电力需求并非恒定不变,而是经常出现高峰。这些高峰可能是由于大量人口的普遍行为造成的,例如大量人口居家并在特定时间段内使用电力;也可能是由于高温等天气现象造成的。例如,去年10月,美国能源信息署(EIA)报告称,2023年7月27日的电力需求峰值接近74.2万兆瓦时(MWh),几乎打破了2022年7月创下的纪录。
电力公司应对用电高峰的一种方法是需求响应。根据美国能源部的定义,需求响应是指电力公司向电力用户提供一系列机会,鼓励他们在用电高峰期减少或转移用电量,以换取优惠电价或其他激励措施。
然而,不久之后,电力公司或许会拥有另一种应对用电高峰的工具:双向电动汽车充电,也称为车网互动(V2G)技术。这种做法可以让电力公司利用电动汽车在长时间充电过程中储存的未使用电力。
双向充电入门
移动解决方案提供商博格华纳在其位于密歇根州迪尔伯恩的工厂生产两款双向充电器。一款是 60 kW 直流快速充电器,另一款是 125 kW。
博格华纳北美电动汽车充电销售总监迪克·约翰逊表示:“125 和 60 都适用于商业市场,具体取决于它是 8 级卡车还是普通车辆。”
博格华纳双向电动汽车充电器。 (照片:博格华纳)约翰逊表示,并非所有电动汽车充电器都设计用于双向充电。
“要实现车辆到电网(V2G)功能,充电桩必须具备双向电流流动,”他说道。“大多数充电桩都做不到这一点,尽管市面上有很多竞争对手声称他们的产品具备此功能。但实际上他们并没有,因为他们没有电力公司要求的UL、SA和SB认证。”
他还补充说,车辆本身也必须具备双向充电功能。这意味着它不仅能够接收充电,还必须能够向充电器发送电能。最后,电力公司必须愿意接入双向充电系统。约翰逊表示,完成这种接入并符合电力公司的安装规范可能需要六到八个月的时间。
实际的双向充电功能由聚合软件管理。
“借助V2G聚合软件,它基本上是通过充电器与车辆通信——也就是与电池通信,然后再将数据反馈到云端,”他说道,并补充说,一旦与电力公司连接,它就能在特定时间访问电池。“在很多情况下,电力公司目前还没有相应的应用程序。他们基本上会提前一天通知用户,我们需要你们的车辆在下午4点到晚上7点之间充电。”
这样的时间表对于电力公司来说很重要,因为它可以让电力公司获得电动汽车的电力来管理需求。
理想的占空比
约翰逊认为,双向充电未必是所有纯电动汽车车队的理想选择。
约翰逊说:“如果你有长途货车,除非沿途有充电站,否则充电站可能没什么意义,而且货车要么晚上停放,要么在不同时间停放。”
约翰逊提到的夜间停车对于从需求响应的角度来看实现双向充电至关重要,因为许多公用事业公司在傍晚时分都会面临需求高峰。
2023年12月,Fermata Energy宣布参与加拿大不列颠哥伦比亚省首个双向电动汽车充电枢纽项目。(图片:Mark Rabin,Coast to Coast Experiences (CTCE))约翰逊表示,在博格华纳认为最适合双向充电的车队类型中,“我们目前重点关注的是垃圾车,因为它们早上出动,下午晚些时候返回——这是真正使用它们的最佳时间——它们拥有巨大的电池,而且充电时彼此距离很近。”
校车也是车队应用的一个很好的例子。
“我认为校车市场之所以成为典型案例是有原因的,”电动汽车充电技术公司Fermata Energy的业务发展总监乔治·米勒说道。“充分利用这些车辆非常有意义,因为它们通常每天只运行两次,而且夏季运行时间较短。因此,它们通常在下午4:30或5:00左右结束行程。而那时大多数人都已经到家,他们会打开烘干机、空调以及所有这些耗电设备。”
赚取额外收入
约翰逊指出,V2G技术对车队至关重要,原因有以下几点:车辆的增值以及投资回报率的提高,这两项优势都源于公用事业公司提供的额外收入。约翰逊分享的一个案例研究是关于Highland Electric Fleets公司的,该公司致力于校车的电动化。
约翰逊说:“基本上在2021年到2022年期间——而且他们现在还在这样做——他们(Highland的客户)在夏季高峰期为两辆公交车接入电网,赚取了大约23000美元。所以这可以让你大致了解潜在的收入是多少。”
公用事业公司必须做好规划
尽管许多州的公用事业公司对利用双向车辆充电来应对高峰用电需求持开放态度,但仍有许多公司在研究这项技术的应用。其中一个挑战是确保现有的电网基础设施能够支持V2G技术。杜克能源公司电网解决方案开发总经理扎卡里·库兹纳尔表示,如果多个大型车队(例如用于最后一公里配送的车队)同时采用V2G技术,可能会给电网带来显著的负担。
他说:“目前的变压器、配电和输电基础设施的设计容量还不足以容纳100辆送货车,而且电力系统也无法应对如此大的负荷。这负荷太大了。”
库兹纳尔表示,在实施V2G(车辆到电网)技术之前,电力公司必须了解系统的容量以及管理充电的能力,以避免所有车辆同时充电。这将确保无需对电网进行重大升级即可应对电力负荷。
尽管如此,V2G 似乎是应对电力需求激增的一种正确方向。
南加州爱迪生公司 (SCE) 发言人杰夫·蒙福德表示:“电动汽车确实可以成为电网和电网韧性的重要资产。我们欢迎并鼓励车网互动及其未来的发展潜力。双向车辆和设备将在日常生活中得到广泛应用,如果能够充分利用,将惠及用户和电网。SCE 正处于推动这一技术普及的前沿,致力于实现规模化应用并制定行业标准。”



