电动车电池双向充电 – 如何做到？

Gero Rueter

通过双向充电，电动车电池不仅能为电动车充电，还能向建筑供电。此外，还可以在电力过剩时储存电力，并在供应不足时释放电力，从而稳定电网供需。

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（德国之声中文网）电动车电池功能日益强大，电池可以通过电网或屋顶太阳能系统进行充电。而当车辆闲置时，其电池则可以通过双向充电技术为家庭和电网储存电能，从而降低电力成本。这种双向充电是如何运作的？是否存在缺点？

什么是双向充电？

到目前为止，一般仍是充电站向电动车（EV）单向充电。
充满电的电池不仅能为电动机、电子设备、照明以及供暖设备供电，还可以为比如露营时的冰箱、建筑工地上的电钻甚至另一辆电动车等外部设备供电。这些附加功能被称为车辆到设备（V2D）和车辆到负载（V2L）供电。

而通过最新的双向充电器，电动车电池还能通过V2H（车辆到家庭）技术为整栋建筑供电，或通过V2G（车辆到电网）技术将电力输送到公共电网。此外，双向充电器也可以为车辆本身充电。

目前，双向充电设备仅在部分充电站可用。

电动车电池的功能正变得日益强大，且价格越来越低廉。例如，特斯拉Model Y的电池容量至少为62千瓦时（kWh），大众ID.4为77千瓦时，而雷诺小型车R5也至少有40千瓦时。

相较之下，德国一个两口之家每周电力消耗约为54千瓦时。一辆中型电动车电池在充满电的情况下完全可以满足其供电需求。

此外，大众ID.4和雷诺R5的新车型已经被设计成可为建筑供电并能将电力输向电网。

有了双向充电站，太阳能可以在白天从屋顶流入汽车电池存储，晚上再从汽车电池流向建筑物供电。这意味着人们无论白天和夜晚均可以享用低廉的太阳能发电。

将电动车与住宅相连接，房主可以省去为太阳能系统额外安装电池储能装置的成本。单户住宅的太阳能电池储能系统通常容量为5至10千瓦时，成本高达1万欧元。

此外，德国研究机构弗劳恩霍夫研究所（Fraunhofer Institute）智能电网专家罗伯特·科尔斯（Robert Kohrs）表示，双向充电“本身不会损害汽车电池”。“如果操作得当，有控制的充电和放电可以将电池寿命延长5%到10%。”

在德国，汽车驾驶时间平均每天不到一小时。在其闲置时间里，电动车电池可以被电网运营商短暂地用于存储电力，从而弥补电网地供电和需求波动。

这将有助于将流入国家电网的太阳能和风能存储起来并加以利用。近年来，丹麦约70%的发电量和德国近50%的发电量来自可再生能源，而这些来自新能源的电力往往是在用电需求较低时产生。

电动车电池则可以将这些可再生能源产生的多余电力暂时地存储起来。在用电需求增加时，这些电力可以被输回电网。这不仅可以减轻高峰用电时期燃气或燃煤电厂的压力，还能减少稳定电网所需的电池储能量。

根据欧洲环保组织“交通与环境”（Transport & Environment）委托进行的一项研究，在欧盟，共享使用电动车电池，节电潜力每年可能达到220亿欧元。

该研究报告指出，电动车电池可以满足欧盟多达9%的电力需求，在高峰时甚至可暂时达到20%，从而成为电力系统的重要支柱。

根据发表在《科学》杂志上的一项研究，在未来，可负担的、环保的能源供应将主要基于太阳能和风能，但至2050年，全球将需要容量为740亿千瓦时的电池存储系统。

研究人员表示，至2050年，全球电动车数量可达到 15 亿辆。若每辆车平均电池容量为60千瓦时，这些电动车的储能总量可能达到900亿千瓦时。

根据德国弗劳恩霍夫研究所有关电动车电力整合的研究，电动车车主通过将电池电力与家庭或电网共享，每年可节省31至780欧元。

在法国，雷诺新款电动车R5车主若平均每天将电动车连接至双向充电站15小时，可免费获得驾驶1万公里所需电力。

来自德国-瑞士双向充电推广公司Mobility House的托马斯·拉菲纳（Thomas Raffei）表示，这一提议在法国反响良好，“已经引起了很多兴趣。” 拉菲纳向德国之声透露，公司计划推出更多类似优惠，来帮助消费者通过灵活用于电动车电池降低能源成本。

根据能源供应商Eon委托进行的一项调查，77%的受访者愿意使用双向充电技术为自家建筑供电，而65%的受访者支持将电力输送至电网。

专家建议，新一代私人以及公共充电站应尽可能实现双向充电功能。

据弗劳恩霍夫研究所估计，这将使小型充电站（最高22千瓦）的初始成本增加约100欧元，快速充电站的初始成本将增加约250欧元。但这些额外成本可在几个月后通过节省的费用抵消掉。