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    行業動態

    充電樁行業研究報告:雙重驅動充電樁市場空間持續擴大

    截至2022年9月底,新能源汽車保有量達1149萬輛,前三季度新注冊登記371.3萬輛。2022年前三季度,全國新注冊登記新能源汽車371.3萬輛,同比增加184.2萬輛,增長98.48%。預計到2025年國內新能源汽車保有量將達到4000萬輛,保有量占比將達到10%。

    2022年初,國家發展改革委、國家能源局等出臺《國家發展改革委等部門關于進一步提升電動汽車充電基礎設施服務保障能力的實施意見》(發改能源規〔2022〕53號),提出到“十四五”末,我國電動汽車充電保障能力進一步提升,形成適度超前、布局均衡、智能高效的充電基礎設施體系,能夠滿足超過2,000萬輛電動汽車充電需求。

    此外各地方政府已明確出臺充電樁建設補貼、充電運營補貼相關政策??梢园l現政府財政補貼政策向供給側傾斜,呈現出從“新能源汽車補貼”到“充電設施建設補貼”再逐漸轉變為“充電設施建設補貼+充電設施運營補貼”。

    電動汽車發展步入高速增長階段,力促充電樁行業更加快速發展。在這一背景下,國家陸續出臺了相關政策支持充電樁相關技術、模式和機制創新,在解決新能源充電樁發展問題的同時,構建新型電力系統,完善相關基礎設施,助力“雙碳”目標實現。

    高壓快充技術推廣將成為解決充電慢問題

    隨著整車帶電量和續航里程提升,充電便利性成為制約提升電動車使用體驗的一大因素。當前直流充電樁功率較小,25%充電功率在60kW,120kW和150kW的充電樁則占據著30%和32%的份額,僅5%的單槍功率超過150kW。要使電動汽車充電體驗跟加油速度相近,12分鐘內對100kWh的電池實現30~80%的充電,至少需要250kW的功率;6分鐘充滿電充電功率至少得達到480kW。

    從技術實現方式來看,大功率的超快充有兩條技術路線實現:一是大電流,二是高電壓,前者對熱管理要求高,推廣難度大;后者則因降低能耗、提高續航、減少重量、節省空間等優勢,能夠在更寬范圍內實現最大功率充電,以適配未來的快充需求。因此,以提升充電電壓為代表的高壓快充技術推廣成為未來趨勢,保時捷、現代、比亞迪、長城等主機廠商紛紛為未來儲備,推出相應快充技術配套設施。

    目前電動汽車電池電壓在400V上下,若使用現存標準的充電樁,電池容量在80-100kWh的BEV在400V架構下充電30%-80%,只能支持最大1C左右的充電倍率,而在800V架構下可支持2C以上的充電倍率。若2021年后采用Chaoji充電樁,最大輸出電流500A,滿足高端車型4C充電需求,電壓也應大于800V。如果汽車制造商配套800V高壓電池,單位時間內的充電量將是之前的3倍、4倍,從而將充電時間至少縮短為原有的25%,實現7.5分鐘充滿30%-80%的電。

    國內車企多采用高壓方案實現快充,直流快充多以400V平臺車型為主,為了實現超級快充,各車企紛紛推出800V平臺車型。800V成為高壓快充階段性行業標準,后續將向上演進到1000-1500V。鑒于800V高壓平臺可有效解決補能焦慮,目前國內大部分整車廠已進行了相關布局。2021年比亞迪、吉利、長城、小鵬、零跑等相繼發布了800V高壓技術的布局規劃,理想、蔚來等車企也在積極籌備相關技術。從量產時間看,各大車企基于800V高壓技術方案的新車將在2022年之后陸續上市。

    當前超級充電樁落地難點主要有三個方面,大功率超充帶來熱管理問題,電池性能的適配,電網對超充的承受能力。大功率超充要求電纜能夠承受400-600A大電流,需要快速散熱,研發難點在于熱管理平衡。在超級快充需求推動下,各企業紛紛投入液冷超充研究,已取得顯著成果。

    電池性能的適配方面,寧德時代發布第三代CTP技術“麒麟電池”可滿足高壓快充,支持4C充電,系統集成度創全球新高,體積利用率突破72%,能量密度可達255Wh/kg,可實現整車1000公里續航,將于2023年量產上市,預計2023年適配高壓快充的車型將越來越多,汽車硬件方面對高壓快充將沒有制約。

    電網對大規模的超充承載能力不足,現階段超充只能作為應急輔助的充電方式。以深圳電網為例:根據公開信息,2020年,深圳電網的負載功率平均為1600萬KW,夏季高峰時段最高可達2000萬KW。目前一個直流快充的功率等級為120KW,假設15萬臺電動車同時充電,負載總功率合計為1800萬KW,將大于深圳現有的全部負載總和,這導致電網需要擴容一倍才可能容納15萬臺車。

    根據公開數據,預計2025年深圳電動車保有量有可能增至200萬臺,電網的容量遠不足以承擔這樣的負載??斐?超充+儲能的模式有助于減小對電網的壓力。雙向直流快充帶有儲能結構,其既可以實現電網給電池組充電,還可以實現電池組向電網放電,因此能有效降低對電網的沖擊,增加現有電網的接納能力。同時,還可以掙取峰谷電價收益,實現光伏屋頂等系統的接入,優勢明顯。

    光儲充一體化運營

    光儲充一體化充電站的核心由三部分組成——光伏發電、儲能電池和充電樁。這三部分組成一個微網,利用光伏發電,將電量存儲在儲能電池中,當需要時,儲能電池將電量供給充電樁使用,通過光儲充系統,太陽能這種清潔能源就被轉移到汽車的動力電池中,供車輛行駛使用。

    2020年11月2日,國務院辦公廳印發《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》,其中明確提出鼓勵“光儲充放”多功能綜合一體站的建設。在此之前,國內已經建設了多座光儲充一體化充電站,江蘇、海南、上海、北京、山東等地的光儲充充電樁都已投入運營。但由于成本和運營等問題,多為“示范運營”,未進行大面積推廣。

    考慮光伏發電的波動及間歇特性,光儲充一體電站需匹配適當容量的儲能系統(包括儲能變流器和電池系統),最大限度利用分布式光伏發電,實現向綠能傾斜并降低從電網購電的費用;光儲充一體電站根據實時電價,制定動態儲能控制計劃,利用儲能系統在夜間電價低谷時段進行儲能,并在充電高峰期間通過儲能電站與電網協同供電,利用峰谷價差實現電站收入最大化。相關電池廠商,充電運營商,充電設備廠商均在積極布局光儲充領域。

    V2G技術

    V2G,實現電動車和電網之間的互動,電動車在電網負荷低時,吸納電能,在電網負荷高時釋放電能,賺取差價收益。通過V2G充電樁,電動汽車由單一充電拓展到以充放電兩種形態參與電網實時調控和調峰輔助服務。

    V2G技術還處于示范運行階段。今年4月,國家電網有限公司華北分部在國內首次將車網互動(V2G)充電樁資源正式納入華北電力調峰輔助服務市場并正式結算。預計2026年之后V2G技術才會逐步商業化推廣。

    V2G的經濟性,現在電動車續航力能達到800公里,一天可能就使用100公里,有相當一部分電可以賣出來,電池壽命8000次充放電循環,殘值相當于有5000次(能用10年以上),一天賣50度電,波峰波谷電價差1塊錢,按照每天搬運50塊錢計算,5000次能有25萬收益,超過汽車價值。

    來源:未來智庫


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