[汽車之家 行業(yè)] 近年來,智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)進入發(fā)展快車道,,政策法規(guī)環(huán)境持續(xù)完善,技術(shù)加速迭代,,產(chǎn)業(yè)應(yīng)用快速普及,。面對智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展全球機遇,各國紛紛加快戰(zhàn)略部署,,通過發(fā)布政策頂層規(guī)劃,、制訂/修訂相關(guān)法規(guī)、鼓勵技術(shù)研發(fā),、支持道路測試示范及運營項目等,,推動產(chǎn)業(yè)落地。當(dāng)前,國內(nèi)已經(jīng)搭建完善的政策體系,,全面推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展,,以及與智能交通、智慧能源,、智慧城市等的融合發(fā)展與生態(tài)構(gòu)建,。
中國汽車工程學(xué)會副理事長、會士,,中國科學(xué)院院士,,清華大學(xué)車輛與運載學(xué)院教授歐陽明高在演講中表示:未來十年,電動汽車會形成智慧能源的生態(tài),,分布式光伏+電池+電動汽車+物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈,,形成光儲充放一體化的智慧能源系統(tǒng)。
以下為發(fā)言實錄(精編):
首先介紹一下我的團隊,,我的團隊目前是三個方面,,一個是動力電池與電化學(xué)儲能系統(tǒng),我們剛剛在宜賓召開了世界動力電池大會,,我的研發(fā)中心也在宜賓,,很多人到我那參觀過,我們也有相關(guān)的創(chuàng)業(yè)企業(yè)群,。第二個大家比較熟悉的是氫燃料電池最近又加了電解綠氫系統(tǒng),,其實都是氫燃料電池,制氫,、發(fā)電,、燃油電池汽車等等,我們也有相應(yīng)的創(chuàng)業(yè)企業(yè)群,。今天我主要講第三塊,,總的來看到今年7月份我們孵化的企業(yè)大概50家,市值+估值超過一千億人民幣,。今天我重點講第三塊,,電控動力與智慧能源系統(tǒng),其實這是兩塊,,一塊是電控動力,,一塊是智慧能源,今天主要講智慧能源,,但是電控動力和智慧能源有很多的相關(guān)性,。我的電控動力創(chuàng)新中心是在南京,智慧能源中心在深圳,,我今天簡單介紹一下電控動力,,因為跟后面的有關(guān),重點說一下智慧能源V2X。
在電控動力方面我們把這個都叫動力平臺,,哪吒汽車就是我們團隊培育的,。比如換電重卡我們智鋰物聯(lián)也是國內(nèi)換電重卡的主流企業(yè),主要供應(yīng)換電重卡的系統(tǒng),。比如說燃料電池汽車這也是我們電控動力,,電控動力總成系統(tǒng)集成,這個我們在國內(nèi)應(yīng)該說目前是最大的,。
再比如說我們做的卡車底盤,,卡車分布式的混合動力底盤,這是一個混合動力,,另外每個輪子上都有電機,,我們做輪轂電機。放一下視頻,。這是我們輪轂電機的底盤,,這是我們裝特種車的,,我們主要是做底盤整個系統(tǒng),,因為輪子都變成電機了。我們近期做滑板底盤,,滑板底盤對我們來講也是電控動力,,無非是CTC的電池包再加上我們的電機驅(qū)動,因為我們的電機驅(qū)動是全的,,我們的電控單元年產(chǎn)量推動力是一百萬套,,因為它是傳統(tǒng)柴油汽車所有的發(fā)動機電控,國內(nèi)我們是唯一一家,,除此只有國外的博士等等,。我們常州一控的各種電控,包括逆變器,、電機電控,、燃料電池電控我們是全方位的,生產(chǎn)能力在常州七個工廠,,包括貼片都是一百萬套的生產(chǎn)能力,,現(xiàn)在也增加了慧翼智能,我的學(xué)生原來是蔚來汽車自動駕駛的助理總裁,,現(xiàn)在出來跟清華大學(xué)電子系幾個學(xué)生辦了一個公司做計算芯片,。我們整個這里頭技術(shù)都是自己的,比如說800V的高壓快充技術(shù),,電池的CTC高安全集成,,因為我們本來就是做電子系統(tǒng)的,我們有電池包的企業(yè)科技動力,有儲能電池包的企業(yè)清安儲能都是做電池包的,,這是電池板塊的,。其中最核心的就是安全。另外就是我們電磁低溫脈沖快速加熱,,我們可以在北方地區(qū)每分鐘加到7度-8度,,所以我們跟殼牌合建的充電站在張家口,幾分鐘加熱,,馬上350千瓦快充,。
另外就是電機技術(shù),包括我們多合一的碳化硅電機控制器,,這是由常州一控開發(fā)的,。另外是高密度的電動能,我們以前是做商用車電動能,,現(xiàn)在我們已經(jīng)批量供貨出口摩托車電動能,,現(xiàn)在我們摩托車的電動能大概是一百千瓦,因為是國外的高檔摩托車,,用在我們現(xiàn)在的滑板底盤上,。另外就是整車的熱管理系統(tǒng),因為我們本身就是做熱的,,包括熱泵,、空調(diào),這都是我們的范疇,。目前這個技術(shù)我們已經(jīng)在十天前的世界動力電池大會上向大家展示了,。
下面進入正題,今天重點說一下智慧能源V2X,。我們首先要看的就是新能源技術(shù)革命的主要瓶頸是什么,,實際上是儲能。比如說我們電動汽車核心就是電池,,電池就是儲能,,燃料電池反過來對制氫,它也是氫儲能最難,、最核心的技術(shù),。所以我們新能源動力系統(tǒng),新能源電力系統(tǒng)是一樣的,,大家可以看一下這就是我們新能源動力系統(tǒng)跟新能源電力系統(tǒng)的比較,,都是一個可變的負載+可變的發(fā)電,還有一個儲能系統(tǒng),。我們的新能源動力系統(tǒng)是以燃料電池為代表的,,燃料電池就是一個可變的發(fā)電,,我們一般還配有電池儲能。我們的負載是隨時變的,,現(xiàn)在新能源電力系統(tǒng)也是這樣,,負載是變的,發(fā)電也是隨機的波動的,,它跟我們這個很像,。所以新能源動力系統(tǒng),新能源電力系統(tǒng)的共性核心技術(shù)也是儲能技術(shù),,所以我們從新能源汽車到新能源革命,,我們用共性技術(shù)平臺把新能源汽車跟新能源發(fā)電聯(lián)系起來,形成新能源動力系統(tǒng),、新能源電力系統(tǒng)一體化,,這兩個系統(tǒng)的一體化。所以我們說新能源動力系統(tǒng)交通電動化已經(jīng)取得重大突破,,我們要用交通電動化促進能源電氣化,,以儲能為抓手,推動能源轉(zhuǎn)型,,新興電力系統(tǒng)發(fā)展,,這是我們正在做的事情。
我簡單介紹一下各種各樣的儲能方式,,有物理儲能,、化學(xué)儲能,、電化學(xué)儲能,,我們現(xiàn)在主要用的還是物理儲能,比方說抽水蓄能,,但是我們所謂的新型儲能實際上是化學(xué)儲能和電化學(xué)儲能,,電化學(xué)儲能就是電池,現(xiàn)在新型儲能90%都是電池,。下一步就是正在發(fā)展的氫能,,我們以前只知道氫能燃料電池汽車,但實際上燃料汽車只是氫能的一部分,,氫能交通只是氫能大戰(zhàn)略的一小部分,,真正的氫能戰(zhàn)略是很大的,尤其是氫儲能,。
我們來看有各種各樣的儲能方式,,我們對儲能的需求需要功力,需要時間,,有的是短期儲能,,有的是長周期儲能,,有的是小功率儲能,有的是大功率儲能,,這里就畫出來了各種儲能能滿足的儲能需求都是一個部分,,但是我們看一下中間,這下面都是電池可以涵蓋的,,而上面其實都是氫能可以涵蓋的,。所以實際上我們未來儲能方式主要就是電池和氫能,而且這兩者是互補的,。一個是短周期,、小功率,一個是長周期,、大規(guī)模,,形成互補。
基于成本競爭力也對中國整個儲能做過計算,,比方說我們的年代不同可能是不同的,,因為現(xiàn)在有些新的像氫能比較貴,所以暫時不會引入,,還會用抽水蓄能,,但是將來會逐步被氫能取代。我們可以看到底下藍的就是電化學(xué)儲能,,綠的就是氫能,,底下是電池,中間就是抽水訓(xùn)練和壓縮空氣等等,,這中間我們可以看出長時低頻的儲能主要是氫能,,2030年之后,近10年還不會,。
我們的電網(wǎng)和用戶側(cè)中頻儲能主要是電池,,我們發(fā)電側(cè)還有一些高頻的儲能,其實我們電池也可以解決,。比方鈦酸鋰電池等等,,現(xiàn)在他們可能還用點超級電容,還有非能等等都非常貴,,可能都會被電池取代,,這就是我們未來儲能的展望。
從電力系統(tǒng)的角度對儲能的需求分三個側(cè),,一個是發(fā)電側(cè),,一個是電網(wǎng)側(cè),一個是用戶側(cè),。電網(wǎng)側(cè)我們一般不會去碰,,因為它們是計劃體制,。發(fā)電側(cè)也是央企和能源企業(yè)控制的,我們能源革命的突破口,,市場化大規(guī)模是在用戶側(cè),,我們的分布式儲能,尤其是電動汽車智慧能源主要是用戶側(cè),。包括了V2X,、V2G、V2B等等,,這就是我們所說的V2X,。
我們現(xiàn)在的充電是一個無序充電,隨便充,,這會帶來充電的負荷很大,。比如北京“十四五”配電網(wǎng)就受不了了,必須要有序充電,,不有序充電電網(wǎng)受不了了,,電網(wǎng)改造非常貴,所以我們現(xiàn)在在幫他們做規(guī)劃,。通過有序充電電動車再翻一倍電網(wǎng)還能受得了,,這叫有序充電VEG,這是單向的,。雙向的既可以充也可以放,,車網(wǎng)互動。這就包括車跟車相互之間是可以互動的,,車跟房子是可以互動的,,車跟樓宇,車跟工業(yè)園區(qū),,一個變壓器下面我們是可以做成微網(wǎng),、局域網(wǎng)等等,可以跟微網(wǎng)互動,,不一定要跟大網(wǎng)互動,我們一般不會跟大網(wǎng)互動,,尤其是省級的電網(wǎng)我們是不會跟它互動的,。我們都是在微網(wǎng)層次,局域網(wǎng)層次,,配電網(wǎng)層次,,最多到北京市我們不會往上了。這是汪洋大海一樣的,,用戶側(cè)是汪洋大海一樣的,,這是央企沒辦法全面覆蓋的,,這就是市場化的汪洋大海�,,F(xiàn)在國家正在進行電力體制改革,,就是要放開用戶側(cè),讓市場主體都進來,,都誰都不設(shè)置門檻,,這就是我們下一步的機遇。
它是怎么起作用的,?如果無序充電會增加一個波峰,,增加一個額外的充電高峰,如果我們有序把充電放到晚間去,,它就會降低,。如果我們再進一步能夠雙向,比方說最高的曲線就是無序,,第二條曲線是有序,,第三條曲線是互動,互動就可以把你的負荷減下來,,這樣使我們的可再生能源風(fēng)電,、光伏大規(guī)模增長,因為現(xiàn)在風(fēng)電和光伏一增長網(wǎng)絡(luò)功率就不夠,,因為它是波動的,。我們現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)負載率對小區(qū)來講,一般余量非常大,,按照峰值功率設(shè)計,,平均的功率流動只是峰值功率的三分之一,但是你的電網(wǎng)得往峰值功率設(shè)計,。我們有了儲能,,有了雙向,就可以把峰值功率降下來,,把平均功率提上去,,使電網(wǎng)的利用率發(fā)揮到極致,干這件事,。
我們有多大的能力,?2040年中國有3億輛電動車,如果每輛65度電,,車上可裝電就是200億度,,這是什么概念?就是今天每天中國消費電量的總量,,我們能拿出多少來,?根據(jù)我們的計算可以拿出一半來做儲能,,不說一半至少三分之一,一半應(yīng)該是正常的,,一半是可以利用的,。這中間我們已經(jīng)考慮了出行,出行實際上每天的電量用的是很少的,,因為我們的平均出行里程,,北京也就是40公里。因為我們平均比方說100公里我們十幾度電的話,,100公里就幾度電,,是很小的一部分,每天用的電只是電池能裝電量的十分之一,,大量的都可以拿出來做調(diào)節(jié),,這是一個特別大的儲能。
有哪些V2G的方式,?首先看低壓配電網(wǎng),,解決進小區(qū)的。第二配電網(wǎng)可以跟家庭分布式光伏協(xié)同,,現(xiàn)在發(fā)改委住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部剛剛發(fā)文件要大量的做這個,。我們也是跟住建部合作推這個光伏儲能電動車一體化,包括農(nóng)村也是非常好的場景,。城市的樓宇,、停車場這個也是可以互動的,它可以集中起來參與我們的車網(wǎng)互動,,有分布式的發(fā)電單元,,V2B。然后我們再配合小型的發(fā)電機組跟微網(wǎng)互動,,比如還有小型風(fēng)電,、分布式光伏等等,可以交流,。另外中壓配電網(wǎng)有快充站,,公共充電站逐步都會變成快充,快充什么概念,?5分鐘充兩百公里,,現(xiàn)在我們的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)出來了,各個廠家都在做,,我估計2025年就會形成規(guī)模,以后我們上高速公路將來的加油站就會變成快充快換站,,轎車快充,,卡車快換,,這是我們未來的遠景,快充站,、快換站,、換電站這都是。
下面我說一下車網(wǎng)互動的平臺技術(shù),,首先就是我們車網(wǎng)互動的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ),,首先電池要升級,包括它的智能化,,包括它的壽命,,包括它的安全,我們要進一步強化,。第二就是充電設(shè)施的改造,,充電設(shè)施要從單向變成雙向,而且要由后臺管理,,這個實際上我們學(xué)生公司現(xiàn)在開發(fā)的雙向充電樁成本增加不多,,也就增加20%。第三個就是全程監(jiān)控,,我們要搞車網(wǎng)互動我們的充電樁只要回家車就得一直跟電網(wǎng)相連,,整個過程必須要安全監(jiān)控。不會要你半夜起來去插充電樁,,這當(dāng)然是不可能的,,都是一直插著,什么時候充,,什么時候放都是后臺智能化控制的,。
我們需要智慧能源V2X軟件平臺,第一是場站級的能量管理平臺,,這跟以前車上的能源管理是類似的,。我們在場站和區(qū)域間還有數(shù)據(jù)監(jiān)控與預(yù)測平臺,主要是預(yù)測交通出行和預(yù)測風(fēng)電光伏發(fā)電,,主要是氣候,,也就是氣象預(yù)報。還有四級控制中心,,主要是做虛擬電廠,,把北京幾百萬輛電動車合起來就是一個虛擬發(fā)電廠,虛擬聚合調(diào)度與虛擬電廠平臺,,最上面就是市場交易服務(wù),,因為我們相當(dāng)于開一個股市,大家都來炒電,電貴了我們就賣,,電便宜了就買,。就像股票交易的平臺一樣,我們也需要有這么一個平臺,,這就是我們從空間維度看的,。
從物理維度看,包括了功力和能量的設(shè)備層,,通信網(wǎng)關(guān)層和系統(tǒng)平臺層,,能量管理屬于信息控制能量這是一個平臺,負荷聚合和虛擬平臺基本上是信息平臺,,把這個連起來,。第三個是能源交易和市場服務(wù),這個有價格機制和很多政策,。最后是出行與負荷的預(yù)測監(jiān)控平臺,,搞能量管理的人都知道,搞車的能夠管理必須知道工況,,我們搞這個能量管理也需要知道車的工況以及發(fā)電情況,,尤其是風(fēng)電光伏發(fā)電情況。
展示一下,,這就是我們的能量管理平臺,,現(xiàn)在我們會把低碳都加進去,零碳云智慧能源平臺,,這是我們創(chuàng)業(yè)公司做的,。包括虛擬電廠的聚合控制架構(gòu),可能由本地層,、聚合層和調(diào)度層三層,。總的來講,,調(diào)度我們將來政府會參與,,比方說區(qū)政府、北京市政府都會參與,,甚至我們將來汽車由油稅變成電稅也要靠這個平臺,,然后才是各種聚合商做聚合的,最后才是我們小區(qū),。這樣一個系統(tǒng)是大家都有錢賺的系統(tǒng),,我們的車主可以賺錢通過炒電,我們的聚合商提供服務(wù)可以賺錢,,政府的平臺還可以收稅,,所以它是有商業(yè)模式的,。
最后說一下車網(wǎng)互動的應(yīng)用示范,比方說我們北京2025年大概兩百萬輛,,充電樁七十萬個,,首先應(yīng)用場景就是快充電站與光儲充電網(wǎng),,現(xiàn)在北京市的快充站和快換站沒地方建,,電網(wǎng)也不能讓它直接取電,怎么辦,?我們用換電的電池做備用電池給快充的轎車充電,,這樣來節(jié)省電網(wǎng)資源,這就是我們正在做的,,把加油站改成快充快換站,,目前是跟殼牌合作,在張家口去年冬奧會建了第一個站,,已經(jīng)在全世界發(fā)布了,。
這里頭的技術(shù)需求包括了我們快速加熱,安全快充等等,,還有全生命周期的安全管理,,這就是我們開發(fā)的智能化快充技術(shù),超級快充,、脈沖加熱,,夏天外部液冷,減少車上的東西,。這是充電耦合的光儲充電微網(wǎng)系統(tǒng),,這個我們已經(jīng)在一些地方進行供貨,北京大概現(xiàn)在有兩百多座換電站,,我們正在為北京做規(guī)劃,,把它改成現(xiàn)在的光儲充一體化站。
還有儲能安全運檢系統(tǒng),,按照是最核心的,,我們基于AI安全預(yù)警系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)在全國大概一百萬輛車上應(yīng)用了。目前正在向客戶推廣,,向維修站推廣,,現(xiàn)在已經(jīng)出了一個APP給車主,你自己就可以看,。
第二個方面是園區(qū)和政府單位的V2B和微網(wǎng)系統(tǒng),,這是我們目前正在做的一些,主要是針對辦公大樓,、工業(yè)園區(qū),、寫字樓來打造V2X智慧能源系統(tǒng),,開展有序和V2X。有好幾個場景,,這些零部件我們都已經(jīng)開發(fā)出來了,,這是我們儲能的預(yù)置艙,還有待儲能高安全的電動汽車充電集成系統(tǒng),,還有就是智慧能源的監(jiān)控平臺等等,。
第三個場景就是市郊車跟家的組合,尤其是跟光伏結(jié)合,,屋頂光伏結(jié)合,,這個面向市郊和農(nóng)村實現(xiàn)屋頂光伏+儲能+車+互動,甚至?xí)照{(diào)結(jié)合,,因為現(xiàn)在的空調(diào)要么一直開,,要么一直關(guān),真正到了智慧能源里頭開的時候可能也會是脈沖式的,,但是你不會感覺到溫度有什么變化,,這就是董小姐最近一直做廣告的說她的空調(diào)可以發(fā)電,實際上是這個意思,,光儲充一體化,。
這是我們已經(jīng)有的一些產(chǎn)品,包括能源油氣,,后端的零碳云平臺,,設(shè)備層、控制層和管理層,,包括雙向電子的器件開發(fā),,現(xiàn)在都已經(jīng)有公司做出來了,包括APP,。
最后我做一下展望,,我們認為未來十年電動汽車會形成智慧能源的生態(tài),一個是黃金組合,,我們認為分布式光伏+電池+電動汽車+物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈,,會形成光儲充放一體化的智慧能源系統(tǒng)。比如我剛才說的用戶炒電不會是手工炒,,就像現(xiàn)在交給證券公司炒一樣,,會有聚合商。還有區(qū)塊鏈來進行自動的解決,。白銀組合就是集中式風(fēng)電與光伏+氫能+燃料電池汽車+物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈,,今天時間關(guān)系氫儲能我就沒講。
展望一下,,未來中國電力系統(tǒng)是個什么樣的特征,?我們叫電線面特征,,所謂的線就是三北地區(qū)、西南通過超高壓輸電往東部輸送,,現(xiàn)在我們國家正在西部建大型的風(fēng)光基地,,這個風(fēng)光基地都是幾億千瓦的,現(xiàn)在正在加緊建設(shè),。然后通過特高壓輸電加上儲能電池,,因為現(xiàn)在儲能主要是在那邊。
第二個就是點,,我們東部大家看密集的這些點,,大量的火電廠都在東部。這些火電機組用的省內(nèi)高壓輸電網(wǎng),,目前主要抽水蓄能是在東部,布置了差不多上千個抽水蓄能電站,。
我們重點做的是面上的事情,,面商負荷+低壓配電網(wǎng)+分布式光伏+電動汽車,我們要發(fā)揮兩個優(yōu)勢,,一個是中國光伏世界第一的優(yōu)勢,,一個是中國電動汽車保有量世界第一的優(yōu)勢,這兩個優(yōu)勢結(jié)合起來我們認為完全可以形成沖擊整個電力系統(tǒng)改革的一股市場化力量,。我們預(yù)計線上也要跨區(qū)平衡,,點上要區(qū)內(nèi)平衡,我們重點做的是局部平衡,,因為電是每時每刻都要平衡的,。
在這方面我們也做了模擬計算,比方說當(dāng)碳中和的時候,,我們有V2G跟沒有V2G相比,,電的是有V2G的,大家看無序沒有V2G是那樣的,,相互之間跨地區(qū)輸送特別多,。當(dāng)我們有了V2G之后,我們沒有必要從西部大量的往這邊送,,因為我們V2G替代儲能,,我們大概會使跨區(qū)域的輸電量下降1.7萬億千瓦時,更好的平衡,。
這就是我們未來用全國各種數(shù)據(jù)算到的,,如果有V2G是底下的,我們的儲能大概是一千GWH,,如果沒有V2G無序充電大概要七千個GWH,,我們可以省掉六千GWH,,這是對中國能源轉(zhuǎn)型重大的戰(zhàn)略。(文/汽車之家 張凌霄)
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