一文了解V2L/V2V/V2H/V2G

文摘   2024-12-31 07:29   上海  
对于V2L/V2V/V2H/V2G这几个词一直都有听说,接触最多的是V2L。为了增加点Know-how,最近了解了一下,直接通过下图来看:
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通过上表对比,有几个关键点:
  • V2L是针对交流慢充,而V2V、V2H、V2G是针对直流快充。
  • V2L是单向的,向车内或车外放交流电,而V2V、V2H、V2G是双向的。
  • V2L、V2V、V2H、V2G分别所需的设备以及费用的区别。
下面就围绕着几个关键来分别对V2L、V2V、V2H、V2G做了解。
1 V2L(Vehicle to Load)

V2L 就是利用车载充电机将动力电池的直流电逆变成220V交流电,通过电源转换头为各类车内或车外的电器供电。这个功能就是大家常见各家车厂宣传由车向外供电,户外露营时车给照明、烹饪设备和音响系统等供电,比如户外吃火锅或烧烤。

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在“逆变”模式下,直流电源(动力电池)提供的直流电能经过一组由IGBT(绝缘栅双极型晶体管)及MOSFET构成的开关电路。通过精确控制这些开关元件的导通和关断,可以将直流电变换为高频交流电(220V/50Hz的家用电),然后经滤波处理输出符合电网或负载需求的正弦波形交流电。

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针对现在车上的V2L,逆变器采用高效转换技术,放电效率很高,输出功率能达到数千瓦,这样就可以满足多种外部设备的用电需求,比如电热水壶、电煮锅和电磁炉、吹风机都能带得动;另外,通过VCU和OBC等控制器的联合控制,可根据外部设备的用电情况自动调节输出功率,不需要手动设置,能即插即用,当大功率设备关闭后,V2L功能会自动调整输出功率,以适应其他负载的需求。
这就是针对交流放电V2L的简单介绍,下面我们来了解直流放电V2V, V2G和V2H。

2 V2V(Vehicle to Vehicle)

V2V 指两辆车之间的互相供电系统,一般采用双向车载充电机或双向MCU,并且配备双向充电枪。V2V技术解决了电动车之间的紧急供电问题。当一辆电动车电量耗尽时,可以通过双向充电枪和另一辆电动车相连,直接从对方的电池中获取电能,实现车辆间的相互救援,确保车辆能够移动到最近的充电站。这种技术提高了电动车的出行可靠性和应急能力,尤其在长途旅行或偏远地区尤为重要。
但V2V只能在拥有相同技术规格的电动车之间进行有效的电力交换。其实现的硬件条件有:车辆需要配备兼容的直流充电接口,以便直接与另一辆车连接进行电能传输;需要特殊的双向充电线或适配器,确保安全的车辆间电能流动;在两车之间进行电能交换时,需要一个控制单元来管理充放电过程,确保在V2V过程中,双方车辆的电池不会过充或过放,保护电池健康。
3 V2G (Vehicle to Grid)

V2G是指电动汽车与电网间的互动供电机制,使得电动汽车能够在用电高峰时期向电网供电,而在低谷期吸收多余电力进行自身充电。V2G可以帮助平滑电网负荷曲线,特别是在可再生能源比例较高的地区,它可以作为一种灵活的储能解决方案。

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V2G允许汽车在夜间电费较低时充电,然后在白天电费较高时将电力反馈给电网,如果您当地的供应商已在您所在地区实施了智能电网,您甚至可以赚钱。双向充电还可以为您省钱,因为您可以在非高峰时段为 EV 电池充电,然后使用储存的电力,而不是在更昂贵的时候从电网中汲取。
V2G实现的硬件条件:
  • 需要双向充电器进行AC-DC和DC-AC转换,允许车辆向电网馈电;
  • 需要支持如ISO 15118等标准,确保车辆与电网之间的安全数据交换;
  • 需要智能电网接口,包括智能电表和可能的电网控制系统,用于监控和控制电能流动;
  • 需要BMS保护电池,确保在向电网供电时电池的安全性;
  • 需要电网兼容性认证,确保车辆的V2G功能符合国家或地区的电网接入标准。

V2G技术在多个国家和地区的试点项目中获得应用,例如欧洲的V2G项目,以及美国加州的一些V2G项目。随着智能电网的逐步部署,V2G技术将帮助电网在面对高峰负荷时更灵活地调节电能流动,促进清洁能源的使用,提升电网的稳定性。然而,V2G的普及仍面临着政策法规、基础设施建设、以及经济性等方面的挑战。

4 V2H(Vehicle-to-Home)

V2H是电动汽车与其所在的家庭形成一种交互式的供电关系,既可以为家庭提供所需的电力,也能在必要时刻接收来自家庭的电力补充。

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家庭停电时可以用作临时发电机;平时可在夜深人静时以低成本充好电并在日间高价售卖给电网或是供给自家使用。V2H需要下列的组件来支持:
  • 双向车载充电机:使车辆能够将电池中的电能转换为家庭用电所需的交流电。
  • 逆变器:如果车辆不直接支持双向交流输出,可能需要外部逆变器来转换电能。
  • 家庭电气适配:家庭需要有相应的接口和安全开关,以接入车辆输出的电能。
  • 控制软件/硬件:用于管理车辆到家庭的电能供应,确保安全和效率。
  • 兼容的电缆和插头:确保车辆与家庭用电设备之间的安全连接。
V2H技术的推广依赖于兼容的电动汽车、双向充电基础设施的普及以及用户对这一技术优势的认识。V2H技术正在逐步走向商业化,尤其在日本和韩国等地得到了较好的应用,部分车型(如日产聆风现代IONIQ 5等)已经支持V2H功能。在自然灾害频发的地区(如台风、地震后的电力恢复),V2H成为一种非常有用的解决方案,帮助家庭维持电力供应。
5 总结
综上,每种V2X技术的实现都依赖于车辆本身的硬件支持、兼容的充电和转换设备、智能控制逻辑以及必要的安全措施。V2L已经发展成了纯电动车的普遍功能,V2V强调车辆间的直接能量交换,V2G则需要车辆与电网的高效互动,而V2H侧重于车辆作为家庭备用电源的角色。


谦益行
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