特斯拉超级工厂外观 Tesla Gigafactory Shanghai

与上述消息同时出现的另一条重磅消息透露,特斯拉已悄然在自己的车上增加了双向充电功能(BidirectionalCharging Capability),这个功能表明,特斯拉已经可以实现通过汽车向电网供电(V2G)。有人说,这是特斯拉意欲改变未来电动车甚至可再生能源和储能游戏规则的一个功能,那么,V2G能否帮助特斯拉实现自己的目标?

什么是V2G呢?一般而言,V2G这个概念是从V2X而来,可以算是V2X功能的一个子集。V2X代表 Vehicle-to-Everything,就是从V到X,其中V是指汽车(vehicles),X指代任何东西(everythings),X可以是另一个辆车V,也可以是电网(Grid),甚至是路灯、建筑物和骑自行车的人。车与车之间既可以互相供电,更主要是可以互相通信,这个叫V2V,前者有点类似两部手机互相充电的意思。另外,汽车可与基础实施通信或向电网反向供电,叫V2I或V2G。

双向充电概念视频BidirectionalCharging Capability

V2X主要是实现车辆与外部的联通和通信,随着5G的发展,V2X技术在未来也将越来越复杂,其功能也在不断扩张和发展,但主要是相互的通信以保障安全。而相互供电等与能源相关的基本功能的实现,则需要依赖上述的双向充电能力。

据Electrek获悉,特斯拉已经悄悄地为Model 3和Model Y两款汽车做好了双向充电功能的准备,并称这一举措在不久的将来有望实现某些改变游戏规则的功能。

特斯拉和双向充电技术(Bidirectional Charging)

电动汽车的出现会增加对电力的需求,但是电动汽车也可以通过控制电力负载来提供一些好处。

一项研究表明,只要有数量足够的一批电动汽车,通过控制负载和实现车辆到电网(V2G)的反向充电功能,可以节省数十亿美金的费用,这个功能还可以使电网能够优化其对可再生能源的利用。

只要将电动汽车连接到智能充电站,或者电动汽车本身具有互联网连接,就可以实现可控负载,从而控制电动汽车具体充放电的时间。

对于电动汽车而言,通过降低峰值需求,并且只在电力需求较低时充电,就可对电网产生巨大影响,但研究表明,通过V2G技术,还可以使车辆通过双向充电器将电能送回到电网,这个功能对电网会产生更大的影响。

本田和日产等汽车制造商一直在公开探索这项技术,但是特斯拉作为电动汽车的领导者,过去却一直不愿意部署双向充电技术。

图:尼桑汽车企业公布的电动汽车反向充电示意图,与户用光伏、家庭储能配合,充分与电网连接,提高使用效率

过去,特斯拉CEO埃隆·马斯克(Elon Musk)和联合创始人、前首席技术官Straubel都曾表示,在特斯拉中实现双向充电可能会加速电池的退化,并且当时特斯拉保有量并不足以保证其经济性。

但在最近向得州电力企业委员会提交的一份文件中,特斯拉回应了有关电力企业应如何接入电动汽车的问题,并提出一个有关电网技术的看法:当电动汽车大规模部署时,V2G技术对电网可带来更多效率。但是,有关电动汽车相关技术功能的讨论也得承认,客户的体验和参与意愿是关键,且是首要原则。

尽管特斯拉的态度依然不够令人鼓舞,但他们也指出了一个事实:只有电动汽车的整体数量变得足够多了,V2G技术的价值才会体现出来。

前首席技术官Straubel在2015年的一次演讲中曾指出,等到特斯拉整体保有量超过100万辆,就具有可控负载的能力。

前首席技术官Straubel演讲PPT显示,2019年有望达到100万保有量

Straubel的演讲PPT显示,2019年,特斯拉总保有量会突破100万辆,将会有超过10GW的可控充电负载,75GWh的电能存储能力。实际情况是,特斯拉在2020年3月生产出了第100万辆电动汽车。

各种资料显示,特斯拉并没有完全忽略V2G技术,早在2018年,特斯拉CEO埃隆·马斯克就宣布企业会“重新审视”V2G技术的价值。

他当时在自己的推特上宣布,企业很快就会实现把汽车当电池输出电量的功能。

Very early on, we had theability to use the car as a battery outputting power. Maybe worth revisitingthat.

— Elon Musk(@elonmusk) July 4, 2018

Elon Musk

https://electrek.co/2018/07/05/tesla-vehicle-to-grid-technology-v2g-elon-musk/

特斯拉已在车辆中内置了双向充电功能

Electrek了解到,特斯拉已经在车载充电器中准备好了双向充电功能模块。

一位帮助特斯拉竞争对手对Model 3进行拆解工作的电气工程师Marco Gaxiola,对特斯拉的充电器进行了反向工程,发现特斯拉充电器可以进行双向充电。他说Model 3充电器的设计是完全双向的。这意味着特斯拉自带的充电器已经可以实现从AC转DC和从DC到AC的逆变功能,也就是具备V2G功能。

这是Gaxiola发布的特斯拉充电器的示意图:

线路图

他还具体描述了特斯拉车载充电器的设计,双向充电设计在Model 3充电器的同一块PCB板上重复了3次。冗余设计是为了保证即使其中一个电路出现故障,也可以确保正常工作。此外,它是三相设计,因此可以在全球范围内使用。

这是Gaxiola进行反向工程的Model 3充电器:

Gaxiola认为,只要通过远程App更新,就可在Model 3上马上实现V2G功能,把电动车里的电,反向输入回电网。

特斯拉这一潜在设计具有特别意义

Electrek网站认为,这一设计具有巨大的意义。这意味着特斯拉最终可以为车主和特斯拉本身释放更多的价值。

就车主的实用功能而言,他们可能会在停电期间使用特斯拉车辆为自家供电,或使用特斯拉为自己的另一辆电动车充电。

但是,双向充电的真正价值,在于电网服务方面。

在车主的允许下,特斯拉可允许电力企业在用电高峰时,从连接到电网的特斯拉车辆上取电。

特斯拉本身创建了一个Autobidder产品,用来和电网进行可电力的交易,比如它早在澳大利亚建立了Powerwall储能电厂,在佛蒙特州也建立了自己的虚拟发电厂,特斯拉已经具备能力来实现V2G的目标。

当然,V2G还是稍有区别,特斯拉汽车的电池组并不像Powerwalls那样使用家用储能电池组。

尽管仍然可能因电池组循环充放电太频繁而导致性能快速退化的担忧,但随着特斯拉不断提升的新电池特性,特别是特斯拉提出的“百万英里电池( million-mile battery)”的技术发展,似乎也没必要太大担忧。而且特斯拉车主可以随时选择加入或退出该计划,且可以设定电力企业获得自己车辆中的电量的具体时间。

正如Straubel曾经说过的,100万辆特斯拉电动车保有量,理论上有10GW的需求抵消能力,这对于电力企业来说是极为宝贵的。当然,因这100万辆车分布在世界各地,似乎还没那么具有吸引力,但在特斯拉汽车很流行的市场,特斯拉所具有的V2G能力非常重要,而且当地的电网企业肯定很乐意和特斯拉以及车主合作。

特斯拉车主允许自己的车为电网企业使用,就可以获得额外补偿,而特斯拉企业则可以通过其Autobidder平台获得佣金。这是一个多赢的局面。

另外,特斯拉实现双向充电的最有趣的功能之一,是不需要在车外单独设一个逆变器,而是直接与自带的壁挂式连接器一起使用,也可以与任何家用充电站一起使用。CWEA

参考来源:Electrek 网站

参考链接:

https://electrek.co/2020/05/19/tesla-bidirectional-charging-ready-game-changing-features/

https://www.investopedia.com/terms/v/v2x-vehicletovehicle-or-vehicletoinfrastructure.asp

https://www.verizonconnect.com/resources/article/connected-vehicle-technology-v2v-v2i-v2x/

https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/vehicle-to-grid

https://www.v2g-hub.com/

https://www.virta.global/vehicle-to-grid-v2g

编译:风能专委会CWEA公众号

关键字:特斯拉

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