Многие электромобили (EV) потребляют электроэнергию только из сети, но на электромобилях постепенно становится все более растущая технология: двунаправленная зарядка. В отличие от однонаправленной (односторонней) зарядки, двунаправленная зарядка позволяет электричеству течь в двух направлениях – в случае с электромобилями – между электромобилем и источником питания или нагрузкой. Двунаправленная зарядка эффективно превращает некоторые электромобили в мобильные аккумуляторы, позволяя владельцам использовать их в качестве резервного генератора или даже продавать избыточную энергию обратно в сеть с помощью приложений экспорта энергии электромобилей (EVPE), таких как V2G (Vehicle-To-Grid).
Однако с двунаправленной зарядкой существует двусторонняя проблема (каламбур). Во-первых, двунаправленная зарядка и приложения EVPE, несмотря на растущий интерес, все еще набирают популярность. Такие автопроизводители, как Tesla, Nissan, Volkswagen и GM, предлагают набор приложений EVPE посредством двунаправленной зарядки, в то время как другие производители электромобилей приходят на смену. Ожидается, что другие производители увеличат производство моделей с технологией двунаправленной зарядки, а General Motors работает над тем, чтобы сделать ее стандартной для всех своих моделей электромобилей к 2026 модельному году.
Кроме того, существует проблема срока службы батареи и того, как двунаправленная зарядка может отрицательно повлиять на долгосрочное состояние дорогой батареи электромобиля. Оценка деградации батареи требует нюансов, но согласно исследованию, проведенному RWTH Ахенским университетом, все сходятся во мнении, что дополнительные циклы зарядки/разрядки немного увеличивают износ батареи. Но общее влияние на батарею зависит от нескольких факторов.
Двунаправленная зарядка включает V2H, V2G, V2L и V2X.
Двунаправленная зарядка состоит из трех различных типов: V2H (от автомобиля к дому), V2L (от автомобиля к нагрузке) и V2G (от автомобиля к сети). Транспортное средство ко всему (V2X) — это общий термин, который относится ко всем методам. Наличие этих функций определяется производителем автомобиля, но все они функционируют так, как звучат. V2H позволяет электромобилю подавать электроэнергию в домашнюю электрическую систему и может сэкономить владельцам до 90% затрат на зарядку. V2L позволяет электромобилю функционировать как мобильный блок питания для внешних нагрузок (ноутбуков, бытовой техники и т. д.), а V2G позволяет электромобилю подавать энергию непосредственно в электросеть и, в свою очередь, компенсировать ее.
V2G, пожалуй, самый интересный из трех, поскольку он стимулирует владельцев электромобилей вносить вклад в общую стабильность и потребность в сети, когда автомобиль припаркован и не используется. Потенциальный доход от V2G варьируется в зависимости от программы и тарифов на коммунальные услуги; Исследование Университета Делавэра показывает, что пассажирский электромобиль может зарабатывать до 3359 долларов в год. Другие оценки не за горами: потенциальный доход составляет более 3000 долларов в год. Исследование Рочестерского университета также показало, что владельцы электромобилей могут сэкономить до 150 долларов в год на счетах за электроэнергию, участвуя в программах V2G.
Это, конечно, зависит от наличия программ V2G. Техас, Калифорния, Коннектикут и Мэриленд лидируют в тестировании масштабируемости V2G посредством пилотных программ.
Двунаправленная зарядка увеличивает износ аккумулятора, но это сложно…
Невозможно обойти стороной тот факт, что увеличение количества циклов работы литий-ионного аккумулятора увеличивает его износ и старение. То же самое относится и к аккумуляторам электромобилей и двунаправленной зарядке. Однако есть циклическое старение, а есть календарное старение – увеличение одного не обязательно увеличивает другое.
Факторы окружающей среды, управление температурным режимом и условия, в которых используется V2G, являются важными переменными при оценке эффективности деградации батареи. Фактические данные показывают, что циклы поверхностной разрядки могут значительно смягчить деградацию, а исследование IEEE показало, что, хотя двунаправленная зарядка может привести к уменьшению емкости аккумулятора, нагрев является основным фактором.
Исследование, опубликованное в журнале Applied Energy, показывает, что в течение 10 лет возраст цикла снижается на 15% при нормальных условиях использования электромобилей, тогда как при использовании V2G он снижается на 25%. То же исследование также показало, что средняя ставка компенсации за участие в V2G составляет 132 евро/МВтч (около 150 долларов США). Хотя приложения V2X потенциально могут стоить вам денег в долгосрочной перспективе, они также могут окупиться, особенно если вы правильно обслуживаете батарею электромобиля.
Гарантия на аккумулятор, пожалуй, является более серьезным вопросом, поскольку многие OEM-гарантии прямо не указывают гарантийное покрытие для приложений двунаправленной зарядки, таких как V2G. Хотя гарантийная политика все еще развивается, некоторые производители электромобилей постепенно обновляют свои гарантийные формулировки, включив в них некоторый уровень двунаправленной зарядки. И Ford, и Nissan начали поддерживать двустороннюю зарядку, хотя и при определенных условиях; Ford ограничивает приложение V2H с одобренным оборудованием, а Nissan поддерживает специальные пилотные программы V2G. BYD согласилась предоставить гарантию на ряд аккумуляторов, участвующих в испытаниях V2G в Австралии. Другие, такие как General Motors, начали полностью использовать двустороннюю зарядку.
