秦宇迪:《车-房-网融合互动V2X解决方案》

发布日期:2024-08-28

核心提示:5月22-24日,由充电桩网、充换电百人会、光储充换产业联盟联合主办的2024第三届中国国际充电桩及换电站展览会、2024第十届中国国
 5月22-24日,由充电桩网、充换电百人会、光储充换产业联盟联合主办的2024第三届中国国际充电桩及换电站展览会、2024第十届中国国际电动汽车充换电产业大会在上海汽车会展中心盛大举办。本届大会以“聚焦高质量·引领新发展”为主题,集“展览展示+主论坛+11场分论坛+新品发布+品牌评选”为一体。
 
在分论坛的设置上,11大专场论坛紧紧围绕充换电产业的热点话题展开,涵盖车桩可信认证、新品发布、超充技术、区域运营、车网互动、社区充电、市场趋势等多个方面,从技术创新到市场应用进行全方位探讨,引领政府部门、专家学者及充换电上下游企业高层等2000+参会代表,一同探讨充换电产业的无限机遇。
上海论坛
 
 
5月23日,「社区充电」专场论坛深入探讨物联网、大数据、人工智能等技术在社区充电领域的应用,提高充电设施的智能化水平,提升用户体验。北京链宇科技有限责任公司董事长&总经理 秦宇迪以《车-房-网融合互动V2X解决方案》为主题进行演讲。
 
演讲全文
 
 
秦宇迪表示,链宇科技主要关注将电动汽车与建筑、电网的能源互动相结合,尤其是楼宇、社区、工业园区的应用,可以理解为表下的一种车和微电网的互动,即电动汽车与微电网、配网之间的互动,而不涉及与电网营销口和电力部门之间进行的反向结算。
 
他指出,在“双碳”目标下重点关注两个主要方面:一是源侧的新型电力系统建设,包括光伏和风电;二是新能源电动汽车,即交通电气化。
 
他认为,当前充电场站正在向光伏车棚和光储充一体化的方向发展,然而从用户侧角度考虑,用户侧的灵活负荷应与建筑深度结合,以构成负荷可控的能源互联网,从而更好地实现节能、降碳、光伏消纳以及电费节省,并与电网的峰谷电价模式更好匹配。
 
目前电网面临的压力主要来自两方面:一是能源侧大量波动性的可再生能源,如风电和光伏;二是用户侧大量电动汽车无序的慢充、快充、社区充电、超充需求。此外,建筑自动化系统和电气化的需求也在增加,如北方地区由热供暖、燃气供暖转为电供暖,整体负荷也在逐步上升。更为重要的是,随着AI发展,数据机房和算力机房的投入也增加了建筑或园区的用电负荷。因此,电力市场机制之间必须协同。
 
他强调,在电力市场发展仍存在滞后性的情况下,需要通过用户侧的协调解决这些问题。
 
谈及早上的车网互动专场,他讲到很多专家们分享了中短周期锂离子电池非常适合充放电和储能,而电动汽车所载有的大量电池储备可以作为社区、楼宇、园区的“移动充电宝”,这比固定储能设施更具灵活性和成本效益。电动汽车的电池不仅能作为能源,还能作为能源+储能双向复用的产品。
 
此外,车规级产品远超目前的储能和电端气设备,其中车规级是最高的。车规级产品的电池管理系统(BMS)和相关技术能够提供更高的安全保障。因此,无论是在公共充电场站还是在社区,电动汽车都应该与路基端进行互动。
 
总体来看,车网互动一般分为多个级别。目前,更高级别的电网互动仍然较少,需要国网和南网的支持。以链宇科技现在与深圳供电局合作开展的南网规模化车网工程示范项目为例,5月15日实现了反向放电,并从中获得了收益,但这需要与虚拟电厂的结算和调度部门紧密联动。
 
另一种更广泛的模式是与许多运营商合作。由于链宇科技并不直接运营,而是专注于提供软硬件和解决方案的技术服务,公司主要在表下与家庭光伏、楼宇、小区的其他用电负荷进行互动。当其他负荷增加时,充电负荷就会减少;当其他负荷减少时,增加充电负荷,实现有序的能源物联网管理。
 
正因为如此,车网互动技术体系需要在多个方面进行突破,包括车端、BMS、电芯的双向充放电寿命和质保,到充电桩、聚合商,再到家庭户用到微网,以及从微网到配网、大电网的调度和源端协同。
 
他还特别介绍了当前清华大学和链宇科技在用户侧及表下建设中,从电动汽车、电池到小区、社区、微网方面的重要技术突破。
 
第一,现在很多充电企业和运营商都提供电池检测服务。这种服务主要是利用电池电化学EIS频谱分析,通过双向互动和有序调控来检测电池的状态。电池在充电过程中,不仅仅是简单的恒流恒压曲线,而是会随着负荷变化而调整电流和功率。这样,通过观察电流和电压的变化,链宇科技可以得到更多关于电池内部状态的信息,这对电动汽车的安全和监控非常有帮助。虽然链宇科技平时不会特意停下来给电池做完整的频谱分析,但通过有序充电和V2G(车网互动)调节功率和电流的方式,链宇科技同样可以达到检测效果。
 
第二,在农村地区实现车网互动时,充电设备的AC/DC端可以为离电网储能系统提供虚拟同步支撑作用。这意味着,当农村社区安装了V2G有序充电桩后,如果出现供电不足的情况,电动汽车完全可以支撑起220V和380V三相交流电的小型配网的整体运行,实现离网虚拟同步和支撑。
 
第三,在公共场站一般会有换电站。链宇科技现在与很多车企合作,将换电的电池与换电站的屋顶光伏系统以及旁边的超充和V2G结合起来,形成直流微电网进行能源管理,从而实现更好的能源调度和优化。
 
换电站在补能时,优先使用的是光伏电力,或者从那些停留时间较长、用户不急着用的车上取电,这种方式为电动汽车提供了更多互动和优化空间。
 
他指出,大家通常认为电池以往都是通过常规充电,直观上认为超充会对电池造成损害。实际上,通过高频双向充放电和适当的功率调节,不仅不会损伤电池,还能延长电池寿命。例如,链宇科技与北汽和壳牌合作中,解决了电动汽车高频双向充放电过程中如何延展电池寿命,甚至让电池寿命做到一定的保养和提升,并发现对电池进行适当的功率调节和反向放电,相比于常规的即插即充形式,能够让电池寿命更长,甚至起到反向的保养作用。
 
2022年冬奥会上,链宇科技与壳牌、北汽ARCFOX 极狐新车型全面实现了电动汽车和光储充微电网在冬季气候下,既不用依赖电网,又能在10分钟内快速充电150公里。这主要得益于链宇科技对电池寿命的管理和双向调节技术。
 
目前,链宇科技不仅在新能源汽车和充电桩上应用这些技术,还在储能和换电站上进行应用。例如,链宇科技开发了电机和电机控制器的实施方案,实现对电动汽车的双向有序调节、脉冲式调节,帮助电动汽车在低温环境中加热电池。
 
他阐述道,由于电池内部的电化学反应,锂离子在正极和负极之间进行移动会导致浓度问题,快充时容易导致局部浓度不均,产生析锂问题。但通过功率的瞬时调节和反向放电脉冲,可以让内部锂离子传递更均匀,同时给电池带来一定的产热效果,从而避免寿命损伤。
 
此外,通过对日历寿命和循环寿命的存储调节,最终可以实现对高镍、磷酸铁锂电池在V2G和电网互动中的应用,整体提升电池的寿命和延展寿命的表现,包括从学校科研到跟主流车企进行联合开发实现的系列化技术,这些技术已经在车端的电池管理系统(BMS)中得到了协同应用。
 
链宇科技除了与北汽等车企合作开发技术外,还提供社区、车-房一网互动端的能源解决方案和AIOT解决方案。此外,团队专家为欧阳明高院士、清华电力电子所所长孙凯教授、清华碳中和研究院王贺武教授等人,创始团队都是清华大学的本科和博士。
 
在业务方面,链宇科技为车企和BMS提供低温加热、基于有序和双向V2G的安全预警,以及在充电、放电、电网交互过程中实现无损快充和延长电动汽车寿命的技术。链宇科技致力于将电池算法技术赋能给车企合作伙伴。
 
无论是在社区还是公共充电场站,电动汽车的品牌和电芯不同,车主的用电需求也不同。链宇科技根据每辆车的需求,设计不同的充电方案,有的车充电,有的车低功率充电,有的车反向放电,并综合考虑社区、建筑、配网的电力负荷,利用峰谷电价差为用户和业主提供收益。
 
链宇科技还参与了深圳的虚拟电厂和华北辅助调峰,为用户和投资方提供更多收益来源。公司自研产品主要涉及V2G领域,有序充电、直流充电、交流充电等产品是由合作伙伴提供,最主要的是面向多款车型电池的算法库以及更多电动汽车可以支持V2G整车通信协议的打通,集合各位伙伴共同提供面向建筑、特定场景的柔性控制电动汽车负荷的产品。目前包括为很多甲方开发的零C云、V2G钱包、充放电结算,以及对接虚拟电厂,扩充用户侧可调资源的整体数量。
 
在社区充电方面,公司主推方案不仅仅是建充电桩,还包括在小区和园区边上建设光伏车棚+充电桩+储能等多种设施,更多参与小区、社区、园区电力调节,并在变压器端结合整体的负荷做动态变化。
 
在物联网架构上,链宇科技的核心产品是零C云,能够将不同充电桩和储能系统做统一接入,与格力、西门子等公司的设备协同工作。基于负荷情况进行调节,在让用户不增加变压器、不增加虚量电费的情况下,结合建筑降低能耗,给电动汽车的充电拉满功率。
 
链宇科技在AI系统中协同打通天气预测、用能数据预测、电动汽车出行预测等大数据,实现更精准的能耗管理和负荷调度调节,并帮助业主和投资方做加速仿真和策略开发的套件。
 
秦宇迪强调道,目前链宇科技的方案已经应用在物流园、上海丰田研发中心、深圳的超充之城建设以及发改委和住建的大楼和园区设计中。同时,公司还为奥特莱斯和万达的停车场和楼宇提供了一系列车-房-网能源解决方案。

 
 
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