EV智能充電解決方案：智能充電方式

電動(dòng)汽車(chē)智能充電一詞是指能夠監(jiān)控、使用和限制充電設(shè)備使用以?xún)?yōu)化能源消耗的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可以由用戶(hù)(用戶(hù)管理的收費(fèi)，或 UMC)或供應(yīng)商(供應(yīng)商管理的收費(fèi)，或 SMC)管理。在第一種情況下，電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)主根據(jù)能源價(jià)格和他的需求來(lái)選擇充電的時(shí)間。另一種是能源供應(yīng)商直接介入管理，通過(guò)V2G(Vehicle to Grid)技術(shù)，根據(jù)電網(wǎng)狀態(tài)、當(dāng)?shù)赜秒娏亢蜖顟B(tài)信息實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)車(chē)輛的充放電電動(dòng)汽車(chē)的充電。

介紹

整個(gè)交通運(yùn)輸部門(mén)正在發(fā)生根本性的變化，由于各種原因，這種轉(zhuǎn)變?cè)絹?lái)越多地指向電動(dòng)汽車(chē)或電動(dòng)汽車(chē)。推動(dòng)向電動(dòng)汽車(chē)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵因素主要有三個(gè)：

· 環(huán)境——我們都知道氣候變化如何成為頭等大事，因此需要減少溫室氣體排放;

· 技術(shù)，尤其是汽車(chē)行業(yè)。得益于成熟的技術(shù)以及多個(gè)政府組織制定的漸進(jìn)式脫碳激勵(lì)措施和計(jì)劃，電動(dòng)汽車(chē) ( EV ) 正在獲得越來(lái)越大的市場(chǎng)份額。一旦與減少自主性和不可忽略的充電時(shí)間相關(guān)的主要問(wèn)題得到解決，電動(dòng)汽車(chē)將成為汽油和柴油汽車(chē)的更可持續(xù)替代品;

· 汽車(chē)電氣化可以在低碳電力(包括可再生能源)和清潔交通之間產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。為電動(dòng)汽車(chē)充電所需的電力實(shí)際上可以通過(guò)可再生能源的重要貢獻(xiàn)產(chǎn)生：太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的能量、風(fēng)能、水電、地?zé)崮堋?

什么是智能充電?

智能充電一詞是指能夠監(jiān)控、管理并最終限制充電設(shè)備使用以?xún)?yōu)化能源消耗的系統(tǒng)。形容詞“智能”強(qiáng)調(diào)了該解決方案如何能夠以智能和靈活的方式調(diào)整充電策略，同時(shí)滿(mǎn)足車(chē)輛用戶(hù)和電網(wǎng)的需求。

智能充電解決方案需要電動(dòng)汽車(chē)、充電站和電力供應(yīng)商(此處表示為云端服務(wù))之間的連接和數(shù)據(jù)交換。在云上運(yùn)行的專(zhuān)用和優(yōu)化軟件算法允許通過(guò)實(shí)時(shí)了解任何連接的充電站的可用和所需功率水平來(lái)有效利用電網(wǎng)。由于其靈活性，該解決方案因此能夠處理高峰值在電力需求方面。還應(yīng)該注意的是，充電時(shí)間可以很容易地選擇或調(diào)整，因?yàn)榇蠖鄶?shù)車(chē)輛在 90% 的時(shí)間內(nèi)保持靜止。圖 1 中還提到了OCPP數(shù)據(jù)交換協(xié)議(OCPP 代表Open Charge Point Protocol)：它是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，定義了 EV、充電站和中央管理系統(tǒng)之間的通信，是實(shí)現(xiàn) EV 的參考智能充電解決方案。

我們可以確定智能充電的五個(gè)主要好處：

1. 高效和優(yōu)化使用電網(wǎng);

2. 它是一種能夠避免 電網(wǎng)擁塞的解決方案;

3. 它能夠平滑電力需求的峰值;

4. 它可以利用太陽(yáng)能電池板、風(fēng)能等可再生能源直接在現(xiàn)場(chǎng)(即充電站)發(fā)電;

5. 可以減少對(duì)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的投資。

智能充電課程

智能充電解決方案可分為兩類(lèi)：

· UMC(User Managed Charging)類(lèi)，由 車(chē)主根據(jù)能源價(jià)格和他或她的需求選擇充電時(shí)間;

· SMC(Supplier Managed Charging)類(lèi)，能源供應(yīng)商通過(guò) V2G 技術(shù)根據(jù)實(shí)時(shí)能源生產(chǎn)、本地電力消耗和電動(dòng)汽車(chē)充電狀態(tài)信息直接管理車(chē)輛的充電和放電.

UMC可以通過(guò)車(chē)輛的單向控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，而SMC則必然需要雙向的動(dòng)力和控制(所謂的V2G技術(shù))。

車(chē)輛到電網(wǎng)技術(shù)

V2G 技術(shù)的總體含義我們可以看到有：

· 車(chē)輛上的控制單元( ECU)，與充電站上的控制單元交互;

· EV內(nèi)部有一些高壓電池(HVB)，通過(guò)直流高壓進(jìn)行充電和放電;

· 一個(gè)充電站，它與電網(wǎng)和云端的“智能”交互。

實(shí)際上，這張圖片指的是更一般的情況，即所謂的V2X(Vehicle to Anything)技術(shù)，因?yàn)橥瑫r(shí)顯示了 Vehicle to Grid 和 Vehicle to Home。

智能充電功能

智能充電的第一個(gè)重要特性是電源共享，也稱(chēng)為均衡或負(fù)載平衡。此功能允許電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商按比例(這意味著，平等地)在所有活動(dòng)充電站上分配可用能量。因此，電源共享允許對(duì)可用能源進(jìn)行最佳分配，而無(wú)需對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行任何升級(jí)。其中充電站的可用功率 (50 kW) 在所有電動(dòng)汽車(chē)上平均分配。我們還假設(shè)每輛車(chē)最多可以充電 43 kW(這是一個(gè)常見(jiàn)值)。在第一個(gè)用例中，只有一輛車(chē)，因此它將獲得最大可用功率，43 kW。在第二個(gè)用例中，有兩輛車(chē)，每輛車(chē)的充電功率為25 kW(最大可用功率的一半)。在最后一個(gè)用例中，有三輛車(chē)，每輛車(chē)的充電功率約為16 kW(最大可用功率的三分之一)。

第二個(gè)相關(guān)功能是Power Boost，也稱(chēng)為調(diào)峰。此功能可避免超過(guò)充電點(diǎn)可用的最大能量容量。當(dāng)然，這對(duì)于家用 EV 充電器非常重要，因?yàn)樗苊饬斯?yīng)商向用戶(hù)收取額外費(fèi)用。Power Boost 將功耗限制在用戶(hù)定義的閾值內(nèi)。在圖片中，紅色和灰色圖表示啟用和未啟用 Power Boost 的系統(tǒng)。正如我們所看到的，此功能通過(guò)限制或鉗制功率吸收來(lái)發(fā)揮作用。實(shí)際上，Power Boost 做得更多，因?yàn)樗鼊?dòng)態(tài)平衡了 EV 充電器和其他設(shè)備(例如家用電器)之間的負(fù)載。

第三個(gè)也是最后一個(gè)顯著的功能是動(dòng)態(tài)電源共享或 DPS，它結(jié)合了電源共享和電源升壓功能。此功能與建筑物非常相關(guān)，對(duì)電力需求進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控可以避免超過(guò)最大容量。當(dāng)功率需求高于最大容量時(shí)，可用功率在負(fù)載點(diǎn)上平均分配。相反，如果電力需求低于最大容量，剩余的可用電力可以直接反饋到電網(wǎng)。

結(jié)論

本文提供了有關(guān)EV 智能充電的足夠詳細(xì)的概述。我們已經(jīng)看到，智能充電是一種智能且靈活的技術(shù)，能夠穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)、降低成本和開(kāi)發(fā)可再生能源。智能充電實(shí)施帶來(lái)的最有價(jià)值的好處是：

· 動(dòng)態(tài)靈活調(diào)整電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)間和速度;

· 提高效率;

· 無(wú)需對(duì)現(xiàn)有電力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行大量修改。

安全地平衡電動(dòng)汽車(chē)充電站以及其他電力需求設(shè)備之間的能源使用，確?；诳捎秒娏θ萘繉?duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行最有效的充電。