12月2日，中国电动汽车百人会2021年度媒体沟通会在北京举行，会议宣布第八届中国电动汽车百人会论坛将于2022年3月25-27日正式举办。中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高院士就新能源汽车产业技术与总体发展趋势做了四方面的详细阐述，以下为第三部分“快充快换、车网互动及电动汽车智慧能源”。
本文来源：微信公众号 电动汽车百人会 ID：ChinaEV100
相关阅读：
欧阳明高：2021年新能源汽车技术与市场亮点及中长期趋势
欧阳明高：动力电池可持续发展技术路线图
01
超快充电问题
大家对电动汽车仍然不太满意的是充电不如加油快。
今年十一长假，很多用户抱怨电动车变成了“电动爹”。其实高功率型动力电池是可以像加油一样超快充电的，但其比能量低，无法满足长续航要求。现在长续航的电动汽车越来越多，装的都是强调高比能量的能量型动力电池，要想超快充电就不太容易了。比如350千瓦超快充电，5分钟充接近30度电。要解决的问题不少。充电倍率太大，电池受不了；充电电流太大，车受不了；充电功率太大，电网受不了。为此，电池本身要具备快充能力，即比较高的峰值充电倍率。车载电气系统的电压要提高，如增加到800伏以便在超大功率充电时减小总充电电流。最好采用储能电池放电达到350千瓦的高功率以减轻电网负荷，这样才能便于超快充电。
这中间最难的还是动力电池本身快充潜力的发挥。大家知道充电过程是最容易发生安全事故的，主要原因是快充导致锂枝晶造成内短路。为此，需要开发无析锂的快充技术外，还要选择超快充电区间和幅度。研究表明，比较合适的是在电量低到一半以下，5分钟充1/3的电量，而不是充满。充满会遇到很多问题，安全问题、寿命问题、发热问题等等，得不偿失。超快充电应当主要用在高速公路应急补电，比如现在五六百公里的车，5分钟充1/3电量就是200公里，这是比较科学合理的。除了解决这个核心问题外还要考虑全气候，比如冬天和夏天，冬天要加热，夏天要散热。所以，还要配备快速加热、快速冷却。快速加热现在可以做到每分钟最高升温7接近8°摄氏度。夏天还要加大强制冷却的功率。我们团队已经开发出满足上述要求的超快技术。
现在中国电力联合会制定的超级快充标准已经开始公开征求意见了。我的团队与壳牌合作在加油站已经建设了几个超快充电示范站进行试验考核。
基于储能电池放电的超级快充其储能电池从哪儿来？有两种办法，一，直接带储能的充电站，但成本偏高。二，跟换电结合。因为换电本身就有很多电池是备用的，备用电池就可以做储能电池。商用车快速换电这个趋势已经非常明显了。工信部已经在全国进行换电试点，我的团队也在宜宾等几个城市做换电。总的来看，目前高出勤率、重型载荷、短途运输的卡车搞换电是最火的，比如矿区、建筑工地、钢铁厂、港口等等，这是首先要进行的，将来逐步扩展到城市和高速公路。
我们认为，快速充电和快速换电相结合，卡车快换轿车快充，换电备用电池给轿车快充，将是一个优势互补资源共享的解决方案。而且这种快充快换站的使用与原先燃油车加油的习惯和频率、及位置很接近。大能源企业非常适合在加油站建设快充、快换耦合站。
同时，快换的电池实施租赁，能源企业开电池银行。对大能源企业来讲，这也是转型的一个非常好的方向。因为在燃油车的补能模式下，能源就是柴油汽油，所以燃油车是一种能源消耗型的交通工具，而电动车是一种材料循环型交通工具，对于材料循环最好的方式是拥有电池。石油公司拥有了电池就拥有了材料循环，也就拥有了材料，跟拥有石油是完全类似的。长期看，这是一种比较合理的商业模式，我相信会有极大的前景，而且大能源企业一定会介入。现在的充电企业会面临新的竞争压力。
02
慢充与车网互动
据统计，目前家用电动汽车充电量的75%是通过慢充获得的。而慢充主要是在家里慢充。随着电动车数量快速增加，慢充会给电力负荷带来很大压力。
北京现在已经快40万辆电动汽车了，而且使用频率大大高于燃油车。现在每天上下班车流里至少有20%的电动汽车了，很快就会到30%、40%。大家下班回家都充电，电力系统受不了。现在深圳等地已经出现这个问题了。所以，无序充电的时代即将结束，之后就会进入有序充电阶段。会有后台来管理充电，通过电价机制把充电调整到电力负荷低谷区间。现在深圳已经开始做示范了。
管理充电的信息网会智能调度电网的充电能量，能源互联网的雏形就出现了，这是一件非常非常大的事情。有序充电还是单向的能量流动，控制一下什么时候充。再进一步发展就是双向的，电动汽车电池会既充电又放电。比如，电动汽车与建筑或者房屋连接构成一个能源系统，也就是电动车作为一个储能装置，可以给建筑供电。地下车库都停着我们的电动私家车，将来晚上的电价跟白天电价差别会比较大，比如阶梯电价差1块钱，就会有收益。随着向可再生能源转型，风电光伏发电波动大，电多的时候先储储存一部分，没电的时候再放出，这样一来储能的作用会很大，电价差也会越来越大，电动汽车作为储能装置的价值就会发挥出来。
前面提到，2025年电池汽车车上的电池容量就超过20亿千瓦时了，到2040年3亿辆电动车，一辆车平均65度电，就是差不多200亿度电，等于我国今天全社会一天消费的总电量。这一巨大储能系统将产生巨大的碳减排潜力。我们初步计算碳减排潜力可以高达10~20亿吨。这个数量十分惊人，还需要碳排放计算专家的确认。
总之，电动汽车储能的潜力极大，会是一个巨大的蓝海市场。现在，各级政府都在面向双碳目标大搞碳减排。其中最重要的途径之一就是基于电动汽车的智慧能源，包括光伏、电动车电池、充放电装置、家用电器连成网，一个小区、一个单位、一个社区可以形成一个个微电网。一个行政区有许多微电网联起来变成区域电网，最后形成整个城市的智慧能源，成为绿色智慧城市的重要组成部分。
大家可能会疑问，电动汽车是分散的、移动的、随机使用的、充电装置也不是到处都有的，这种理想的结果如何实现？首先，慢充设施要大普及。慢充今后的规划是每辆车至少有一个充电桩，最好有两个，就是工作单位和家里各一个。最终理想的状态是车停下来就会接入电网，这样才能形成储能和电网互动这种功能的实现。实现的手段很多，比如利用车载双向充电机，车下只是需要一个智能插座就可以了，智能插座其实是解决结算问题，就像我们骑共享单车，只要骑了就可以结算。现在可以充电的地方其实还是很多的，220伏插座很多地方都有。但问题是，不是你家的电，是不能随便充的。但是如果有了智能插座，结算问题解决了，这个问题就迎刃而解了，这从技术角度看只要有标准规范，安全是有保障的。关键是如何实施。
新的推动力量就是各级城市都要创建低碳城市，需要推广电动汽车，推广光伏、推广储能，这个时候政府会大搞新基建。每个城市每年都有碳减排指标，是必须完成的。如果碳指标降不下来，新的投资就无法上马。这就像以前各个城市竞争GDP一样，现在要比赛碳减排。全国各大能源企业也都在各个地方投资，整县整市推进可再生能源与智慧能源。以电动汽车为核心的电池储能和光、储、充一体化的智慧能源系统很快就会在全国逐步展开。
我估计这个进度，在2025年之前主要是有序充电，2025年到2030年会发展出跟建筑和微网互动，2030年之后会与配电网互动。从系统分级看，底层是充放电的硬件设施，中层会是大量的电动汽车储能和微网聚合商，上层是政府介入的调度管理平台。有区一级的、城市级的，省级的和国家级的国家电网总调度。相关的技术问题并不是非常难，我的团队现在也开始进行这方面的工作，我们正在与合作伙伴一起选择中等城市来做示范。以可再生能源为主体的电力系统的特征将会是分布式、市场化为主。
国家电力改革基本政策是两头放开，管住中间，即只管电网，把用户端和发电端放开，建设全国统一的电力市场。我们电动汽车充放电也会是一个市场。充电、放电就跟股票的买入和卖出一样，相当于建了一个电动车的股市，电价低就充，电价高就卖。通过经济激励手段实现对波动性风电与光伏等可� | 
