一车一桩梦碎,但社区充电仍有解-电动汽车观察家

一车一桩梦碎,但社区充电仍有解

电动汽车车主想要有一个自用的充电桩,看起来越来越难了。

2月24日,上海政府官网正式对外印发了《关于本市进一步推动充换电基础设施建设的实施意见》(下称《上海意见》)。其中出现了“‘统建统营’小区原则不再接受充电桩个人独立报装”、“老小区充电设施建设统筹推进以‘一桩多车’共享为原则”等字眼,引发车友热议。

有车友担忧,当前上海市的电动车占比大约是10%,上海就出台了这样的文件,上海之外的地方,在电动车占比提高后,当地政府是否会“照搬”上海市政府的文件?电动车主在家就能充电的梦想,会不会就此破灭?

确实,在《上海意见》之前,成都等地出台的充电桩建设政策,也给出了类似提法,虽然仍然提出了自用桩“自建自管”,但也鼓励充电运营商进入社区,建设小区公用桩,“统建统管”,“有序充电”。可见,上海主管部门的意见,并不是孤例,而可能广泛采用。

电动车主当然是希望充电越方便越好。但是社区管理者和城市管理者无法满足所有电动车主的要求。

从上海的实例来看,作为全国推动电动汽车应用最“给力”的城市,也需要直面“日渐增长的充电需求”和“有限的小区配电容量”之间的矛盾。上海市政府的前车之鉴,其他城市也难躲过。

不过,我觉得电动车主,特别是潜在的电动车主不必悲观。我们不妨回归基本,仔细思考一下,“社区充电难”,究竟在表达什么?

大部分小区车主驾车回家,通常是这么一套标准流程:停入车位,车位旁边有充电桩,桩上有一根交流充电枪;拿起交流枪插枪充电;什么时候充满不管,反正一晚上肯定可以充满;第二天早上7:00-9:00,开着满电的电动汽车出门。

检验这每一个过程的要素和其结果,可以发现,每一个环节都可以变动:

车位方面,可以是业主自有车位,也可以是公共随机车位;

交流充电桩,可以是自建的,也可以是公共的,甚至也可以不是交流的;

停车插枪,但什么时候开始充其实无所谓,充满就行,甚至,充上就行;

第二天满电出发——其实无需“满电”,主要够用就行。

当我们挣脱出“个人专用桩”+“充满电”的镣铐之后,再看“社区充电难”,其实也没那么难。

其实,《上海意见》中也列出了许多帮助电动车主在小区充电的办法。“一车一桩”的乌托邦梦想破碎,但是还有很多充电解决方案。用大家耳熟能详的一句话表述就是“不管黑猫白猫,抓到老鼠就是好猫。”

下面,我们来盘点一番在“社区充电需求”下,“一车一桩”之外的解决方案,及其可行性。

01

多车共享交流单桩单枪

此模式应该是大部分读者在看到《上海意见》中“一桩多车共享”字眼后的最直观想法;也是现实中,施工条件最简单最容易的,却是实际运营中,最没办法落实的

原因很简单,枪头就一个,对应服务的车位就一到两个。而市面的电动汽车大部分默认设置是锁车后,车锁定交流枪,拔不出的。如果充满的车辆不解锁,后续的车主根本无法拔枪换车插枪。

更何况,如果是能服务的车位只有一个,充电车主不移车的话,后续车主将完全无法“共享”。

由于低功率充电时间漫长,如果是23:00开始充,充满时间点通常是凌晨2:00-4:00,想让车主在车辆充满之际及时下来移车,简直是天方夜谭。

02

交流单桩多枪服务多车位

《上海意见》虽然强调“一桩多车共享”,但并没有规定一个桩只能有一把交流充电枪。因此,一个桩配备多把交流枪,在额定功率内调整每把交流枪控制导引线路的占空比,根据策略分摊单桩功率,让一个桩可以服务多个固定车位。

本质上,这就是《上海意见》提到的“智能桩”,将有限的功率分摊到每个车位上,每个车位都可以充上电。只是共享充电的车越多,每台车的充电时长就会越长

此外,“智能桩”还有一种更简单更便宜的实现策略,是采用分时轮询充电。这种方式缺点在于,每台车的最大交流充电功率不一样,分时充电无法确保充分利用充电桩的“额定功率”;加之时间轮询的“切片时间”也容易造成一定程度上的不公平,有一定的局限性。

03

小区充电桩统建统营

一般而言,电动车主安装自用桩流程是:

业主单独报装私人充电桩,供电局装表后,业主再请电工铺设电表到车位的电缆线路,安装充电桩。

但是,自用桩走线电缆采用星形结构,充电桩工程多了以后,电缆数量也会增多,车库顶或小区地面将无法承载更多的私人充电桩电缆,更不用提其他约束。

相比之下,其实统建统营是对业主最省心的方案。采用粗电缆作为主干线,细电缆分流,集中施工铺设;单枪成本可以最低,安全性最高,最重要是可以确保每个充电车位都能有一把充电枪。有了充电枪,自然就不允许再安装私人的充电桩了。

缺点是,必须召开业主大会,取得大部分业主的同意。在城市电动汽车占比没超过50%的情况下,业主大会通过议案的概率较低。

04

移动式充电机器人

新闻有报道有一些企业推出了充电机器人,能够自行移动到电动汽车旁边给车充电。缺点是昂贵,无法大规模推广

大众汽车的充电机器人

05

代客充电

正所谓,技术不行业务补,机器不行人来补。和代驾一样,优质小区物业也可以推行代客充电业务,把小区的充电需求转移到公共场所的快充上。

06

直流微电网

考虑到ChaoJi超充接口、新型电网等新科技的落地,社区充电又有了新的解决方案。

直流微电网发展于光伏电站常见的变流器PCS(Power Conversion System),集中整流(交流→直流)和逆变(直流→交流)。小区部署直流微电网以后,变流器PCS输出的700-1000V直流电,即可通过直流母线传导到各个车位。每个车位的直流桩都从母线获取电能,并通过DC-DC调整电压和电流,输出给插枪车辆。

直流微电网的优点在于,可以整个小区宏观管控,智能调整每一个直流枪的输出功率,实现高电压小电流充电,从而保证总功率不超过小区停车场的配电容量。

尽管如前文所述,交流桩也能“调整每把交流枪充电导引线路占空比,根据策略分摊单桩功率”,但这个做法也可能会导致充电中断,部分车型在中断后无法自行重新启动充电。

缺点也显而易见,直流微电网必须使用国标直流枪或者ChaoJi充电枪,无法服务没有直流充电口的车辆。考虑到充电枪和配套设备的成本,对比直接采用国标交流桩,在小区建设直流微电网的成本明显偏高

目前,直流微电网是直流快充站的一种建设方案,宁德时代等企业有所涉及。业界内常见的一桩4-8枪的“电堆”,即是一种最小化的直流微电网。

ChaoJi充电枪头

07

直流配电网

直流配电网即供电局直接将直流母线送入小区,是直流微电网的更加扩大化,如全面推广,将成为我国建设新型电网的重大成就。

直流配电网的优点:

在小区充电层面,直流配电网可以实现直流微电网所拥有的所有好处,并且还可以节省掉直流微电网的PCS设备。在小区停车场内,将不再有整流(交流→直流)的需求,所有车辆在充电时,会把直流充电视为“理所当然”。

最关键的是,由于直流配电网属于新建的配电网,配电容量只受制于直流母线,不再有变压器造成的容量限制,配电容量相对于小区原先的交流配电网会有极大提高。再加之直流充电可群控,每把枪的充电电流可方便调整,整个小区的充电体验将会更好。

08

V2G2V:车辆到电网再到车辆

《三体》中,有这么一段智子的话语:

智子环视大厅中所有的人,“粮食?这不都是粮食?每个人看看你们的周围,都是粮食,活生生的粮食。”

读者们有什么启发么?没错。其实我们只要把脑洞再放开一点,就会发现小区充电的场景,天然就存在大量的电力储能载体——电动汽车。未来,通过直流电网和V2G技术,小区自身不需要部署昂贵且占用建筑面积的储能设备,而是动态调配各个车辆电池包中的电能;就类似我们调控管理一大批存水量不一致的水桶。

先期回到小区的车先充电。后回到小区的车辆充电时,电能来源于直流母线;而直流母线中的电能,可以来源于配电网,也可以来源于同小区充满电且支持V2G功能的电动汽车。

V2G2V,电能还需要经过3次转换,有人提出,直接按需求急迫程度分配充电不就行了。

比如,有位装修老板就提出,可以用经济杠杆,动态调整充电价格,来迫使人们调整充电时间点。比如凌晨3点后充电,电价或充电服务费更便宜。

对此,笔者认为,并此种经济杠杆并不能实操。因为人类的经济行为取决于个体的决策。在小区充电场景上,无法确定的动态充电费用,将会造成车主的恐慌。

而且,无论是人类还是计算机执行决策,都会有一个执行时长,造成结果很乌龙。典型的就车辆导航中常见的“绿路很堵”状况:路上的司机都看着某条支路绿色不堵车,都绕这条不堵的支路,结果一下子大车流涌入,绿路瞬间堵成一锅粥。

真正的经济杠杆应该如何使用呢?就要回到V2G2V的场景。让我们再回头细想,“第二天满电出发”的需求是真需求吗?如果给车主某些好处,车主的出门车辆SOC需求是否可以降低呢?比如90%电量出门、80%电量出门。

车主:当然可以,得加钱!

事实上在城市场景中,相当大的一部分纯电车,以80%电量出门,通勤一天到晚上回到家,电量是完全够用的,甚至会剩下30%以上。

因此,只要夜间先充满电的车主,同意把电池包10%-50%的电量通过V2G技术销售给电网或充电运营商,则车主可以得到一定量的收入。电网或充电运营商可以灵活制订收购电的价格策略,实现经济杠杆。

车主方面,只需要设定车辆V2G放电的留存SOC值,比如50%-90%,然后“挂单”最低售价即可。借助V2G技术,车之间可以调配电量,整个小区的充电可用功率将会大幅提高。

09

总结:发展中解决问题

本文列举了8种社区充电解决方案,可行性不一,但对于“社区充电难”可以说,办法总比困难多。另外,随着技术的进步,行业的发展,解决方案也越来越多。

许多人不知道的是,空调流行起来的时候,也曾对小区电容造成过巨大挑战。如今,家家户户安装空调等大功率家电,已经完全不成问题。

社区充电难,只是一时之难。汽车完全电动化时代的人们回看现在,也就是一笑:曾经沧海难为水,除却巫山不是云。

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