電動汽車智能充電是指能夠監(jiān)控、使用和限制充電設(shè)備的使用以優(yōu)化能源消耗的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可以由用戶（用戶管理充電，或 UMC）或供應(yīng)商（供應(yīng)商管理充電，或 SMC）管理。在第一種情況下，電動汽車的車主根據(jù)能源價格和自己的需要選擇充電時間。在另一種情況下，能源供應(yīng)商直接介入管理，通過V2G（Vehicle to Grid）技術(shù)，根據(jù)電網(wǎng)狀態(tài)、當(dāng)?shù)赜秒娏亢蜖顟B(tài)信息實時調(diào)節(jié)車輛的充放電電動汽車的充電。

介紹

整個交通部門正在發(fā)生根本性的變化，由于各種原因，這種轉(zhuǎn)變越來越多地轉(zhuǎn)向電動汽車或e-mobility。推動電動汽車轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵因素主要有以下三個：

環(huán)境——我們都知道氣候變化如何成為頭等大事，從而需要減少溫室氣體排放；

技術(shù)，尤其是汽車行業(yè)。由于成熟的技術(shù)以及一些政府組織決定的逐步脫碳的激勵措施和計劃，電動汽車 (EV) 正在獲得越來越大的市場份額。一旦克服了與降低自主性和不可忽視的充電時間相關(guān)的主要問題，電動汽車將成為比汽油和柴油汽車更可持續(xù)的替代品；

車輛電氣化可以在低碳電力（包括可再生能源）和清潔交通之間產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。為電動汽車充電所需的電力實際上可以通過可再生能源的巨大貢獻來生產(chǎn)：太陽能電池板產(chǎn)生的能源、風(fēng)能、水力發(fā)電、地?zé)帷?/p>

什么是智能充電？

術(shù)語智能充電是指能夠監(jiān)控、管理并最終限制充電設(shè)備的使用以優(yōu)化能源消耗的系統(tǒng)。形容詞“智能”強調(diào)了該解決方案如何能夠以智能和靈活的方式使充電策略適應(yīng)車輛用戶和電網(wǎng)的需求。

智能充電解決方案需要在電動汽車、充電站和電力供應(yīng)商（此處表示為云端服務(wù)）之間建立連接和數(shù)據(jù)交換。在云上運行的專用和優(yōu)化的軟件算法允許通過實時了解任何連接的充電站的可用和所需功率水平來有效利用電網(wǎng)。由于其靈活性，該解決方案因此能夠處理高峰值在電力需求方面。還應(yīng)注意的是，充電時間可以輕松選擇或調(diào)整，因為大多數(shù)車輛在 90% 的時間內(nèi)保持靜止。在圖 1 中還引用了OCPP數(shù)據(jù)交換協(xié)議（OCPP 代表開放充電點協(xié)議）：它是一個標準協(xié)議，定義了 EV、充電站和中央管理系統(tǒng)之間的通信，是實現(xiàn) EV 的參考智能充電解決方案。

我們可以確定智能充電的五個主要好處：

高效和優(yōu)化地利用電網(wǎng)；

它是一種能夠避免電網(wǎng)擁塞的解決方案；

它能夠平滑電力需求的峰值；

它可以直接在現(xiàn)場（即在充電站）利用太陽能電池板、風(fēng)能等可再生能源發(fā)電；

可以減少對電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的投資。

智能充電課程

根據(jù)圖 2，智能充電解決方案可分為兩類：

UMC（User Managed Charging）類，由 ?車主根據(jù)能源價格和需求選擇充電時間；

SMC（Supplier Managed Charging）類，是能源供應(yīng)商通過V2G技術(shù)，根據(jù)實時能源生產(chǎn)、本地電力消耗和電動汽車充電狀態(tài)信息直接管理車輛的充電和放電.

UMC可以通過車輛的單向控制來實現(xiàn)，而SMC則需要動力和控制的雙向流動（所謂的V2G技術(shù)）。

圖2：智能充電類

車輛到電網(wǎng)技術(shù)

V2G技術(shù)的總體含義如圖3所示，我們可以看到有：

一個在車輛上的控制單元，其與交互（ECU）的充電站上控制單元;

電動汽車內(nèi)部有一些高壓電池（HVB），它們通過直流高壓進行充電和放電；

一個充電站，與電網(wǎng)和云端的“智能”互動。

實際上，這張圖指的是一種更一般的情況，即所謂的V2X（Vehicle to Anything）技術(shù)，因為車輛到電網(wǎng)和車輛到家都顯示了。

智能充電功能

智能充電的第一個重要特性是功率共享，也稱為均衡或負載平衡。此功能允許電網(wǎng)運營商在所有活動充電站上按比例（這意味著平等）分配可用能量。因此，Power Sharing允許對可用能源進行最佳分配，而無需對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施進行任何升級。三個用例，其中充電站的可用功率 (50 kW) 平均分配給所有電動汽車。我們還假設(shè)每輛車最多可以充電 43 kW（這是一個常見值）。在第一個用例中，只有一輛車，因此它將獲得最大可用功率，43 千瓦。在第二個用例中，有兩輛車，每輛車都將充電25 kW（可用最大功率的一半）。在最后一個用例中，有三輛車，每輛車將充電約16 kW（可用最大功率的三分之一）。

第二個相關(guān)功能是Power Boost，也稱為調(diào)峰。此功能可避免超過充電點可用的最大能量容量。當(dāng)然，這對于家用電動汽車充電器來說非常重要，因為它避免了供應(yīng)商向用戶收取額外費用。如圖 5 所示，Power Boost 將功耗限制為用戶定義的閾值。在圖片中，紅色和灰色圖表示啟用和未啟用 Power Boost 的系統(tǒng)。正如我們所見，此功能通過限制或鉗制功率吸收來發(fā)揮作用。實際上，Power Boost 可以做更多的事情，因為它可以動態(tài)平衡EV 充電器和其他設(shè)備（例如家用電器）之間的負載。

圖 5：功率提升功能

第三個也是最后一個顯著功能是動態(tài)電源共享或 DPS，它是電源共享和電源提升功能的組合。此功能與建筑物非常相關(guān)，對電力需求進行嚴密監(jiān)控可以避免超過最大容量。當(dāng)電力需求高于最大容量時，可用電力在負載點之間平均分配。相反，如果電力需求低于最大容量，剩余的可用電力可以直接反饋到電網(wǎng)。

結(jié)論

本文對電動汽車智能充電進行了足夠詳細的概述。我們已經(jīng)看到，智能充電是一種智能且靈活的技術(shù)，能夠穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)、降低成本和開發(fā)可再生能源。實施智能充電帶來的最有價值的好處是：

電動汽車充電時間和速度的動態(tài)靈活調(diào)整；

提高效率；

無需對現(xiàn)有的電力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施進行大量改造。

安全地平衡電動汽車充電站和其他電力需求設(shè)備之間的能源使用，確保根據(jù)可用電力容量對電動汽車進行最有效的充電。

審核編輯：郭婷