全球觀速訊丨東風汽車：基于車網融合的零碳超級場站的研究及實踐

2023年6月12日-13日，在2023中國汽車低碳與可持續發展論壇上，東風汽車集團有限公司技術中心新能源及動力中心PTO史來鋒表示，在雙碳目標下要以能源互聯網為基礎平臺，全面實施“兩個替代”，構建安全高效的現代能源體系。能源轉型是必然之路，清潔能源的利用將成為關鍵點。

史來鋒 | 東風汽車集團有限公司技術中心新能源及動力中心PTO

(資料圖片僅供參考)

以下為演講內容整理：

新能源汽車相對傳統汽車而言，與電網的結合非常緊密。傳統汽車與加油站處于解耦狀態，但新能源汽車與電網是互動狀態。

低碳發展的行業背景

“雙碳”目標之下，我國要發展能源互聯網和新型電力系統，國家電網提出“兩個替代”，分別指“清潔替代”和“電能替代”。“電能替代”是指盡可能的把電作為能源使用；“清潔替代”指清潔能源，以可再生能源為主，可再生能源本身的波動性、魯棒性較差，需要進行儲能調節和能源平衡。

新能源汽車攜帶電池，本身就具有儲能屬性，特別是在大量的新能源汽車上市后，海量的新能源汽車資源與電池資源，對電網能量具有大量的調節能力。但電動汽車充電與電網間還存在矛盾點，尤其是加劇了電網的峰谷差及電網穩定性等問題，怎樣平衡可再生能源的消納與新能源汽車的發展，是汽車產業以及社會網需要共同考慮的問題。

V2G是圍繞負載側能源消費形態變化，構建的包括數據服務平臺、電動車、儲能、分布式車網融合 (V2G)電源等綜合智慧能源體系，能夠把電動車儲能分布式的能源進行綜合利用。無論是太陽能、風能，還是傳統的石化能源通過該能源平臺，都能從電網側與家庭使用電動車進行互聯。

如果2030年電動車保有量為8000萬輛，總儲能將有60億度電，相當于中國每天消耗1/3的電量。如果10%的車輛以平均50kW進行充電，其充電功率將達到4億kW，占到電網總裝機量的1/4。所以電動車與電網的互動意義重大。

總的來講，支持性國家政策與新能源汽車的增長是關鍵因素驅動，充電樁技術的不斷創新也為車網融合帶來機遇。

車網融合的技術路線

當前，車企、充電樁企業、電網企業都在大量探索車網融合技術，車網融合對電網企業而言更為急迫，因為新型電力系統需要車網融合的路徑進行助推。

從技術層面來講，車網融合大致分為四類：自治式V2G；集中式V2G；基于微網的V2G；基于更換電池組的V2G。

每種方案不同，自治式V2G早年在日本東京大學開始研究，主要面向家庭應急使用。目前，我們的國家電網主推直流的V2G，自治式V2G不符合中國的V2G發展趨勢；集中式V2G相當于把電動車聚集在一個區域，進行類似社區或場站的集中式的調度，在能源管控上比較容易。基于微網的V2G可以不用依賴大電網，適用范圍更廣，并且容易推廣，基于27930基礎修改通信協議可以實現車與微網的互動。基于更換電池組的V2G需依托換電站，將換電站內大量電池直接與電網連接。

作為車企。我們主要關注三方面：一放電后對電池壽命有沒有影響，很多用戶關注車輛的電池續航能力，但現在讓我把多余的電量放一部分出來，雖然會賺些收益，但能不能平衡掉電池壽命的損失。

二關于能量的雙向互動，電動汽車與外部的能量信息雙向互動需要技術融合及驗證。

三關于綜合能源管理系統，目前，綜合能源的大數據平臺還沒完全應用到V2G相關的場景，除了電池與樁外，再上一級基于微網的光伏儲能，充電放電與其關聯后，總體的能源管理怎么做？

從電池壽命來看，我們需要對電池壽命進行控制與預測。對放電提出要求和邊界，怎樣放電，對電池壽命損失最小，同時用戶還能得到收益。一般而言，動力電池的循環壽命必須在1000次以上。當動力電池衰減到80%以下，及電池損耗20%以上時，不適合在新能源汽車上使用，強制進入梯次利用環節。V2G工況對電池壽命的影響尚未明確。聯合電網大數據分析，可以定義V2G不同工況場景，再基于不同V2G工況，掌握電池壽命預測技術，研究最優放電MAP，制定最優充放電控制策略。比如車輛滿電是六七十度，平均城市通勤的50公里內的耗電量是非常小的，我們可以留下20度電通勤，剩下的可以響應電網的需求，電網根據需求進行價格梯度調整。

關于能量互動，實現電動汽車與電網的雙向能量信息互動，需要相關行業的技術融合、標準統一科學的集成方案及充分的測試驗證。上述提到，在微網狀態下，我們主要通過電池直流放電。目前，車上的BMS通訊協議與快充樁的通訊協議是基于國標27930標準進行針對性的開發，中汽研和中電聯在也在牽頭推進正式標準的發布。

關于綜合能源管理系統，我們還是希望能把它做到微網中，單獨一根樁進行充放電的價值并不大，我們希望能與光伏儲能等技術融合起來，而且微網可以與住宅區、辦公區等上一級電網進行互動，從而反向去做虛擬電廠概念。另外對車企而言，大量數據的獲得對我們后續優化放電策略以及能源管理策略大有裨益。

基于車網融合，東風的實踐

在東風技術中心園區，我們做了基于微網的V2G零碳超級場站，該場站占地806平方米，28個車位，118千瓦的太陽能板，匹配215KWh儲能系統。19臺交流樁、2臺超級快充終端、5個V2G終端，1個無線充電終端，基本上綠電每年發電14.5萬度，減碳110噸。我們最主要的是儲能，包括上游的辦公樓，微網接在我們辦公樓的變壓器下端，與辦公樓的用電負荷和供電進行互動，功能非常豐富的，包括多模式多場景充電。

在系統架構上，我們對能源、負載、儲能、物聯網(源網荷儲)進行智能管控，在不額外增加大電網壓力的情況下，實現能量盡可能自治，達到近零碳排放。

另外，我們也自主搭建了能源平臺管理，打通充電樁、光伏、儲能、車輛、監控、地鎖等相關數據，匯聚到能源交互管理平臺。實現了對各類的設備的可控管理，承載了能源管控算法的運行；實現了試驗車、私家車的充電APP，保障場站的示范運行，通過設置梯度電價、品牌系數引導客戶合埋充電。

目前東風乘用車部分E70車型，今年年底和明年投產的風神品牌部分新能源車型都將支持V2G功能

場站還有賴于后續運行，運行時間越長，數據積累越多，我們的策略可以迭代將越來越好，從而反哺我們的綜合能源管理。

車網融合涉及的面非常廣，一家車企不可能獨立完成，需要電網以及產業鏈上下游共同努力，打造這樣一個生態性技術。

（以上內容來自東風汽車集團有限公司技術中心新能源及動力中心PTO史來鋒于2023年6月12日-13日在 2023中國汽車低碳與可持續發展論壇發表的《基于車網融合的零碳超級場站的研究及實踐》主題演講。）