特斯拉的V2G布局

比亚迪曾经有一个特别走心的实景广告,一位特斯拉女士由于电量耗尽受困在街道中,一位比亚迪宋男士英雄救美,将自己车上的电量转移给了特斯拉女士。这种能够实现电动汽车直接向外供电的技术叫做V2X(车车之间叫V2V,车与电网之间叫V2G,当然,还有火锅、麻将桌、烧烤……),这其中应用到的关键技术叫做bi-directional charging,即所谓的双向充电。

现在,特斯拉极有可能上线这一功能。
Electrek在昨天的一份报道也专门提及到了该项功能,它们在Model 3的硬件电路中其实已经具备了该种功能的实现,但特斯拉没有激活这种功能。Electrek援引的是一位电气技术员Marco Gaxiola对Model 3车载充电器OBC的逆向分析,OBC以及相关的电路原理图如下:
这种在硬件层面提前布局的做法,正是特斯拉一贯的风格,以便在后续时机成熟时统一上线新的功能。实际上,在去年我们就发现,Model 3没有预充电阻和预充继电器,而Models使用的是电阻+继电器这种常规预充电路,这种方案稳定性高,但损耗比较大。
基于当时的信息,推知的是,Model 3应该是将预充电路的功能集成到DCDC回路中,而且是采用了双向DCDC的方案。其原理示意图如下:
Model3使用双向DC模块做电机控制器电容预充。双向DC由于使用了电感等储能器件,加上双向同步整流拓扑结构配合电压电流精确控制,可实现较小损耗的预充。发热量小。同时汽车下电后,还可以回收电机控制器电容能量到电池包,做到快速下电和节省能量。但这种方案的稳定性较差。
当然,这两种双向的技术并非什么新鲜的技术,也没有很高的门槛,但是一旦特斯拉上线这些功能,其对行业的影响将非常大。
首先,未来的分布式电网一定是个趋势,而电动汽车是整个电网生态中不可缺少的部分。马斯克和前首席CTO 斯特劳贝尔都是这一场景应用的忠实拥护者,但为什么一直特斯拉没有推出该功能呢?
一个原因:是早期特斯拉的销售的车辆基数还少,这样对于V2G来说是没有意义的,现在特斯拉全球的销售已经超过了100万辆。根据斯特劳贝尔在2015年预计,当达到这个基数时,特斯拉对电网载荷的控制容量将达到10GWh,此时V2G才具一定的规模效应。
我们知道,特斯拉从来不发布什么“概念车”,每一个产品都是量产的,所以,V2G也一样,不会搞什么噱头,要做的话,一定是直接批量应用的。这个时候,只需要激活Model 3这些车型的硬件即可。
另一个原因:在于电芯。对于马斯克来说,电动汽车首先是个交通工具,这是第一位的,而V2G的双向充放电,将会对电芯的循环寿命等带来较大的衰减,这对于早期的特斯拉车辆来说是不可接受的。随着“百万公里电池”的突破,这种衰减带来的影响将大大降低,即电芯层面也具备了这个基础。
这个电芯的开发也正是Jeff Dahn极力想推广的,他本人也看好V2G的这种应用,所以,BatteryDay有很多值得期待的新东西。
V2G不是一个单纯的技术问题,它涉及到的系统问题,商业模式问题同样也是阻碍这一技术落地的原因。现在看来,特斯拉的整体布局可以克服这些不足。
  • 特斯拉已量产了自己的太阳能光伏产品;
  • 特斯拉已大规模推广自己的储能产品Powerwall/powerpack/MegaPack;
  • 特斯拉已布局了支持线上能源货币交易的平台Autobidder;
这样,低成本/高寿命的电芯+百万级车队+光伏发电+储能+能源交易Autobidder,就构成了特斯拉V2G的一个雏形平台基础。

因此,特斯拉称自己是一家能源公司。


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