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「可充、可換、可升級」的補能方式從來就不是蔚來一句口號，長期以來很多人對蔚來的補能方式都是和換電直接劃等號的，但其實蔚來在充電技術上也有很大建樹。
下面我們就來聊聊蔚來的充電技術，以及換電和電網的互動關系。
01
充電樁種類
樁柜一體式
有沒有發現蔚來 20 kW 小直流快充跟 7 kW 的交流家充樁比起來，體積大很多？
因為 20 kW 小直流快充，進行交直流轉換的充電機柜跟充電樁一體化，所以體積會比只有電流開關跟通訊的家充樁大很多。
充電功率上限由充電機柜內部配置的功率模塊決定。
以 Tritium 的充電柜為例，每個充電功率模塊是 25 KW，樁柜一體的容量能放置最多 3 組，因此表示的功率為 75KW。
充電線纜由于快充樁充電電流大，根據電功率 P = I V，直流無需考慮電抗，可推廣成 P = I2 R，即電功率與電流平方成正比。
電流過大會使線纜溫度升高，充電電流會因此下降，從而降低充電速率。
對此有兩種解決方案：
增大線纜面積，提升載流量(變粗)
采用更好的冷卻技術，使線纜能更快降溫(液冷)
Tritium 配置液冷接口，可使充電線纜更細，對車主充電使用更友好，不過價格較高。
國網常見的 60 KW 充電樁，單個模塊是 15 KW，使用四個模塊。
由于沒使用液冷，純靠風冷散熱，當風扇全力運轉時，會發出很大的噪音，況且散熱效率較低，故障率較高。
樁柜一體的優點充電機柜體積較小，搬運方便，只要電容量足夠接電就能工作。
缺點是受限于功率模塊跟散熱，充電功率上限不高。
并且造型要為充電功率妥協，皆采取又長又寬像大冰箱一樣，這樣安裝跟運輸才方便。
02
椿柜分體式
顧名思義是將充電機柜與充電樁分體設置。
將高壓電經箱式變電箱(箱變)輸入充電機柜，根據充電槍需求配置充電功率，能在云端監控充電樁狀態，維護較方便。
充電機柜可以根據場地電容量與占地面積，決定需要多少充電功率，配置多少功率模塊，并且跟充電樁的距離能靈活變化。
優點是充電功率能做到很大，大功率的功率模塊放在機柜內，機柜能遠離充電樁、車跟人，不受限于機柜，能自由擴充。
由于充電樁不受充電機柜限制，充電樁造型能自由變化，不用一定要用大冰箱造型，各家自建補能體系的車企都有其獨特造型，可以一眼分辯出來是哪家車企的充電樁。
缺點是機柜要獨立放置，需要使用場地較大。
大功率超充大多使用樁柜分體式。
大功率超充需要許多功率模塊，當放置在同一個機柜內，加上散熱需求，體積會很大，有時會大到一個貨柜，不適合用樁柜一體式。
03
光儲充
與樁柜分體式結構基本一致，額外增加儲能柜，如果條件允許，可以再配上光伏和V2G充電樁，光儲充是充電樁行業的新趨勢。
由于大功率超充在高功率輸出瞬間對電網的沖擊很大，平時又會有許多電容量閑置浪費，對電網很不友善，因此需要配置儲能柜，減輕對電網的沖擊。
光儲充目前有幾種方案：
儲充
通常大功率充電樁需要配置儲能柜，以降低對電網的沖擊。
以美國的 Electrify America(大眾集團在柴油門事件后，與美國政府和解條件其中一項，需要推進電動車發展，廣設充電站是計劃之一)為例。
擁有 350 kW 大功率超充樁的站點，配置一套特斯拉 350 度、功率為 210 kW 的儲能系統。
由于美國的電價市場化，峰谷電價差距很大，因此儲能系統在電價低時存儲電力，在高點輸出電力，能最大限度減少對電網的影響并緩解需求激增。
況且美國的電價除了一般電費，還采取 Demand Charges(需求費用)。
消耗相同電量的客戶端，會因耗電方式的不同，收到不同的電費賬單。
何謂需求費用？
電力公司會截取一天中用電的最高峰值(通常是 15 分鐘)，收取處罰性的電費。
一般電費是用多少度收多少錢(度*電價)，峰谷用電只是乘的電價不同。
需求費用則是單位時間內的最大使用功率 * 需求費用(kW * 需求費用)，而且需求費用帶有處罰性質，是普通電價的數十倍到上百倍，有時需求費用會占電費超過一半。
也就是美國的電力公司，希望用電客戶最好用電曲線很平緩，不要忽高忽低，峰值越極端，電費越離譜。
充電樁正好就是電力公司最討厭的忽高忽低用戶，尤其大功率充電樁的峰值往往極高，會被需求費用重重處罰。
因此，美國的充電服務公司有很強的動機設置儲能，畢竟電費賬單上的數字不容小覷，如果場地條件允許，可以再加裝光伏，這就是第二種形式─光儲充。
光儲充
這方面最有名當屬特斯拉。
2019 年在拉斯韋加斯建造的 V3 超充，當時鋪天蓋地的宣傳，光伏加儲能，可為充電站提供源源不絕的電力，不再對電網過度依賴云云。
理想很豐滿，現實很骨感
光充儲一體站目前大多是利用停車棚來布置光伏，能鋪開的面積有限。
受鋪設的面積、當地的日照情況與設置的充電樁數量影響，光伏發電約占充電總電量 5% 到 10% 之間，距離要擺脫電網，還遠的很。
像特斯拉在上海首座光儲充一體站，宣傳寫著「光儲充一體化解決方案，自然能源循環利用的「魔法」，再度點亮上海。」
結果一看，光伏鋪設約 200 平方米，以上海的條件，平圴一天能發約 130 度電。
此站有 2 組 V3 機柜 6 根超充樁、1 根目的地充電樁，130 度電還不夠 6 根超充樁充 1 小時呢。
儲能就更小了，只有 4 個 Powerwall，1 個 Powerwall 能存 13.5 度電，4 個不過才 54 度電，充滿一臺 Model 3/Y 就沒電了。
可見此站主要是宣傳用途，不論光伏或儲能占充電的比例都很小。
所以，光伏鋪設面積不大的光儲充一體站，光伏只有輔助充電的作用，更大的意義在于展示綠色能源的概念。
這也是為什么特斯拉很早就提出「光儲充」的口號，落地卻很少。
但在「光伏整縣推進」的情境里，意義完全不同。
隨著整縣推進光伏政策的出臺，中國分布式光伏迎來新一輪發展熱潮。
然而建筑屋頂種類繁多、資源分散且單體規模不一，以及配電網可接納容量受限，可能引發潮流方向改變、電壓越限與誤觸繼電保護等不利影響，希望光伏發電能就地消納。
為此推出的解方就是「光儲充」。
將附近屋頂和停車棚的光伏發電匯流，利用云端EMS管理，做到「自發自用、余電存儲」。
實現能源生產與負荷平沖、緩解配電網容量壓力、節省增容費用、提高客戶端供電的可靠性與經濟性，構筑智能微電網。
使電動車成為光伏就地消納的幫手，而不是電網的新負擔。
不過這需要大量與各部門的溝通協調工作，不是件容易的事。
V2G + 光儲充
更進一步，不止將電動車當做負荷，更是儲能的一員，能充能放，這是理想的終極型態。
上汽飛凡有跟特來電合作設立一個示范站，裝設：
40 kWp 光伏車棚
210 kWh 儲能
9 臺合計 150 kW 的直流充放電樁、1 臺 45 kW 的充電樁
這里的儲能用的是電動車的退役電池，是電池梯次利用的一環。
在 2021年北京大紅門儲能電站火災后，能源局新版的《防止電力事故各種要求》，已經明確寫到「中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動力電池。」
很多人以為是不是不能用退役電池做儲能了？
依然可以，只是不能做大。
動輒 MWh 的鐵定不行，幾百kWh的要嚴格選用一致性高且能溯源的退役動力電池，像此站就是直接把動力電池整包拆下，不進行拆分。
V2G 的充電樁為了保護動力電池，功率都不會很大，此站的充放功率 16.6 kW，大多數的 V2G 充電樁功率跟此相近，在 15 kW 到 17 kW 之間。
除了平面停車場，國網還有另一種立體停車場形式的 V2G + 光儲充。
在南京的江北極客空間，裝設：
200 kWp 光伏頂棚
3 MWh 儲能
243 快充樁、147 慢充樁，總功率 12000 kW
是座地下兩層、地上 8 層的復合停車場，在一樓的服務體驗區，可供電動車企做車型展示，并設有餐飲區，提供餐點與飲料服務。
這需要很大的成本投入，國網也只做了幾個試點。
阻礙 V2G 發展最大的問題是車主對電池衰減的焦慮。
電池包身為電動車最貴的部件，很多車主非常害怕電池衰減，電池只要有充放，就有損耗，差別只是不同的電池體系，損耗的程度不一。
V2G 要充放電，才能達到削峰填谷，要削峰就放電、要填谷就充電，不管如何，一定會加速電池的老化。
跟電池的損耗相比，V2G 那一點點電費顯得微不足道，要說服車主別擔心電池的衰減，現在電池的循環壽命已經很長，無疑癡人說夢。
光充換
利用換電站天生帶儲能屬性，將光充儲的儲能換成換電站。
這方面走的最快是蔚來。
在專利 CN215663038U 中，已經將光伏與換電站結合。
前面提到，在車棚布置光伏的發電量不夠多，頂多起到輔助充電的作用，在專利也證明這點。
光伏發電在此有三種利用方式：
由電網與光伏共同供電充電樁
蔚來很清楚，只靠光伏不足以支撐充電樁的充電需求，還是需要電網供電，從側面證明車棚光伏的發電量并不多。
光伏供電換電站(余電存儲)
如同一般儲能站可以儲存光伏的電能，換電站也能在充電樁沒人充電時，儲存光伏發電的電能。
光伏并網(余電上網)
在充電樁與換電站皆不需多余電能時，將光伏發電并入電網，實現從電力系統獲得供電收入。
跟一般儲能不同的地方，在于換電站通常不會執行從換電站向電網放電。
主要原因是電網有調峰需求時，通常也是換電高峰期，換電站無法同時兼顧，要優先照顧車主的需求。
沈斐在 2022 年的 NIO Power Day 中提到：「中午可能是大家吃飯休息的時間，很多用戶去換電，那時往往是電價最貴的時候。
我們就會提前預測，那個小時大概有多少用戶來換電，提前在平電的價格沒那么貴的時候，把電充到滿，盡量避免在最貴的那段時間充電，又不能耽誤下個時間點用戶來換電。」
他也提到目前蔚來有在試雙向換電站，就是向電網放電，說到對電網在秒級、分鐘級接受指令互動。
這不就跟上面寫到的「換電站通常不會執行從換電站向電網放電」沖突嗎？
沈斐講到的是調頻需求，才會需要秒級、分鐘級的響應。
調峰是透過改變用電量(削峰填谷)，平衡用電負荷；調頻是指電力系統頻率中國是 50Hz 偏離時，穩定用電頻率。
調頻需要跟電網的自動發電控制 AGC 配合，跟隨電力調度機構下達的指令，按照調節速率實時調整發電用功率，滿足電力系統頻率要求。
調頻的性能指針，由響應速度、調節速率和響應精度三個指針加權平均，此指針是調頻調度補償的依據，將直接影響收益。
鋰電池儲能在這方面比起火電，能做到快速響應、精淮調節，很適合頻調輔助服務。
因此，蔚來換電站切入的是頻調，而不是調峰。
編輯：黃飛
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工商網監
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