2月24日,上海政府官網正式對外印發了《關于本市進一步推動充換電基礎設施建設的實施意見》(下稱《上海意見》)。其中出現了“‘統建統營’小區原則不再接受充電樁個人獨立報裝”、“老小區充電設施建設統籌推進以‘一樁多車’共享為原則”等字眼,引發車友熱議。
有車友擔憂,當前上海市的電動車占比大約是10%,上海就出臺了這樣的文件,上海之外的地方,在電動車占比提高后,當地政府是否會“照搬”上海市政府的文件?電動車主在家就能充電的夢想,會不會就此破滅?
確實,在《上海意見》之前,成都等地出臺的充電樁建設政策,也給出了類似提法,雖然仍然提出了自用樁“自建自管”,但也鼓勵充電運營商進入社區,建設小區公用樁,“統建統管”,“有序充電”。可見,上海主管部門的意見,并不是孤例,而可能廣泛采用。
電動車主當然是希望充電越方便越好。但是社區管理者和城市管理者無法滿足所有電動車主的要求。
從上海的實例來看,作為全國推動電動汽車應用最“給力”的城市,也需要直面“日漸增長的充電需求”和“有限的小區配電容量”之間的矛盾。上海市政府的前車之鑒,其他城市也難躲過。
不過,我覺得電動車主,特別是潛在的電動車主不必悲觀。我們不妨回歸基本,仔細思考一下,“社區充電難”,究竟在表達什么?
大部分小區車主駕車回家,通常是這么一套標準流程:停入車位,車位旁邊有充電樁,樁上有一根交流充電槍;拿起交流槍插槍充電;什么時候充滿不管,反正一晚上肯定可以充滿;第二天早上7:00-9:00,開著滿電的電動汽車出門。
檢驗這每一個過程的要素和其結果,可以發現,每一個環節都可以變動:
車位方面,可以是業主自有車位,也可以是公共隨機車位;
交流充電樁,可以是自建的,也可以是公共的,甚至也可以不是交流的;
停車插槍,但什么時候開始充其實無所謂,充滿就行,甚至,充上就行;
第二天滿電出發——其實無需“滿電”,主要夠用就行。
當我們掙脫出“個人專用樁”+“充滿電”的鐐銬之后,再看“社區充電難”,其實也沒那么難。
其實,《上海意見》中也列出了許多幫助電動車主在小區充電的辦法。“一車一樁”的烏托邦夢想破碎,但是還有很多充電解決方案。用大家耳熟能詳的一句話表述就是“不管黑貓白貓,抓到老鼠就是好貓。”
下面,我們來盤點一番在“社區充電需求”下,“一車一樁”之外的解決方案,及其可行性。
01
多車共享交流單樁單槍
此模式應該是大部分讀者在看到《上海意見》中“一樁多車共享”字眼后的最直觀想法;也是現實中,施工條件最簡單最容易的,卻是實際運營中,最沒辦法落實的。
原因很簡單,槍頭就一個,對應服務的車位就一到兩個。而市面的電動汽車大部分默認設置是鎖車后,車鎖定交流槍,拔不出的。如果充滿的車輛不解鎖,后續的車主根本無法拔槍換車插槍。
更何況,如果是能服務的車位只有一個,充電車主不移車的話,后續車主將完全無法“共享”。
由于低功率充電時間漫長,如果是23:00開始充,充滿時間點通常是凌晨2:00-4:00,想讓車主在車輛充滿之際及時下來移車,簡直是天方夜譚。
02
交流單樁多槍服務多車位
《上海意見》雖然強調“一樁多車共享”,但并沒有規定一個樁只能有一把交流充電槍。因此,一個樁配備多把交流槍,在額定功率內調整每把交流槍控制導引線路的占空比,根據策略分攤單樁功率,讓一個樁可以服務多個固定車位。
本質上,這就是《上海意見》提到的“智能樁”,將有限的功率分攤到每個車位上,每個車位都可以充上電。只是共享充電的車越多,每臺車的充電時長就會越長。
此外,“智能樁”還有一種更簡單更便宜的實現策略,是采用分時輪詢充電。這種方式缺點在于,每臺車的最大交流充電功率不一樣,分時充電無法確保充分利用充電樁的“額定功率”;加之時間輪詢的“切片時間”也容易造成一定程度上的不公平,有一定的局限性。
03
小區充電樁統建統營
一般而言,電動車主安裝自用樁流程是:
業主單獨報裝私人充電樁,供電局裝表后,業主再請電工鋪設電表到車位的電纜線路,安裝充電樁。
但是,自用樁走線電纜采用星形結構,充電樁工程多了以后,電纜數量也會增多,車庫頂或小區地面將無法承載更多的私人充電樁電纜,更不用提其他約束。
相比之下,其實統建統營是對業主最省心的方案。采用粗電纜作為主干線,細電纜分流,集中施工鋪設;單槍成本可以最低,安全性最高,最重要是可以確保每個充電車位都能有一把充電槍。有了充電槍,自然就不允許再安裝私人的充電樁了。
缺點是,必須召開業主大會,取得大部分業主的同意。在城市電動汽車占比沒超過50%的情況下,業主大會通過議案的概率較低。
04
移動式充電機器人
新聞有報道有一些企業推出了充電機器人,能夠自行移動到電動汽車旁邊給車充電。缺點是昂貴,無法大規模推廣。
大眾汽車的充電機器人
05
代客充電
正所謂,技術不行業務補,機器不行人來補。和代駕一樣,優質小區物業也可以推行代客充電業務,把小區的充電需求轉移到公共場所的快充上。
06
直流微電網
考慮到ChaoJi超充接口、新型電網等新科技的落地,社區充電又有了新的解決方案。
直流微電網發展于光伏電站常見的變流器PCS(Power Conversion System),集中整流(交流→直流)和逆變(直流→交流)。小區部署直流微電網以后,變流器PCS輸出的700-1000V直流電,即可通過直流母線傳導到各個車位。每個車位的直流樁都從母線獲取電能,并通過DC-DC調整電壓和電流,輸出給插槍車輛。
直流微電網的優點在于,可以整個小區宏觀管控,智能調整每一個直流槍的輸出功率,實現高電壓小電流充電,從而保證總功率不超過小區停車場的配電容量。
盡管如前文所述,交流樁也能“調整每把交流槍充電導引線路占空比,根據策略分攤單樁功率”,但這個做法也可能會導致充電中斷,部分車型在中斷后無法自行重新啟動充電。
缺點也顯而易見,直流微電網必須使用國標直流槍或者ChaoJi充電槍,無法服務沒有直流充電口的車輛。考慮到充電槍和配套設備的成本,對比直接采用國標交流樁,在小區建設直流微電網的成本明顯偏高。
目前,直流微電網是直流快充站的一種建設方案,寧德時代等企業有所涉及。業界內常見的一樁4-8槍的“電堆”,即是一種最小化的直流微電網。
ChaoJi充電槍頭
07
直流配電網
直流配電網即供電局直接將直流母線送入小區,是直流微電網的更加擴大化,如全面推廣,將成為我國建設新型電網的重大成就。
直流配電網的優點:
在小區充電層面,直流配電網可以實現直流微電網所擁有的所有好處,并且還可以節省掉直流微電網的PCS設備。在小區停車場內,將不再有整流(交流→直流)的需求,所有車輛在充電時,會把直流充電視為“理所當然”。
最關鍵的是,由于直流配電網屬于新建的配電網,配電容量只受制于直流母線,不再有變壓器造成的容量限制,配電容量相對于小區原先的交流配電網會有極大提高。再加之直流充電可群控,每把槍的充電電流可方便調整,整個小區的充電體驗將會更好。
08
V2G2V:車輛到電網再到車輛
《三體》中,有這么一段智子的話語:
智子環視大廳中所有的人,“糧食?這不都是糧食?每個人看看你們的周圍,都是糧食,活生生的糧食。”
讀者們有什么啟發么?沒錯。其實我們只要把腦洞再放開一點,就會發現小區充電的場景,天然就存在大量的電力儲能載體——電動汽車。未來,通過直流電網和V2G技術,小區自身不需要部署昂貴且占用建筑面積的儲能設備,而是動態調配各個車輛電池包中的電能;就類似我們調控管理一大批存水量不一致的水桶。
先期回到小區的車先充電。后回到小區的車輛充電時,電能來源于直流母線;而直流母線中的電能,可以來源于配電網,也可以來源于同小區充滿電且支持V2G功能的電動汽車。
V2G2V,電能還需要經過3次轉換,有人提出,直接按需求急迫程度分配充電不就行了。
比如,有位裝修老板就提出,可以用經濟杠桿,動態調整充電價格,來迫使人們調整充電時間點。比如凌晨3點后充電,電價或充電服務費更便宜。
對此,筆者認為,并此種經濟杠桿并不能實操。因為人類的經濟行為取決于個體的決策。在小區充電場景上,無法確定的動態充電費用,將會造成車主的恐慌。
而且,無論是人類還是計算機執行決策,都會有一個執行時長,造成結果很烏龍。典型的就車輛導航中常見的“綠路很堵”狀況:路上的司機都看著某條支路綠色不堵車,都繞這條不堵的支路,結果一下子大車流涌入,綠路瞬間堵成一鍋粥。
真正的經濟杠桿應該如何使用呢?就要回到V2G2V的場景。讓我們再回頭細想,“第二天滿電出發”的需求是真需求嗎?如果給車主某些好處,車主的出門車輛SOC需求是否可以降低呢?比如90%電量出門、80%電量出門。
車主:當然可以,得加錢!
事實上在城市場景中,相當大的一部分純電車,以80%電量出門,通勤一天到晚上回到家,電量是完全夠用的,甚至會剩下30%以上。
因此,只要夜間先充滿電的車主,同意把電池包10%-50%的電量通過V2G技術銷售給電網或充電運營商,則車主可以得到一定量的收入。電網或充電運營商可以靈活制訂收購電的價格策略,實現經濟杠桿。
車主方面,只需要設定車輛V2G放電的留存SOC值,比如50%-90%,然后“掛單”最低售價即可。借助V2G技術,車之間可以調配電量,整個小區的充電可用功率將會大幅提高。
09
總結:發展中解決問題
本文列舉了8種社區充電解決方案,可行性不一,但對于“社區充電難”可以說,辦法總比困難多。另外,隨著技術的進步,行業的發展,解決方案也越來越多。
許多人不知道的是,空調流行起來的時候,也曾對小區電容造成過巨大挑戰。如今,家家戶戶安裝空調等大功率家電,已經完全不成問題。
社區充電難,只是一時之難。汽車完全電動化時代的人們回看現在,也就是一笑:曾經滄海難為水,除卻巫山不是云。