Специальный отчет о замене батарей на новых источниках энергии: недооцененные станции замены батарей (часть 2)

Теоретически пиковую выходную мощность зарядных станций трудно поддерживать. Хэнаньский институт метрологии обнаружил, что, например, при номинальной мощности 60 кВт для транспортного средства на новой энергии при изменении входной мощности переменного тока эффективность преобразования будет увеличиваться, но она всегда будет меньше теоретической выходной мощности, и не может достичь 100%.

Кривая выходной мощности нестабильна, показывая медленный рост, за которым следует быстрый спад. На примере BYD Han EV реальные испытания, проведенные платформой оценки автомобилей DCD, показали, что выходная мощность нового энергетического автомобиля в процессе зарядки будет постепенно увеличиваться примерно до 110 кВт. Когда аккумулятор достигнет 50% емкости, выходная мощность значительно снизится до 22 кВт, пока аккумулятор не будет полностью заряжен. На протяжении всего процесса зарядки пиковая мощность поддерживается менее половины времени зарядки, в результате чего фактическое время зарядки транспортных средств на новых источниках энергии намного превышает теоретическое значение. 

Существует несколько причин, по которым выходная мощность зарядных станций не может достичь номинальной мощности:

 1. Нестабильность электросети приводит к нестабильной выходной мощности. Из-за неравномерности нагрузки на сеть и мгновенного изменения нагрузки во время зарядки могут возникать колебания напряжения и переходные колебания напряжения, что может повлиять на скорость зарядки электромобилей и в некоторой степени повредить аккумулятор. С популяризацией зарядных станций увеличивается нагрузка на электросети, что приводит к усилению колебаний сетевой нагрузки.

 2. Перегрев аккумулятора снижает мощность передачи. Зарядные станции во время процесса зарядки выделяется большое количество тепла, а когда теплоотдача аккумулятора плохая, это может привести к повышению температуры аккумулятора. Когда температура батареи превысит определенный порог, это снизит мощность передачи и приведет к повреждению батареи.

3. Потери энергии происходят в процессе зарядки новых энергетических транспортных средств. Зарядные станции постоянного тока может привести к потерям тепла в кабелях, батареях и других компонентах во время процесса зарядки, что может снизить фактическую выходную мощность зарядной станции по сравнению с теоретическим значением. 

4. Старение и повреждение Зарядные станции для электромобилей также может снизить выходную мощность. Старение и повреждение зарядных станций могут привести к невозможности обеспечить электроэнергией транспортные средства, работающие на новых источниках энергии, на нормальном уровне мощности, что приведет к снижению выходной мощности по сравнению с номинальной мощностью.

Нагрузка электросетей затрудняет удовлетворение спроса на электроэнергию. зарядная станция строительство. Большое количество зарядные станции оказывает огромное давление на энергосистему, а существующая мощность энергосистемы недостаточна для удовлетворения спроса на строительство зарядных станций. Если взять в качестве примера Шанхай, то к концу 2022 года количество автомобилей на новых источниках энергии в Шанхае достигнет 945 000. Предполагая, что мощность составляет 200 кВт для Быстрая зарядка постоянного тока, выходная мощность, когда все автомобили на новых источниках энергии в Шанхае заряжаются одновременно, может достигать 18,9 миллионов кВт. Согласно прогнозу электросети Шанхая, максимальная нагрузка электросети Шанхая составляет около 35 миллионов кВт, в результате чего соотношение потребности к фактической нагрузке составляет 5,9 раза. Когда новые электромобили в Шанхае заряжаются при минимальной мощности, она может достигать 540% от пиковой нагрузки всей электросети Шанхая. Чжан Чэньюй из Университета Гуанси использовал математическую модель, чтобы сделать более точные прогнозы воздействия зарядных нагрузок транспортных средств на новых источниках энергии на энергосистему. Взяв за объект исследования город Иу, результаты исследования показали, что на нагрузку электросети большое влияние оказывает зарядная нагрузка, при этом самая высокая пиковая нагрузка обычно приходится на ночное время зимой, а летом на пиковую нагрузку влияют погодные условия и происходит около полудня. На нагрузку электросети сильно влияет зарядка транспортных средств, работающих на новых источниках энергии.

При существующей нагрузке на энергосистему еще сложнее поддержать строительство крупномасштабных сверхбыстрых зарядных станций. В настоящее время Extreme Battery запустила сверхбыстрые зарядные станции с пиковой мощностью 800 кВт, что делает ее зарядной станцией с самой высокой пиковой мощностью для одного пистолета. Однако трансформатор мощностью 1250 кВА может поддерживать зарядку только одной сверхбыстрой зарядной станции мощностью 800 кВт, а трансформатор мощностью 2000 кВА может поддерживать зарядку только двух сверхбыстрых зарядных станций мощностью 800 кВт. Когда сверхбыстрые зарядные станции используются в больших масштабах, это может привести к коллапсу энергосистемы. Поэтому, сверхбыстрые зарядные станции обычно необходимо использовать в сочетании с устройствами хранения энергии.

Станции замены аккумуляторов и зарядные станции не являются взаимоисключающими, и станции замены аккумуляторов переходят на модель дополнительного энергоснабжения (замена аккумуляторов + зарядка). Стоимость станций замены аккумуляторов и зарядных станций в основном связана с затратами на распределительное и измерительное оборудование (более 30%). Модель «интегрированная станция зарядки и замены» может обеспечить более высокую пропускную способность при той же стоимости и меньшей занимаемой площади. Станция замены аккумуляторов третьего поколения NIO может быть оснащена от 4 до 20 блоками суперзарядки. Взяв в качестве примера стандартные условия зарядки с нагрузкой электросети 630 кВА, предполагая расположение 8 блоков суперзарядки на территории с 10 парковочными местами по сравнению с конфигурацией станции замены аккумуляторов NIO плюс 4 блока суперзарядки, зарядка станция с 8 блоками суперзарядки может полностью зарядить 8 транспортных средств на новых источниках энергии с аккумуляторами емкостью 80 кВтч, в то время как интегрированная станция с заменой и зарядкой аккумуляторов может обслуживать 12 автомобилей за 5-минутные циклы, а 4 блока суперзарядки могут обеспечить услуги по замене аккумуляторов для 4 автомобилей. , обслуживающий в общей сложности 16 автомобилей. Таким образом, интегрированные станции зарядки и замены могут обеспечить более чем в 1,6–2 раза большую пропускную способность при полной загрузке по сравнению со станциями суперзарядки при том же проценте занятости площадей.

Станции замены аккумуляторов сами по себе являются устройствами хранения энергии, а встроенные станции зарядки и замены имеют более низкую стоимость. Станции замены аккумуляторов имеют возможности хранения энергии. Их можно использовать для снижения пиковой нагрузки в электросети путем зарядки аккумуляторов в периоды низкого энергопотребления и предоставления услуг по замене аккумуляторов в периоды высокого энергопотребления, эффективно балансируя электропитание и снижая нагрузку на энергосистему. В то же время интегрированные станции зарядки и замены могут снизить затраты за счет совместного использования трансформаторов.