電動汽車有序充電檢索

1. 還想隨時充電有序充電才是未來的新方式

對於新能源車來說，續航里程是大多數消費者所關注的部分。行業的政策補貼和扶持，讓電池技術、電池密度的發展突飛猛進，站在產品的角度為消費者解決了續航距離的剛性需求。只是，單靠在電池容量方面下功夫，也難以掩蓋政策層面的不足之處。

在補貼退坡之後，消費者最直觀的感受可能是車價的上浮，但其實補貼往基礎建設的方向聚攏，以及進行對有序充電的補充，改善新能源車主們的用車環境，提升用車的便捷性。鑒於新能源車的特殊性，每次充電的時間並都不如燃油車般快速，因此縮減新能源車數量與充電樁數量之間的差距，有其必要性的考慮。但充電樁數量不能過度發展，利用補貼、低充電成本吸引消費者，自行調整充電的時間，由「市場的手」來進行調節，對新能源車主、對供電網路都是利大於弊。

（文章配圖來源網路，侵刪）

本文來源於汽車之家車家號作者，不代表汽車之家的觀點立場。

2. 為什麼我看好電動汽車有序充電，不看好車電互聯（V2G）

前言
這兩年隨著能源行業的不斷發展，電動汽車技術的日趨成熟，能源轉型+交通電氣化早已經是目前全球許多國家的技術升級轉型重點方向。在這樣的大框架下，有很多人（主要是能源電力背景的）提出了車電互聯（V2G，vehicle to grid）概念，即希望電動汽車作為可以靈活接入電網的儲能裝置，可以與電網進行能量的雙向互動，用於為電網提供各種輔助服務並獲得報酬，被很多人視為能源行業的發展一大重要趨勢。在此對於車電互聯劉博不打算過多的介紹其細節，有興趣的朋友（尤其是汽車和電池背景的）可以搜索《電動汽車入網技術（V2G）是什麼，目前有什麼研究或者是應用？》這篇文章來進行更多的了解。
而在本文中，劉博提出一個觀點：電動汽車當然可以與電網互聯進行互動，但是其中單向能量傳輸——即有序充電（與電網的互動僅限於為電動汽車靈活有序的充電）是靠譜的，而與電網發生能量雙向互動的車電互聯（V2G）則不是條好賽道：對於汽車這一端是損失大於收益，無法形成有效的運行模式。
本文有技術分析和基於行業發展情況觀察的推斷，也有吐槽。總之，拋磚引玉，淺見供大家參考。當然估計可能很多電力行業的人會有不同觀點，歡迎拍磚。
V2G原理示意圖，摘自《V2G：歐美日發展經驗啟示》一文
為啥有序充電先天就很靠譜
對於動力電池的充電來說，電芯在多少荷電狀態（SOC）能以多大電流/功率充電，都已經是經過了電芯廠和車廠一系列設計驗證工作後得到的數值了，這也就代表了電動汽車充電的最大功率/能力。在實際使用中，受環境溫度、充電樁本身功率、安全邊界緩沖值等因素的影響，汽車充電能達到的功率一般不會達到電池/電芯允許的最大允許功率值，或者說是只能偶爾才能達到。
階梯狀的充電曲線就是經過電芯驗證開發過程得到的優化的充電曲線，如果充電倍率低於該值更是沒什麼問題，摘自文獻Optimum fast charging of lithium-ion pouch cells based on local volume expansion criteria
而實際上，充電功率只要低於電芯的允許功率本身就是沒什麼問題的：電芯慢充比起快充來說，反應動力學條件更為溫和，發熱等方面遇到的挑戰都要小很多，本來就更容易。而有序充電本質上也就是充電電流受電網這邊的控制，電網負擔大了就給少充/停充，電網當時發電供過於求就多給汽車充一點。反正電網嘛，是即發即用要盡量隨時保持供需平衡的，而車只要不急著用，充電斷一會（先去保電網里的其它更要求穩定性的負荷）對電動汽車基本沒什麼損失，反而給了電芯更多的靜置時間，對於反應動力學極大的有利，更利於溫和的把電池充滿。
在這方面，劉博在之前的一篇文章中就報道了寶馬公司是怎樣與美國加州的PG&E公司合作，推出與電網協作聯動的智能充電服務的iChargeForward項目，詳見《電動汽車～退役電池～電網協調運行的創新嘗試：寶馬聯手PG&E讓充電更聰明》一文。
為啥車電互聯V2G不是個好賽道
那為啥劉博認為車電互聯V2G不是條好賽道呢？
1. 辛苦開發電池花這么多功夫換來的電池壽命就用V2G給電網放回去了？?你這是不是好鋼用在刀把上的精神？
熟悉動力電池開發流程的人都知道，很多車型的電池包會有開發時的要求：即要滿足充放電XX個循環/全生命周期能跑XX萬公里/全生命周期能量吞吐可以滿足多少度電的要求，這都是行業內最基本的。
單純有序充電自然沒有問題：因為電無論如何是一定要充的，有序充電只是讓充電更為合理。但是如果你非要拿動力電池去和電網V2G，我得問一下：
電網能相應為你電池壽命的損耗付多少錢？實際上，目前電力市場能給種種輔助服務的補償並不怎麼可觀，這也是制約儲能行業發展的一個關鍵因素，具體可以見本章4節的討論。
動力電池開發可不輕松，需要好幾年的周期，反復的驗證過程，越是目前的高能量體系，越是要把各方面的性能平衡好，非龍頭不能勝任，技術門檻可是不低。所以：你非要把動力電池工程師千辛萬苦調了N年配方工藝提高出來了的電池壽命/全生命周期能量吞吐量能力就跟電網這么弄幾下子就消耗掉了，電網給你的補償還不見得高，你說這是不是充分體現了王多魚的把好鋼用在刀把上的精神？
2. 電池只要完成了完整的充放，就有壽命/老化損失
來，大家跟我把這個標題先默讀三遍：「電池只要完成了完整的充放，就有壽命/老化損失」。
對：只要有完整的充放，就有老化，只是可能有的電池快點，有的電池慢點，這是自然規律。
有序充電是只管充，放還是在汽車運行的時候正常使用掉的，這個完全不影響電動汽車的運行/使用模式。
但是如果你開始雙向互動V2G了，那好，有一部分全生命周期的能量吞吐&伴隨的電芯老化就送給電網了。此時我就想問鼓吹V2G的人了：
你會告訴消費者他的電池進行V2G會加速老化了嗎？里程焦慮目前仍然是大家關心的一個痛點，而隨著使用年限里程會縮水，這更是讓大家對電動汽車的現狀不夠滿意&還有更高的期待和要求。在這時你居然要讓我把我寶貴的充放電能力送給電網？還嫌我的電池衰減的不夠快？所以這里仍然呼應了剛才第一節里講的：這不是把好鋼花在刀把上是啥？
此外，有人會說：「現在動力電池壽命是1K次……所以400公里續航里程乘以一千次就可以得到40萬公里，明顯夠用，富餘的就V2G吧。」
猛一看這個邏輯似乎沒問題，但是劉博要在這告訴大家和提幾個問題：電池材料的1千次壽命/單體電芯的1千次壽命/電池包的1千次壽命，與電池包在實際使用中的1千次壽命，是不是一樣的？從電池材料的1千次壽命到最後的電池包實用中的1千次，要花多少努力你們有概念么？
所以理論值是很好啊，但是現在市面上實際上不換電池能跑到40萬公里續航的車有多少？我覺得提倡V2G的人，應該把這方面的數據拿出來，詳細論證，才能更好的支持這塊的繼續發展。
以及在此劉博還要進一步強調一個事：其實我也不是說V2G這事一定就不行，既然對我車利益有損失的話，你給我的補償到位了不就行了？偉人馬克斯還說過：「如果有百分之二十的利潤，資本就會蠢蠢欲動；如果有百分之五十的利潤，資本就會冒險；如果有百分之一百的利潤，資本就敢於冒絞首的危險」
——那電網願意為V2G付多少錢呢？帶著這個問題咱先看第3節：法務與責任。然後在最後的第4節中劉博再回答這個問題。
3. 汽車用戶、汽車公司與電網公司：法務與責任的限定。
在BMW的有序充電項目中，能量互動情景尚且更簡單，都需要BMW、PG&E認真的起草了合同，其中對於參加需求響應的權利、義務做了明確的規定，讓參與者有一本明賬可算，活動開展得自然會更順利。
項目中對於法務/合同方面的一些簡單介紹信息
而如果要能量雙向供應，帶來的問題恐怕只會成倍的增長，比如：
這么給電網饋電提供服務，汽車的電池壽命/能量吞吐量會有損失——萬一因此滿足不了全生命周期的能量服務/里程要求了，這電池老化的責任誰背？光沖這一點，大多數汽車企業是不想折騰V2G的（起碼是不想很快很積極的折騰）：現在開發動力電池還一堆事和挑戰呢，搞V2G？對我有什麼好處嗎？你知道高比能電池有多難搞嗎？你知道高比能和高功率兼顧有多辛苦嗎？你倒是給我一個參與的理由來說服我參加啊……
以及說到說服，大家別忘了，說服一個人最好的方法是訴諸利益，而不是理性/感情/情懷）。如果沒有利益，那經濟學上的理性人的選擇一定是多一事不如少一事，畢竟電動化是汽車領域的公認發展方向了（大家都愉快的入坑了），但是V2G還不是。既然不是公認的發展方向，你得用更為充分的理由來勸汽車企業愉快的入坑。
這種雙向復雜的互動，商業模式的確定，各方法律上應該承擔的責任義務肯定設計起來就會比有序充電更麻煩。
當然了，相比於其它幾個挑戰，這幾條麻煩反倒是相對容易克服的，劉博在這里也只是想提出這個問題，供大家思考。
所以說來說去，其實大家已經看得挺清楚了：你要是給夠好處（車端&用戶端），V2G也不見得不能發展啊，那咱們下一部分就看看，實際上電網有可能為V2G付多少錢。
4. 要是V2G真行的話，電網給予的報酬肯定要夠高，那此時沒有理由固定式儲能不能首先大規模暴發。
如果以上這些條件都成熟了，電網也願意付出很多的報酬來促進V2G的發展。考慮到動力電池應該肯定是比固定儲能更貴的，那沒有任何一個理由此時成本更低、壽命應該更長的固定式儲能不能先搶占這塊市場，滿足與電網雙向能量交換、提供服務的需求。
近來的儲能招標結果，大家都能看的出來要比動力電池更便宜
有人說電車靈活啊，即插即用啊，可以來回調配啊——乖乖，要先會走，然後才能跑。固定式儲能和電網的互動總比車模式要更清晰，適應度更高吧——人家就是為了電網開發的，那現在固定式儲能在電網的應用怎麼樣了呢？
說實話，電力市場、電改和輔助服務的情況更新劉博也試圖去跟了跟，為了方便外行大概理解現狀，劉博斗膽總結一下中國固定式儲能——電網互動行業這塊的發展現狀，供大家理解（歡迎拍板磚），總體來說就是：
電力領域的改革不容易，既有體系很龐大，運行慣性很大有一套既有的邏輯。電改屬於各種能源群里一提就吵個不停，經常達不成結論和一致意見的那種話題，以及執行起來也是真不容易（九號文出來有幾年了吧）。
具體可以推薦一篇文章《為什麼電改比消滅肺炎更難？》，由張樹偉發表於《能源雜志》，對電改有興趣的朋友可以去看看大概是一個什麼情況。
儲能100人報道的蒙西輔助服務補償恐腰斬的新聞
然後咱們再看儲能目前的發展情況。中國國內儲能參與電網輔助服務的各省規定也不一樣，補償機制經常有調整，這其實就關繫到了儲能往電網里用能不能賺錢這么一個簡單卻又最核心的問題。在這里劉博也不打算給大家列一堆調頻、壽命計算、補償多少錢的公式一通計算把大家算暈，只想換一個思路來思考這個問題：即從行業實際的發展情況和發出的聲音來推斷目前行業遇到的困難和挑戰：
這兩年的儲能裝機量受政策的影響不小；
電網好像對使用儲能不情願多花錢，不想鋪太多（叫停事件）也不太像是真的熱衷；
從大家都在使勁找商業模式這一點來看，儲能項目的經濟性估計仍然還是有挑戰，而這一點恐怕還是要靠技術進步才能得到根本解決。
GGII總結的2019中國儲能行業發展情況
摘自《中國儲能產業商業化發展道曲且長》，發表於中關村儲能產業技術聯盟
所以不難看出，目前的儲能技術水平+電網體系的運行規則+電力市場的運行模式並不太容易讓當下技術水平的儲能在中國的電力市場取得足夠好的經濟性，所以中國的儲能行業一直就發展得不溫不火。
說實話，儲能行業非常重要，可以推動多種技術的發展，對於能源轉型的意義也很大。但是在這里不是討論情懷的地方：種種跡象表明儲能往電網中使用尚且有不少困難，需要克服種種挑戰，如果天生設計用來與電網互動的固定儲能都不能很好的滿足電網的要求，發展都有些挑戰，你卻硬要把互動起來更為麻煩、成本更高、產權責任歸屬更復雜的電動汽車使勁往電網里湊，發展車電互聯V2G，是不是就屬於沒學會走（儲能-電網互動）就想跑呢（V2G）?是不是硬要去干一件基於目前技術水平明顯高成本低收益的事呢？
所以劉博也就不奇怪為啥人家寶馬的那個項目的第一期里，汽車與電網的互動就只是有序充電，沒有V2G。
PS：說到收益，劉博到是覺得拿著電動汽車去開滴滴明顯比V2G靠譜得多——耗電百公里成本明顯比燒油更劃算，而且還能認識人，論收益可是妥妥的比V2G要大多了，各位老鐵們不妨考慮一下。
後記&亂彈
幾年前劉博看見了寶馬的這個項目，覺得很有意思眼前一亮，就寫下了這篇稿子。這幾天再回到 bmwchargeforward.com上看看是否有更新，可惜的是網站上說這個項目從2018年就開始了第二期，但是網站上卻找不到什麼靠譜的資料來介紹項目目前的最新進展，所以大家要是誰有知道這個項目後續情況的，歡迎告知和分享資料，讓劉博再學習一個……
至於V2G，劉博並不是認為它一無是處，而是其相對來說投入產出比不太好，目前階段還不如好好搞儲能，搞點示範項目也許還湊合，但是你要非要給它畫一個未來發展的大餅就多少有點概念大於實質的意思。現在能源互聯網的商業模式創新的討論其實有很多，那對於V2G其實我覺得可以把問題進一步簡化成：到底什麼樣的用戶會願意為電動汽車提供的V2G服務付出很高的邊際成本呢？你別跟我談情懷談理想談潮流，劉博自己作為電池工程師就在做未來發展的方向，劉博也知道啥是情懷，所以在這咱就談談這筆賬能不能算明白就行。
另外一個：目前有很多平台/商業模式，裡面提倡的互動都很復雜，看起來雲山霧罩，但是劉博覺得有一個很大的問題：很多厲害的東西應該都是可以用很精煉的語言和邏輯來快速說明白的，不應把這內核就搞得很復雜。在這些復雜的互動平台/商業模式背後，劉博反而看到的是每一個技術本身的不成熟/不夠經濟才是最大的瓶頸：要是技術厲害了可以獲得良好經濟效益誰還會費那勁搞那些復雜的商業模式？直接一把梭暴力滿倉干好不好？
最後：所以相比之下，為了中國製造業的真正崛起，多在每一個細分領域里去造一到幾個C公司才是正道，其它事情的優先順序真的可以往後面排排。
聲明：本文為作者在業余時間所作，不代表任何組織、機構的觀點。
致謝：
感謝五道口xEV吹水群各位的建議，跨學科交流行業發展當如是~
感謝行業老司機琦哥和電池專家徐大哥在討論方面給予的支持。
圖｜網路及相關截圖
作者簡介：劉冠偉，博士畢業於清華大學材料系，從事動力電池研究開發工作多年，目前就職於某外資車企電芯開發部門。
本文來源於汽車之家車家號作者，不代表汽車之家的觀點立場。

3. 怎麼查詢電動汽車充電樁的現在的狀態

現在的掃碼智能充電樁終端來都與互聯網連接，僅需一部手機車主即可隨時查看充電情況。

4. 上海發布促進電動車充（換）電設施互聯互通有序發展暫行辦法

易車訊 近日，上海市發展和改革委員會網站發布了《上海市促進電動汽車充（換）電設施互聯互通有序發展暫行辦法》有關解讀說明。可見針對新能源車充電難的問題，上海市發展和改革委員會正在從頂層設計開始，逐步梳理、優化並解決問題，讓電動汽車的購買和使用更加方便，以下是內容全文。

為促進設施信息互聯互通，破解電動計程車推廣後的充電難等問題，根據市政府的工作要求，市發展改革委會同市交通委、市財政局、市房屋管理局、市經濟信息化委、上海電科所、市電力公司、上海投資咨詢公司等單位，研究制訂了《上海市促進電動汽車充（換）電設施互聯互通有序發展暫行辦法》（以下簡稱《辦法》）。現就《辦法》主要內容做政策解讀：

1、《辦法》出台的背景是什麼？

一是新能源汽車發展對充電設施提出更高要求。截至2019年底，本市充(換)電設施(以下簡稱「充電設施」)已超過27萬個，當年新建超過6萬個，同比增長31.5%，已提前達到「十三五」規劃21萬個的目標；同時，本市新能源汽車已突破30萬輛，2017年-2019年連續保持每年6萬以上增長量，年均增長率高達44.9%，其高速發展對充電設施行業提出了更高要求。

二是國家充電設施扶持政策導向做出新的調整。國家高度重視充電設施發展，近年來相繼出台了包括《關於加快居民區電動汽車充電基礎設施建設的通知》、《關於統籌加快推進停車場與充電基礎設施一體化建設的通知》、《關於進一步完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》等一系列重要文件，在強調支持的同時也調整了扶持重點。一是更加註重支持使用環節。國家財政資金購車補貼將逐步退出，轉向充電基礎設施建設和運營。二是更加強調充電停車位一體建設。三是更加註重破解充電樁進小區難題。

三是上海充電設施運營管理水平亟待進一步提高。雖然上海充電設施發展很快，但從用戶體驗看，充電難問題還未完全解決。充電設施缺乏運營信息互聯互通，無法有效解決油車佔位、充電樁故障、支付方式不統一等問題，也難以滿足電動計程車替代的迫切需求；充電設施進入老舊小區進展緩慢；自用充電設施缺乏安全監管技術手段，新能源汽車自燃等安全問題引發社會高度重視；新能源車大規模發展後，可能給城市配電網帶來沖擊。

2、《辦法》制定遵循的主要原則是什麼？

本次《辦法》根據國家強調的扶持重點，及時轉變政策重心，調整工作思路，遵循三方面原則。一是從重建設轉向重運營，支持方向從設備補貼轉為度電補貼，僅對示範設施保留設備補貼政策。二是從全面推轉向抓重點，通過度電補貼和示範站建設重點解決電動計程車充電難問題，著力破解進小區難題。三是從無序充轉向有序管，依託市級平台加強充電運營企業管理，依託企業平台加強小區有序充電和安全充電管理。通過加強充電企業科學建設、規范運營、互聯互通管理，實現有序充電、安全充電、便捷充電的目標，為電動汽車車主提供更優質的服務。

3、《辦法》主要針對性解決哪些問題？

一是解決找好樁難問題。考核評級和度電補貼政策相結合，鼓勵充電設施運營信息接入市級平台，實現互聯互通，著力解決目前存在的油車佔位、充電樁故障、支付方式不統一等問題，提高設施利用率，滿足電動計程車替代的迫切需求。二是緩解進老小區難問題。通過示範小區建設及專項補貼政策，提高小區建設積極性和物業支持配合度，推動充電樁進小區。三是破解充電安全監管難問題。通過建立企業、居民兩級智能有序充電體系、分時共享等方式，引導自（專）用樁充電從「無人管」到「平台控」，提高充電安全水平，同時避免新能源車更大規模發展後給城市配電網帶來沖擊。

4、《辦法》如何支持電動計程車充電？

《辦法》針對電動計程車充電難、里程焦慮嚴重、運營收入受影響等問題，提出了利用社會充電設施共享為主、計程車專用充電設施為輔的解決方案。一方面通過安裝分時共享充電設施或組織樁與車匹對，在駕駛員居住地或其附近滿足夜間充電需求；另一方面通過強化互聯互通提升充電設施利用率，並適度組織示範站建設引導設施布局，滿足日間補電需求。

具體支持措施主要包括三方面。一是給予專享度電補貼。綜合考慮計程車油改電節省燃料費用和計程車日間補電運營時間損失、停車費支出等成本增加因素，以及駕駛員不敢接長單帶來的潛在運營損失，按度電0.4元標准（2020年）補貼駕駛員。二是支持示範站建設。計劃2020-2022年間，在全市范圍內按一定的建設標准，每年組織建設15個計程車充電示範站，對示範站延續30%設備補貼政策，同時享受國家集中性充換電設施基本電費減免，以此引導充電設施布局滿足電動計程車替代需求。三是支持「樁車匹對」工作。把組織「樁車匹對」職責壓到市級平台，由市級平台作為信息樞紐，調動充電企業積極性，並對「樁車匹對」的充電樁提出為計程車服務的具體要求，壓實「樁車匹對」工作。

易車點評：全力解決電動車充電難問題

通過以上《上海市促進電動汽車充（換）電設施互聯互通有序發展暫行辦法》有關解讀說明，可以明確的看到上海正在積極思考和解決電動車購買和使用過程中的充電難問題，不僅對充電設施的建設提出了要求，還有破解充電樁進小區難，完善安全監管技術等眾多領域提出了指導意見，為電動車車主們提供更加優質的服務。

其實說的再直白一點，對私人電動車車主們來說，就是讓大家在購買電動車時盡量減少後顧之憂，不再為充電難問題而苦惱，用車充電的時候更加方便省時，全力解決困擾普通電動車主們日常用車時的充電顧慮。

5. 電動汽車充電對電網的影響有什麼應對策略嗎

1.有序充電方法

從電網符合角度來講，必須要避開電網常規用電高峰，對電動汽車充電負荷給予合理分散，減少電動汽車充電對電網其他負荷造成的額沖擊，節約發輸配電方面建設成本，維持電動汽車與電網之間的協調穩定發展。因此，需要從電動汽車日耗電量需求角度展開分析，利用技術或者經濟方面手段引導電動汽車展開有序充電，利用充電站完成充電，提高電動汽車充電管理水平。

第一，增加換流裝置脈動數，當前充電站存在有較大的低次特徵諧波電流，為了實現對這一諧波電

流的有效抑制，充電站廠家需要進行技術審計，利用多重移相疊加等技術，提高脈動數。為了避免更換充電站設備所造成的成本增大情況，可利用現有充電站，對充電站進線改裝二次繞組整流變壓器，實現對低次特徵諧波電流的有效抑制；

第二，使用無源型交流濾波器，該濾波裝置由電抗器、電阻器和電容器等組合而來，與充電站負荷並聯

連接，不僅有濾波作用，同時還具備無功補償特性，能夠滿足調壓方面需要。該設備結構簡單、方便維護、運行可靠性高，當前在充電站方面有著非常廣泛應用，在容量設計方面，不僅能夠滿足諧波電流吸收需要，同時還不會有無功補償出現；

第三，有源濾波器，充電機的負荷特性變化相對較快，很難保持濾波、調壓以及無功補償方面要求始終協調，導致無源濾波無法滿足各個方面需要，可考慮使用有源濾波技術，利用有源濾波器達到理想的效果。

6. 實測數據的電動汽車充電站電能質量分析的方法是什麼

1、電能質量檢測與分析是研究電動汽車與電網相互作用的前提和基礎。然而，現有的大部分作品都沒有使用真實數據進行填充在電站電能質量評價研究中，現有實測數據研究的時間分析尺度多為分鍾級，缺乏對不同類型充電站的差異分析對比分析。為此，提出了一種基於實測數據的電動汽車充電站電能質量分析方法。

4、電動汽車的行駛和充電不可避免地會與電網和交通網路相互作用。在電動汽車大規模發展的背景下，電動汽車充電作為電動汽車充電配套設施，換電站規劃布局已成為電動汽車產業友好發展的研究熱點。在電汽車充電設施中存在大量電力電子轉換器和非線性這勢必會對配電網的電能質量產生影響如電壓暫降、電網諧波、電壓閃變和三相不穩平衡等電能質量問題。因此，為電動汽車充電電站電能質量擾動識別，並且有效地可用於電動汽車有序充電和充電站運行調度提供前提和基礎，有利於電動汽車與電網的友好互動宣傳推廣。