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王秉刚:充换电基础设施发展中的10个问题

【EV视界报道】充换电基础设施是支撑未来电动汽车持续发展的重要保障,已被列为国家“新基建”重点领域,建设需求仍将持续提升。1月17日,第七届中国电动汽车百人会论坛(2021)会议在云端举行,在主题为“构建多元、智能、便捷的基础设施体系”的电动汽车基础设施论坛上,国家新能源汽车创新工程专家组组长王秉刚通过视频连线方式,针对我国充换电基础设施发展中的10个问题提出他的思考与建议

国家新能源汽车创新工程专家组组长王秉刚

第一,总结经验、理清思路,迎接电动汽车的高速发展。

我国新能源汽车发展取得举世瞩目的成绩,基础设施发挥了重要的支撑保障作用。2021年,中国新能源汽车将迈入快速发展阶段,基础设施将会面临一个新的机遇与挑战。总结经验、整理思路、做好总体布局十分必要。在电动汽车基础设施建设中应该考虑的诸多因素中我认为安全、低碳、经济、方便四项是基本要素。安全性包括怎么杜绝火灾、主动安全监控;经济性包括低成本、低电费、节约土地与建费用、V2G技术的应用等;方便性包括我们应该以停车位充电为主的大思路,同时我们在公共充电站怎么实现快充,以及适用情景的换电等。低碳化包括节能、绿色电能利用和削峰填谷等方面。

第二,充电基础设施技术将继续呈多样化的趋势,以满足电动汽车多样化的需求。

我国已经形成了包括两大领域(私人与公共)、三种属性(自有桩、公共桩、专用桩)、八大类充换电场景的多样化的基础设施技术和应用。各类车辆对基础设施的要求是有明显区别的,要从需求出发发展多样化的技术与商业模式,努力把每种方式做到精细化、低成本、高效率。

第三,私人电动车以停车位慢充为主、公共充电站快充为辅。

几年来的统计,我国私人电动汽车配桩率稳定在68%左右,没有配上桩的这些车也大部分是在单位停车场充电,这是一个基本的情况,也是今后的一个主要发展情况。在停车位慢充具有不另占土地、充电方便、投资少的优点,已经是私人电动汽车充电的主要方式。

停车位充电目前来讲还存在有火灾风险、无序充电等问题,未来将面临数量越加庞大的停车位充电桩,这要引起高度重视,如何提升它的技术和管理值得思考,提出以下几项建议:

1、要严格安全管理,尤其是地下车库要实行加严的安全管理与监控。

2、建立电网、充电运营商与物业公司的合作共赢机制。

3、在居民聚集区要增设充电停车场设施,包括挖掘公共场所的潜力,同时来解决停车难和充电难的问题。

4、在电动汽车集聚的场合要建立群控智能有序充电系统,实现安全有序充电。

第四,要大力发展群控有序充电系统,是今后充电基础设施的重要工作。

群控有序充电系统应该包括三个方面:

1、安全监控。在充电前与充电过程,通过车和充电网的通讯来对电动汽车的健康状况进行监测,判断它是否适于充电,对有潜在故障的车辆给出警告或者停止充电,来确保充电安全。

2、有序充电。通过它来协调电网与车辆之间的关系,确保小区电网能够正常工作,同时又能够根据用户需求和电网的数据合理安排充电行为。

3、进一步实现电能交易。要优化充电过程,起到削峰填谷作用,同时可以去购买绿色电力,为电动车充电,还可以开展车网的电能交易,我们叫做V2G。

在建立群控有序充电系统这方面,要鼓励第三方充电运营商参加建设和经营。

第五,公共领域应依据不同车辆的需求,合理布局充换电设施。

多数城市已经制定了公共领域车辆电动化的计划,公务车、网约车、出租车、公交车、物流车等对充换电方式不尽相同,不同城市也存在差异,要结合车辆的运行特点来考虑适宜的方式,比如慢充、快充、快速换电、大功率充电以及在线充电,就像北京所谓的双源无轨。公共领域车辆的设计要与充换电方式相结合,以获得最好的经济性和效率。

另外,公共领域车辆较多在日间充换电,特别要重视与电网的协调,避免对局部电网造成冲击,所以我们必须来开发智能绿色能源管理系统。

第六,在适宜的情景下推广运用换电技术。

2019年底,全国换电站已经有306座,到了2020年7月份已经增加到452座,其中奥动新能源有222座,占比约50%,蔚来和博坦科技分别为141座和94座,就是说2020年换电站的发展呈快速增长的趋势,换电站的发展引起了高度重视,政府部门也给了明确的支持,所以对换电技术应该怎么做,也是非常重要的事情。

快速换电技术是非常适合于日作业时间长的运营车辆,如大城市的出租车、网约车、物流车、专用车等。奥动公司创新的20秒的快换技术已经在出租电动车上得到应用。蔚来汽车在私人车上应用换电技术的例子,打造了“电池银行模式”,是高端电动汽车销售与服务模式的一种创新。所以换电模式下一步怎么发展要从实际出发,如果要大规模发展,一定要解决好标准化的问题,比如说能够做到大家共用,减少土地的占用。

第七,大功率充电技术的适用领域。

大功率充电技术目前大家都在加快开发,大功率充电技术的主要应用场景是这些方面:

1、因为各种原因要去公共充电站充电的私人电动汽车,比如要出远门或者临时发现电不够了,或者说没有停车位充电条件的这些车子。

2、每日行驶里程很长的运营车辆,如出租、旅游、物流、网约车等。

3、还有一些公交车。

所以未来在中高端乘用车的设计上应该同时具备快充和慢充的接口,同时也能做快充、同时也能做慢充,这样设计是比较适合的。大功率充电技术的应用并不意味着要引导电动汽车能源供给回到传统汽车的加油站方式。

第八,满足小型车需求的小功率交流充电插座。

近年来,随着中小城市与广大农村电动汽车的普及,小功率低成本的充电插座得到广泛应用。柳州市推广微型电动车的经验,使用小功率交流充电插座,成本每台费用大概3000元左右。所以,具有低成本、安装简便的优点,随着小型电动车普及,这种插座会得到大量使用。所以为了确保这样插座充电的安全,现在要做好相关标准的制定,而且要严格实施标准,这是当务之急。同时在管理上一定要禁止不安全的、简易的所谓飞线充电。

第九,发展V2G技术,实现车电双赢。

发展V2G技术的现实意义可以从三方面来看:对电动汽车用户来讲,可以在低电价的时候给车辆充电,在高电价的时候将电动车存储的能量出售给电力公司,这样可以获得现金的补贴,降低电动汽车的使用成本。

对电网公司来讲,不但可以减少因电动汽车大量发展带来的用电压力,而且还可以将电动汽车作为储能装置用于调控负荷,提高电网效率和可靠性,减少电网在储能建设上的投资。

对汽车企业来讲,V2G技术使得用户在使用电动车的成本有效降低,反过来必然会推动电动汽车的生产与销售,汽车企业也会受益。

在自然灾害发生的场景等情况下,具有电力输出功能的电动汽车还可以做紧急电源使用,这样又增加了电动车的用途,这对电动汽车的功能和它的销售都会带来很多好处。

第十,车网协同,实现低碳目标。

充电基础设施的本质就是电网和车辆的接口。传统汽车和燃料电池汽车的基础设施需要构建从能源采集、加工、输送等加注的整个体系。而电动汽车的能源直接来自电网,电网已经是最完善、最普及的能源供给体系,电动汽车的充电基础设施只是实现将电能从电网端到车辆端的传输,这点非常重要。

充电基础设施的本质就是电网和车辆的接口,要充分利用电网的能力实现车电融合,要以最小的投资来实现最佳的效果,来支持电动汽车大规模的推广,要避免将电动汽车的基础设施建设布局引导到传统汽车加油站方式去大规模建设公共充电站。

推动车网协同,大力推进智能有序充电,V2G、微电网等技术充分利用光伏发电、风力发电、水力发电等可再生能源电力,实现电动汽车能源绿色化,为实现国家碳中和的目标做贡献。

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