Каков режим накопления энергии и основная проблема электромобиля?

С постоянным увеличением количества электромобилей хранение электромобилей привлекает все большее внимание в отрасли. Электромобили также можно рассматривать как распределенные хранилища энергии. Их можно комбинировать с распределенными источниками энергии, возобновляемыми источниками энергии и т. Д. Для образования микросетевых систем. Они также могут применяться для реагирования на потребность в мощности, а изменения заряда и разряда в реальном времени могут быть выполнены в соответствии с требованиями настройки гибкости системы.

Понятие и статус автомобильного накопителя электроэнергии

Поскольку доля возобновляемых источников энергии продолжает расти. Развитие технологий накопления энергии станет основным способом восполнить недостаток гибкости энергосистемы. Однако установленная мощность хранения энергии в Китае составляет менее 1,5% от национальной мощности по выработке электроэнергии, плюс внутренняя выработка электроэнергии на природном газе и гидроэнергетика. Когда традиционных пиковых ресурсов не хватает, ограниченные перекачиваемые ресурсы хранения не могут удовлетворить огромный спрос на преобразование чистой энергии в будущем. Хотя в последние годы были разработаны электрохимические аккумуляторы энергии (такие как литий-ионные батареи, проточные батареи и т. Д.), Их установленная мощность составляет менее 1% от общей установленной мощности, что недостаточно для существенного восполнения энергии. предложение хранения в краткосрочной перспективе.

Электромобили - это развивающиеся стратегические отрасли, которые реализуют трансформацию транспортной энергетики Китая и догоняют автомобильную промышленность. Китай провел ранние исследования и разработку ключевых технологий для электромобилей и внедрил политику поддержки коммерциализации, которая эффективно способствовала быстрому развитию индустрии электромобилей в Китае. В 2017 году национальные продажи электромобилей достигли 777000 единиц, а совокупный объем продаж превысил 1,8 миллиона единиц, что составляет более половины мирового рынка электромобилей. В настоящее время Германия, Франция, Великобритания, Норвегия, Нидерланды, Индия и другие страны подняли цель топливных транспортных средств. Китай также поставил цель разработать 2 миллиона автомобилей и 5 миллионов автомобилей для транспортных средств на новой энергии в 2020 и 2018 годах. Внедрение «Параллельного метода управления средним расходом топлива предприятиями легковых автомобилей и баллами по автомобилям на новой энергии» означает, что Электрификация дорожного движения стала необратимой тенденцией.

С постоянным увеличением количества электромобилей хранение электромобилей привлекает все большее внимание в отрасли. Электромобили также можно рассматривать как распределенные хранилища энергии. Их можно комбинировать с распределенными источниками энергии, возобновляемыми источниками энергии и т. Д. Для образования микросетевых систем. Они также могут применяться для реагирования на потребность в мощности, а изменения заряда и разряда в реальном времени могут быть выполнены в соответствии с требованиями настройки гибкости системы. После популяризации электромобилей масштабы регулирования и контроля очень впечатляют. В сочетании с передовой технологией управления электронной связью, разумной компоновкой зарядных и разрядных устройств и регулирующей ценовой политикой на электроэнергию, электромобили имеют большой потенциал применения для повышения надежности и гибкости работы энергосистемы.

Ранее зарубежные исследования в области аккумулирования электроэнергии в транспортных средствах начались. Кемптон и Томич из Университета Делавэра ранее сравнили масштабы развития энергосистемы и транспортного сектора США и обнаружили, что в транспортном секторе США находится четверть транспортных средств. Для электромобилей общая мощность зарядки / разрядки электромобилей превышает общую установленную мощность производства электроэнергии в Соединенных Штатах. Исследование также показало, что, поскольку электромобиль был разработан для мгновенной регулировки мощности в дорожных условиях, электромобиль также полностью соответствует требованиям вспомогательной службы энергосистемы по времени отклика и скорости набора высоты. Кроме того, инвестиционная стоимость оборудования V2G для электромобилей относительно ограничена. Наиболее важным фактором, ограничивающим его продвижение, является большая потеря срока службы батареи во время ее эксплуатации. Кемптон далее проанализировал осуществимость трех типов электромобилей, а именно, чисто электромобилей, гибридных транспортных средств с подзарядкой от электросети и транспортных средств на топливных элементах, для выработки электроэнергии при базовой нагрузке, выработки мощности при пиковой нагрузке, резервной мощности и системной частотной модуляции. В исследовании сделан вывод о том, что разные типы электромобилей (чисто электромобили, гибридные автомобили с подзарядкой от электросети, автомобили на топливных элементах) адаптируются к разным типам вспомогательных услуг, и, хотя экономические показатели различны, непреодолимых технических препятствий нет.

Что касается демонстрации технологий, то в 2009 году датское правительство запустило трехлетний проект Edison Electric Vehicle Smart Grid, целью которого является изучение потенциала электромобилей для удовлетворения спроса на электроэнергию. Проект был завершен 7 рабочими группами группы технологий электромобилей, группой моделирования аккумуляторных батарей, группой технико-экономической оценки, группой интеграции технологий распределенной энергии, подключенной к сетям, группой устройств быстрой зарядки, группой систем связи и группой тестирования функций системы. Техническая осуществимость энергосистемы V2G состоит из производства электроэнергии на возобновляемых источниках энергии и электромобилей. На сегодняшний день это один из крупнейших эмпирических исследовательских проектов по хранению энергии в электромобилях в мире.

С точки зрения индустриализации китайские электромобили и предприятия по производству зарядных устройств уже вышли на первое место. В BYD e6 и других моделях реализована функция автономной разрядки мощностью 3,3 кВт, и они первыми имеют электростанции с распределенным накоплением энергии и мобильные зарядные устройства. Активная гибкая интеллектуальная система зарядки CMS, разработанная Special Calls, объединяет управление, защиту, отображение и измерение в подстанцию коробчатого типа на основе функции удержания зарядного свайного фундамента. В то же время он определяет нагрузку на сеть в районе, количество заряжаемых транспортных средств и уровень заряда аккумулятора. Государственные и пользовательские требования к времени зарядки, интеллектуальное распределение мощности зарядки, зарядка аккумулятора с оптимизированным гибким выходом тока, создание технической основы для интеллектуальной зарядки и накопления энергии в автомобиле.

Режим хранения электроэнергии в автомобиле и основные проблемы

Электромобили могут реализовывать накопление электроэнергии в транспортных средствах различными способами. В этой статье накопление электроэнергии в транспортном средстве делится на четыре типа: упорядоченная зарядка, V2G, замена батареи и списанное накопление энергии батареи. Различные модели имеют различия в масштабном потенциале, стоимости и инфраструктуре. :

1. Упорядоченная зарядка. Хотя электромобиль не может напрямую разряжаться в сеть или нагрузку при упорядоченной зарядке, он все же может участвовать в ограничении энергосистемы и заполнении впадин, изменяя время зарядки (реакция на потребляемую мощность) для реализации функции «виртуального накопления энергии». Мощность накопления энергии электрического транспортного средства при упорядоченной зарядке зависит от мощности зарядки и разрядки транспортного средства, а его емкость накопления энергии зависит от энергоэффективности транспортного средства и интенсивности поездки.

2. Межсоединение бортовой сети (V2G). В настоящее время емкость аккумуляторной батареи электромобилей, как правило, ограничена, а срок службы батареи достаточен для соответствия поведению на дороге. Участие транспортных средств в V2G ускорит старение аккумуляторов и принесет пользователям чрезвычайно высокие затраты. Однако с увеличением емкости аккумуляторов и увеличения срока службы аккумуляторных батарей электромобилей постепенно будет превышать суточную потребность трафика, и ценность V2G будет быстро увеличиваться.

3. Замена батареи. Замена аккумулятора дает возможность быстро пополнить запас энергии электромобиля. Поскольку транспортное средство и аккумулятор разделены, режим замены аккумулятора высвобождает потенциал накопления энергии аккумулятора транспортного средства в наибольшей степени. Аккумулятор, выгруженный из транспортного средства, можно заряжать и разряжать в любое время в соответствии с пиковым потреблением энергосистемы. В это время аккумуляторная батарея похожа на электростанцию с фиксированной аккумуляторной батареей. При замене батареи допускается длительное время ожидания между каждыми двумя заменами батареи, чтобы разгрузочная батарея могла соответствовать требованиям регулирования сети и сроку службы батареи для зарядки и разрядки, при этом максимально увеличивая ценность накопления энергии батареи, насколько это возможно Увеличить батарею жизнь.

4. Списанный аккумулятор. Ожидается, что по окончании срока службы автомобильной автомобильной аккумуляторной батареи выведенная из эксплуатации аккумуляторная батарея будет косвенно участвовать в накоплении энергии в сети посредством использования лестницы. Вообще говоря, после того, как емкость аккумулятора снижается до менее чем 80% от первоначальной емкости, требования к аккумуляторной батарее транспортного средства не могут быть выполнены. Поскольку масштабы продвижения электромобиля продолжают расширяться, нельзя игнорировать потенциал накопления энергии выведенной из эксплуатации батареи.

На основе вышеупомянутых четырех типов методов накопления энергии в транспортных средствах, если в 2030 году в стране будет продвигаться 100 миллионов электромобилей, теоретическая емкость накопления энергии электромобилей может достичь более 5000 ГВтч, что намного выше, чем потенциал перекачиваемых накопительных ресурсов в мире. Китай, причем вполне дееспособный и масштабный. Возобновляемые источники энергии создают синергию между спросом и предложением и ускоряют трансформацию энергетической структуры Китая.

Хотя емкость накопителя энергии транспортного средства имеет потенциальное преимущество перед традиционными ресурсами накопления энергии, все еще существует множество препятствий для его коммерциализации. Помимо проблемы стоимости аккумуляторной батареи, она также оказывает сильное влияние на режим работы существующей энергосистемы.

Если взять в качестве примера V2G, то, прежде всего, с точки зрения экономии, стоимость хранения электроэнергии в транспортном средстве сильно коррелирует со сроком службы аккумуляторной батареи. В настоящее время время автономной работы транспортного средства до того, как уровень сохранения емкости аккумуляторной батареи снизится до 80%, может удовлетворить только накопленную дальность плавания в 150000 километров, и это может в основном удовлетворить потребности в поездках обычных пользователей частных электрических легковых автомобилей. С увеличением мощности и срока службы его совокупная долговечность постепенно будет превышать потребности в поездках пользователей транспортных средств, что, в свою очередь, будет обеспечивать экономию услуг энергосистемы V2G. Таким образом, в ближайшем будущем V2G все еще будет иметь определенные экономические ограничения, но постоянное совершенствование технологии аккумуляторов будет в значительной степени способствовать снижению их стоимости.

Во-вторых, V2G также изменит существующую структуру рынка электроэнергии, не только добавив новый тип децентрализованного электроснабжения, но и изменив отношения между электросетевыми компаниями и частными лицами, производящими электроэнергию, сделав сетевые компании напрямую и начисляя ставки со случайностью и сложностью интереса. У пользователей электромобилей есть отношения. С точки зрения рыночных операций, на традиционном рынке электроэнергия напрямую передается от генерирующей стороны сетевой компании в одном направлении, а затем передается сетевой компанией на сторону нагрузки, поэтому движение капитала также является односторонним. способ передачи; на рынке с V2G мощность и денежные средства текут в обоих направлениях между электромобилем и сетью. Из-за частых разрядов для ускорения старения аккумуляторов сетевым компаниям необходимо влиять на поведение пользователей электромобилей при зарядке и разрядке, устанавливая антипокупочные цены на электроэнергию.

Кроме того, с точки зрения рабочего режима, ресурсы V2G могут предоставлять аналогичные услуги надежности для крупномасштабных единиц только тогда, когда большое количество электромобилей сконцентрировано и участвует в системных услугах. Таким образом, V2G опирается на популярность электромобилей, создание интеллектуальных сетей и зрелые бизнес-модели.

Продвижение рекомендаций по политике хранения электроэнергии в транспортных средствах

Разработайте цену заряда и разряда, которая отражает ценность системы

Рыночный механизм и цена зарядки и разрядки являются решающими факторами, влияющими на эффект накопления энергии автомобилями. Электромобили обладают огромным потенциалом для гибкой зарядки и разрядки, и их ценность должна отражаться в разумных рыночных и ценовых механизмах, тем самым способствуя дружественной связи между электромобилями и энергосистемами.

Ускорение строительства операционной платформы для зарядки и разрядки и стандартной системы

В настоящее время системы мониторинга встроенных объектов и объектов с недостаточной зарядкой имеют разные уровни поддержки упорядоченной зарядки. Даже если она поддерживает упорядоченную зарядку, у системы есть проблемы с сетевой операционной системой. С широкомасштабным применением электромобилей, электромобили в конечном итоге станут распределенными мобильными хранилищами энергии, что повысит требования к заказанной зарядке и разрядке. Порядок зарядки и разрядки электромобилей зависит от транспортных средств, зарядных станций и электросетевых предприятий. Следовательно, исследования по технологиям упорядоченной зарядки и разрядки должны полностью интегрировать различные заинтересованные стороны. Для сетевых компаний зарядные устройства следует рассматривать как энергетическую инфраструктуру. Зарядная сеть должна использоваться как неотъемлемая часть распределительной сети. Следует всесторонне рассмотреть вопросы планирования, проектирования, строительства и эксплуатации зарядных устройств и электрических сетей, а также ускорить работу платформы единой службы зарядки. Строительство стандартной системы зарядки и разрядки способствует скоординированному развитию зарядных устройств для электромобилей и Энергосистема.

Провести демонстрацию проекта синергии между новой энергетической установкой и электромобилем.

На основе технической демонстрации в ключевых городах и регионах, таких как регион Пекин-Тяньцзинь-Хэбэй, зона низкоуглеродных олимпийских игр Чжанцзякоу, демонстрационный город с высоким коэффициентом использования возобновляемых источников энергии, демонстрационная зона энергетического Интернета, национальная экспериментальная зона умного города и электромобили. , централизованно продвигать и применять города, Организовывать внедрение демонстрации технологий накопления энергии в транспортных средствах и накапливать опыт в политике и режиме работы для крупномасштабного продвижения в будущем.

Ускорить использование выведенных из эксплуатации лестниц для аккумулирования энергии и переработку сырья.

Литий, кобальт и другие ресурсы являются основными материалами, на которых основана технология литиевых батарей. Моторизация электромобилей и накопление энергии в энергосистемах приведет к геометрическому росту вышеупомянутого потребления ресурсов. Конкуренция и разделение ресурсов лития и кобальта в мире в будущем станет более интенсивной. Утилизация аккумуляторов энергии и вторичная переработка сырья для аккумуляторов могут решить проблему недостаточного снабжения исходным сырьем, увеличивая при этом стоимость жизненного цикла аккумулятора. Тем не менее, нынешнее хранение выведенных из эксплуатации аккумуляторных батарей и рекуперация материалов по-прежнему сталкиваются с множеством проблем. Прежде всего, из-за разнообразия конструкций аккумуляторных батарей для разных моделей, необходимо разделить батареи для разных типов, а вопросы технологического процесса и безопасности довольно сложны. Во-вторых, все еще существуют технические препятствия для оценки и системной интеграции состояния выведенных из эксплуатации аккумуляторных батарей. Как эффективно контролировать процессы и затраты на материалы, связанные с разборкой, тестированием, группировкой, группировкой, управлением батареями и т. Д., Повышать соответствующий технический уровень и улучшать межотраслевые стандарты, являются предпосылками вывода из эксплуатации энергии батарей и вторичной переработки ключевых материалов.

Страница содержит содержимое машинного перевода.