2019年9月,國內首套V2G充電樁完成國網V2G平台聯合除錯,部署在北京仁濟大廈現場進行上電作業。 截至2023年12月底,英飛凌V2G充電產品出貨量已超過3000套,部署在全國1000多個站點,市場占有率超過80%。是目前業內唯一在國家電網、南方電網、商業運營場所大量應用,並具有穩定商業執行的V2G產品。
北京仁濟大廈V2G示範站。
01.痴迷的人
俠義偉人,為國家、為人民“,科技創業者心中始終有乙個執念:依靠自身的技術創新,做出好的產品,在造福社會的同時實現自我價值。 “構建能源網際網絡,推動人類突破能源邊界”是英飛凌人心中的執念。
能源網際網絡,顧名思義,就是電能可以像資訊網際網絡一樣自由流動。 傳統的電能只能從發電側向用電側單向流動,必須利用產生的電量,否則就會被浪費掉。 如今,當各種型別的分布式可再生能源發電取代傳統的可控火電時,傳統的輸電方式已經無法滿足可再生能源發電裝置的接入需求。 可再生能源發電的不穩定性使得配套儲能裝置成為必要,分布式發電、分布式用電和分布式儲能的模式使電能的流動更加靈活。
能源網際網絡的關鍵在於能源的儲存和自由轉換。 儲能的載體是儲能裝置,需要能量路由器來實現能量的自由流動。
電動汽車是電力儲能的最佳載體,目前我國乘用車保有量超過3億輛,如果電動汽車的滲透率在10年內達到50%,即15億輛電動汽車,這15億輛電動汽車的電池容量為120億千瓦時,其儲存容量是中國日用電量的4倍。
電動汽車充電樁是最好的能量路由器,當然充電樁首先要實現雙向充放電,也就是V2G功能。
英飛凌的V2G產品開發始於2016年,當時英飛凌推出了20kW充電模組REG75050,該模組後來成為模組的行業標準,同系列的V2G模組BEG75025也在研究之中。 BEG75025是業界首批成熟應用的V2G模組,於2018年正式投產,但同時也面臨著被隱藏的風險,因為V2G的概念太超前了,當時國內只有100多萬輛電動汽車,真的沒有必要進行車網互動。
充電模組REG75050和V2G模組BEG75025
如果沒有市場需求,那就先實踐技術,同年,英飛凌獨立承擔了深圳技術攻關專案低壓交直流復合電源路由器關鍵技術研發並將BEG75025公升級到BEG75050,以獲得更寬的恆定功率範圍。
2019年,國網電氣開始在全國多個省市部署V2G示範站,作為當時國內唯一具備V2G模組和系統設計能力的企業,英飛凌自然成為其核心技術和產品供應商,並深度參與了國網車聯網互動平台的建設過程。
國網V2G示範站。
同年底,英飛凌V2G充電產品與國網V2G平台除錯成功,成為全球首款網路化V2G充電產品在隨後的半年時間裡,先後與吉利、北汽、廣汽、蔚來、長城、魏瑪、上汽、比亞迪等當時國內主流品牌完成了電動汽車的V2G充放電聯合除錯,讓電動車車主通過自有電動車享受電價的峰谷套利。
02、天劍出,誰比
國家電網的肯定,讓英飛凌在發展方向上更加堅定,下一步就是不斷的技術更新和產品迭代。 V2G充電產品的核心技術在於V2G模組,BEG75050是目前應用中最成熟的雙向電源轉換模組5%以上。 同期,英飛凌還率先承接了廣東省的重大專案新能源汽車用碳化矽器件及模組的研發與產業化並推出15kW-120kW全功率系列V2G充電系統產品。
全系列V2G充電系統產品。
英飛凌V2G模組產品的巧妙設計還在於其尺寸和介面與常規充電模組一致,便於在目前主流直流充電樁中配置一些V2G模組,從而擴充套件常規充電樁的V2G功能。
通過模組更換,將傳統充電樁公升級為V2G樁。
2020年,英飛凌推出了用於慢速充電的7kW V2G V2H直流充電樁。 目前,大功率快充的受眾主要是運營車輛,而對於數量上絕對優勢的私家車車主來說,更傾向於在住宅區或辦公園區長時間慢充。 私家車車主一般每天開車不超過2小時,其餘22小時為閒置時間,車主晚上可以在小區V2G充滿電,白天在辦公園區,可以將電動車接入V2G充電樁,接受電網排程,為園區實現儲能, 並從峰谷價格差異中受益。
在這種應用場景中,電動汽車需要長時間並網並網並接受電網排程,其核心是具有V2G功能的低功率直流樁,即能源路由器。
11kW獨立風管V2G模組和7KW V2G V2H充電樁。
7kW V2G充電樁與V2H箱搭配使用時還具有V2H(車到家)功能,即動力電池用於為家庭儲存能量。 電價低時車輛充滿電,電價高時車輛放電供電,節省家庭用電成本。 這種V2G V2H充電樁在歐美國家非常受歡迎。
針對家庭光儲存和充電應用,英飛凌還推出了11kW的V2G模組,採用獨立風道設計,在新增控制系統和外殼後,可以輕鬆整合V2G樁。
2021年,英飛凌推出1000V輸出V2G模組BEG1K075,相容同系列30kW充電模組REG1K0100A2尺寸介面,可輕鬆實現常規充電樁的V2G功能。
風冷 22KW BEG1K075 與液冷 35KW LBG1K0120 V2G 模組。
2022年,英飛凌推出35kW液冷V2G模組LBG1K0120,相容同系列40kW液冷充電模組LRG1K0135尺寸介面,可實現全液冷V2G增壓產品,實現緊急情況下車輛大功率外放電。
2023年,全國啟動超級充電城市建設,英飛凌推出集光伏、儲能、液冷超級充電、V2G功能於一體的綜合供能系統,配備200kWh儲能電池、600A液冷超級充電終端和V2G充電終端,可接入VPP虛擬電站,接受電網統一排程, 已部署在全國100多個站點。
光儲存增壓和V2G整合整合能量補充系統。
03.鑄劍如犁,犁車網
其實不難理解,V2G的大規模推廣面臨多重問題:車載動力電池的壽命,以及目前缺乏成熟排程策略的情況下,大規模電動汽車接入電網放電對電力系統穩定性的影響。 因此,目前的V2G充電站點都是由全國電網企業投資建設的各種示範驗證站點,以便為未來大批量併網電動汽車的V2G充放電做好技術驗證。 英飛凌為國家電網和南方電網的互動式車聯網站點提供核心技術和產品支援。
北京園區的V2G充電站。
電動客車V2G大功率放電。
湖南某社群的V2G目的地充電。
杭州120kW V2G充電站。
3月23日,南方電網發布“車網互動的大規模應用與發展”。該系統提出了打破車網互動規模化發展瓶頸,推動能源消費者向生產者和銷售者轉變的策略,探索構建清潔、低碳、安全、高效能源體系的新商業模式。
南方電網V2G示範站。
深圳超級充電城光儲存超級充電&V2G站。
對於電動汽車車主來說,如果想體驗一輛車到電網放電,通過自己的車獲得峰谷價差收益也很簡單,在國網“E充電”和南方電網的“順一充電”中的V2G充電介面,開啟APP,搜尋V2G功能, 並與電網公司簽訂使用V2G功能的協議。
國網電費V2G操作介面。
V2G收益提取。
受商業模式的限制,目前的V2G盈利模式還是很簡單的,即在電網運營商、電動汽車車主和電力使用者簽訂協議後,電力使用者可以獲得相對便宜的V2G電力,電動汽車車主必須在規定的時間內向電網放電,以獲得峰谷價差。 目前,大量電動汽車尚未真正實現通過V2G接入電網接受電網排程的功能,實現穩電網功能。
V2G商業模式。
但如果從v2x(vehicle to everything)想想電動汽車作為大型移動移動電源的應用,花樣多了,首當其衝就是首當其衝v2h(vehicle to home)應用。 與家庭儲能類似,在中國,由於居民用電沒有峰谷價差,獨立接入條件的使用者也很少,V2H在中國推廣緩慢,但我們經常聽到小企業主用自己的電動車為工廠裝置供電的案例, 從而實現峰谷套利,我們稱之為v2f(vehicle to factory)酒吧。
隨著新能源汽車的引入農村,農村電網傳統的低壓配電站區域難以承受越來越多的大功率電力負荷接入,而V2G和V2H的充電模式可以解決當前配電區存在的幾個問題。 首先,車站區域的終端電壓過低,車主可以在車站區域用電高峰期通過電動汽車的放電來穩定家庭用電的電壓; 二是備用功能,在緊急停電的情況下,電動車80kWh儲能V2H放電可使用一周; 此外,隨著農村地區分布式光伏發電數量的增加,當光伏發電的輸出超過配電網的吸收能力時,會導致站區電網電壓過高,威脅電網的穩定性,而V2G可以利用車載電池來提高站區分布式光伏發電的吸收能力。
v2v(vehicle to vehicle)就是利用車輛自身動力電池中儲存的電能給其他車輛充電,V2V多用於道路應急救援,類似於目前保險公司或4S店的燃料輸送服務。 V2V業務需要V2V充電樁,最好在後備箱內有V2V充電樁,盡快充電。 英飛凌160kW V2V充電樁可放置在車輛後備箱內,V2V充電時一槍接車輛直流充電口,另一槍接待救車輛充電口,可在10分鐘內為被救車輛增加180公里續航里程。
V2V緊急充電。
v2l(vehicle to load)簡單的描述就是,可以從電動汽車的充電口帶出乙個電源板,通過它可以為各種電器供電。 隨著目前露營經濟的興起,可攜式儲能也成為熱點,但如果配套的電動汽車可以向外界提供交流電,那麼就不需要額外的儲能裝置了。 目前,一些車企將帶車的OBC充電器公升級為具有放電功能的充放電裝置,但不帶交流充放電介面的車型或需要更高功率的放電車型,需要額外配備V2L充電器。
V2L的露營經濟(**在網際網絡上)。
除了上述應用之外,電動汽車作為大型能源出行載體,還有更多的應用模型有待開發,我們稱之為這些應用v2x(vehicle to everything)。如果V2G以電網為主,那麼所有接入電網的電動汽車的充放電必須由電網統一排程,收益也由電網分配。 V2X的應用可以由車企和車主共同推動,這是乙個更加開放、貼近現實生活的市場,有更多的商業模式可以更快地發展和實現盈利。 這也是V2G產品實現盈利和市場化發展的突破口。
04. 車網互動,能量無限
電動汽車的普及速度遠超預期,大規模的電動汽車充電給電網配電帶來了前所未有的挑戰,傳統的有序充電只能通過充電功率和時間的優化配置來減緩大功率充電對電網的影響,解決批量電動汽車充電困境的最終方法只能是V2G充電。 針對這一問題,國家各部委相繼出台了多項激勵政策。
2020 年 10 月、** 總局印發《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》。,鼓勵加強新能源汽車與電網(V2G)能源互動,降低新能源汽車用電成本。
2021 年 5 月, ** 由能源署發布《關於進一步提公升充換電基礎設施服務保障能力的實施意見(徵求意見稿)》。,推動V2G協同創新和試點示範。
2023 年 5 月, ** 由能源署發布《關於加快推進充電基礎設施建設,更好支撐農村新能源汽車和鄉村振興的實施意見》。鼓勵電動汽車與電網雙向互動(V2G)等關鍵技術研究。
2023 年 6 月、** 總局印發《辦公廳關於進一步建設高質量充電基礎設施體系的指導意見》。,提高車聯網雙向互動能力,完善政策,引導使用者廣泛參與有序充電和車聯網互動。
今年1月4日、國家能源局、工業和資訊化部、國家市場監督管理總局聯合發布《關於加強新能源汽車與電網融合互動的實施意見》。
《實施意見》規劃了兩個時間節點:
1.到2025年,我國車網互動技術標準體系初步建成,通過試點示範初步驗證新能源汽車作為移動電化學儲能資源的潛力。
2.到2030年,我國車網互動技術標準體系基本完成,市場機制更加完善,車網互動將大規模應用。
同時,還明確了6項重點任務:
1.加大動力電池關鍵技術攻關力度,將動力電池迴圈壽命提高到3000次及以上。
2.加快制定和修訂互動介面、通訊協議、功率調節、定時充電、車輛喚醒等關鍵技術標準。
3.建立居民日常用電差異化體系,實現分時電價對居民充電高峰谷的全面應用。
4.積極探索電動汽車與園區、樓宇、家庭住宅等場景高效融合的雙向充放電應用模式。
5.鼓勵充電運營商與電網企業合作,接受業主委託,對居民小區充電設施進行“統一建設、統一服務”。
6.支援電網企業結合新型電力負荷管理系統開展車網協同管理。
《實施意見》可以說是迄今為止最雄心勃勃、最可行的方案。 乙個商業模式能否普及,最重要的是它是否經濟,超過3000倍的電池迴圈壽命讓車主不再擔心V2G導致車輛壽命損失,住宅用電有足夠的峰谷價差讓車主V2G盈利,再加上電網公司的支援, 運營商、生態的車聯網互動可以形成有效的閉環。
預計2030年中國電動汽車保有量將突破1億輛。
作為車網互動核心技術和產品的提供商,英飛凌致力於追求無限的能量。 能源網際網絡就像一束光,引領著英飛凌不畏艱險地向前奔跑,車網互動是最亮的一束光,照亮了英飛凌車網互動之路。 八年的潛心研究和技術積累,收穫豐碩面向各種場景的全系列V2G車網互動產品及應用解決方案在這種執著的指引下,英飛凌將始終致力於電力電子和功率轉換核心技術和產品的研發,把握行業發展方向,為行業發展提供更好的產品和技術支援。