【導讀】汽車市場正在經曆一場變革
，隨著電動汽車(EV)采用率的迅速增加，銷售預測數據也在不斷上調。電動汽車雖然隻占整個市場的一小部分，但據預測，2025年售出的電動汽車將達到1000萬輛，到2050年，所有售出的汽車中超過50%是shi電dian動dong汽qi車che。大da多duo數shu車che輛liang將jiang在zai車che道dao上shang停ting放fang過guo夜ye時shi通tong過guo連lian接jie壁bi掛gua式shi充chong電dian盒he緩huan慢man充chong電dian。有you些xie車che輛liang將jiang在zai街jie頭tou充chong電dian點dian更geng快kuai地di充chong電dian，而er未wei來lai的de加jia油you站zhan將jiang有you可ke能neng實shi現xian超chao快kuai充chong電dian。

多(duo)個(ge)充(chong)電(dian)點(dian)同(tong)時(shi)運(yun)行(xing)

，當(dang)地(di)電(dian)網(wang)的(de)峰(feng)值(zhi)需(xu)求(qiu)將(jiang)非(fei)常(chang)大(da)
，如(ru)果(guo)不(bu)對(dui)輸(shu)電(dian)線(xian)路(lu)和(he)發(fa)電(dian)廠(chang)進(jin)行(xing)大(da)規(gui)模(mo)投(tou)資(zi)，以(yi)提(ti)供(gong)解(jie)決(jue)這(zhe)需(xu)求(qiu)的(de)能(neng)力(li)，當(dang)地(di)的(de)電(dian)網(wang)崩(beng)潰(kui)可(ke)能(neng)會(hui)成(cheng)為(wei)普(pu)遍(bian)現(xian)象(xiang)。

本文談及電動汽車充電的現狀
，並考慮了它在不遠的將來可能產生的電力需求水平。然後，考慮如何以實用、可持續和商業上可行的方式滿足這種需求。

電動汽車充電現狀

目前公共和私人設施中使用的交流充電基礎設施所提供的功率各不相同。1級交流充電樁在120伏電壓下運行(提供最大2千瓦功率)，而2級充電樁在240伏電壓下運行
，提供高達20千瓦的功率。在這兩種情況下
，AC-DC轉換是在車載充電機中進行的
，而不是在壁掛式充電盒中(主要是執行保護和計量功能)進行。

由於成本、尺寸和重量的限製，車載充電機的額定功率通常低於20千瓦。另外

，如果使用直流充電(而不是交流)
，可以在更高的功率水平上進行充電。3級直流充電樁的額定電壓為450 V(提供最大150 kW功率)，而最近的超級充電器的額定電壓則高達800 V(提供最大350 kW功率)。

出於安全考慮，當充電插頭連接到車輛時，最高電壓被限製在1000 Vyinei。zaizhiliuchongdianzhong，dianlizhuanhuanshizaichongdianzhuangzhongjinxing，chongdianzhuangzhijielianjiedaoqichedianchi

，zheshicheliangshengqulechezaichongdianji，yinergengqing
，bingyougengduodekeyongkongjian。

未來的需求

隨著更多的電動汽車上路，駕駛員期望能在更短的時間內為他們的汽車充電。考慮以下的充電場景，這很可能在不到10年的時間裏成為現實。一個路邊充電站有五個直流充電樁，當五輛汽車同時停下來，在每個充電樁上充電。如果每輛汽車配置一個100千瓦時的電池已經充了25%的電，駕駛員希望在15分鍾內充滿到75%的電量
，那麼需要從電網輸送到充電站的總電量是:

5x(75%-25%)x100 kWh/0.25 h=1 MW

為充電站供電的電網需要有能力管理這些間歇性的1 MW峰值。這對電力輸送基礎設施有若幹影響。將需要高效和複雜的有源功率因數校正(PFC)duan，yiquebaodianwangdepinlvbushouyingxiang
，bingbaochiwendinghegaoxiao。haixuyaoangguidebianyaqi，yilianjiediyachongdianzhanhegaoyadianwang
，congfadianchangdaochongdianzhanshusongdianlidedianlanxuyaoshidangdechicun，yichulizhengzaishusongdedianliushuiping。duiyupeibeiyoujiaogaorongliangdianchidecheliang，fengzhidianlixuqiujianggengda。

太陽能填補缺口

利(li)用(yong)當(dang)地(di)可(ke)再(zai)生(sheng)資(zi)源(yuan)如(ru)太(tai)陽(yang)能(neng)或(huo)風(feng)能(neng)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)力(li)是(shi)個(ge)更(geng)簡(jian)單(dan)和(he)更(geng)經(jing)濟(ji)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)，無(wu)需(xu)安(an)裝(zhuang)新(xin)的(de)輸(shu)電(dian)線(xian)路(lu)和(he)大(da)型(xing)變(bian)壓(ya)器(qi)。就(jiu)其(qi)性(xing)質(zhi)而(er)言(yan)，這(zhe)些(xie)能(neng)源(yuan)也(ye)是(shi)間(jian)歇(xie)性(xing)的(de)
，但(dan)如(ru)果(guo)精(jing)心(xin)管(guan)理(li)，可(ke)以(yi)用(yong)來(lai)滿(man)足(zu)電(dian)動(dong)車(che)充(chong)電(dian)對(dui)電(dian)網(wang)產(chan)生(sheng)的(de)間(jian)歇(xie)性(xing)需(xu)求(qiu)。

在過去十年中
，太陽能光伏技術的價格已下降了近80%

，這有助於可再生能源係統的持續增長，而這又正是由減少碳排放的要求所推動的。今天，全球發電量中

，太陽能發電占比不到5%
，但預計到2050年將增長到三分之一以上。

太陽能發電的增長將影響到發電和用電方式——將jiang需xu要yao對dui發fa電dian站zhan進jin行xing管guan理li，確que保bao電dian網wang不bu過guo度du供gong電dian，人ren們men將jiang越yue來lai越yue多duo地di消xiao費fei安an裝zhuang在zai自zi己ji家jia裏li的de住zhu宅zhai太tai陽yang能neng係xi統tong所suo生sheng產chan的de電dian力li。這zhe將jiang要yao求qiu仔zai細xi平ping衡heng集ji中zhong式shi主zhu電dian源yuan的de供gong電dian和he本ben地di可ke再zai生sheng能neng源yuan的de發fa電dian
，以yi及ji客ke戶hu多duo變bian的de需xu求qiu。對dui於yu我wo們men的de充chong電dian站zhan例li子zi

，將jiang其qi直zhi接jie連lian接jie到dao由you太tai陽yang能neng光guang伏fu裝zhuang置zhi供gong電dian的de子zi電dian網wang
，其qi供gong電dian能neng力li為wei500千瓦，電網隻需提供500千瓦。

儲能解決方案

使用光伏裝置的電力意味著最快的充電速度隻能在白天太陽最亮的時候實現
，這是個不可持續的提案。

一個更現實的解決方案可以通過使用儲能係統(ESS)來實現，儲能係統相當於天然氣或石油儲罐，可用於多種用途(家庭和工業)。在家庭應用中，將光伏逆變器連接到儲能電池，在白天由太陽能充電，然後在夜間可以為電動車充電
，這很容易實現。

在工業環境中，ESS裝置可用於不同的目的——調節來自光伏和其他可再生資源的電力，或為黑啟動提供後備支持


，省去柴油發電機。使用ESS也有經濟意義，因為市場對電動車更快充電的需求在增長，而ESS支持在更長的時間範圍對現有的輸電線路逐步升級或替換。

這些係統的市場預計將從現在的20 GWh快速增長到2050年超過2000 GWh。對幹我們的充電站
，ESS的行為就像一個大電池，能夠儲存並根據需要從太陽能裝置(或其他可再生資源)向充電樁輸送能量，任何多餘的能量將被輸送到電網。應選用適當尺寸的ESS，以在峰值電力需求和儲能能力之間取得最佳平衡(其比率主要取決於當地可用的發電量(太陽能
、風能或其他)、充電樁的數量以及當地連接的其他負載。

隨(sui)著(zhe)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)銷(xiao)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)
，駕(jia)駛(shi)員(yuan)將(jiang)期(qi)望(wang)能(neng)在(zai)更(geng)短(duan)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)為(wei)他(ta)們(men)的(de)汽(qi)車(che)充(chong)電(dian)，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)對(dui)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)的(de)需(xu)求(qiu)將(jiang)迅(xun)速(su)增(zeng)長(chang)。一(yi)個(ge)快(kuai)速(su)分(fen)析(xi)表(biao)明(ming)，現(xian)有(you)電(dian)網(wang)的(de)設(she)計(ji)不(bu)能(neng)應(ying)對(dui)由(you)此(ci)產(chan)生(sheng)的(de)間(jian)歇(xie)性(xing)峰(feng)值(zhi)需(xu)求(qiu)。使(shi)用(yong)太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)伏(fu)裝(zhuang)置(zhi)結(jie)合(he)儲(chu)能(neng)係(xi)統(tong)，可(ke)能(neng)是(shi)現(xian)實(shi)的(de)和(he)商(shang)業(ye)上(shang)可(ke)行(xing)的(de)替(ti)代(dai)方(fang)案(an)，否(fou)則(ze)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)對(dui)電(dian)網(wang)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)進(jin)行(xing)全(quan)麵(mian)改(gai)造(zao)。

來源：安森美

作者：Jon Harper

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