Um guia para funções de descarga EV: de V2L a V2G

Com o rápido avanço da Carregamento de veículos elétricos Tecnologia, os veículos não são mais apenas ferramentas de transporte; eles evoluíram para terminais móveis de energia. A função de descarga, como uma importante inovação em Carregamento EV, está transformando a forma como as pessoas usam seus veículos e consomem energia. Este artigo fornece uma introdução detalhada aos princípios de funcionamento, tipos técnicos e cenários de aplicação prática das funções de descarga EV, ajudando os leitores a obter uma compreensão completa desse recurso altamente prático.

A função de descarga refere-se à capacidade de um novo veículo de energia equipado com esse recurso de emitir a energia elétrica armazenada em sua bateria por meio de uma interface dedicada para alimentar dispositivos elétricos externos. Simplificando, ele transforma o veículo em um grande banco de energia que pode não apenas carregar a si mesmo, mas também fornecer eletricidade a outros equipamentos.

Para compreender a função de descarga, é necessário primeiro compreender as trajetórias de carregamento e descarregamento dos NEV. O processo de carregamento inclui principalmente dois métodos:

• Carregamento AC: O veículo se conecta a uma estação de carregamento CA por meio da interface de carregamento lento. O carregador integrado (OBC) converte a energia CA em CC e o conversor DC / DC carrega a bateria.
• Carregamento DC: O veículo se conecta diretamente a um carregador rápido DC, ignorando o carregador de bordo para carregar a bateria.

O processo de descarga é essencialmente o inverso do carregamento. Tomando a descarga CA como exemplo, a energia CC armazenada na bateria passa pelo conversor DC / DC e é então invertida em energia CA por um carregador integrado bidirecional (OBC). Finalmente, a eletricidade é fornecida a dispositivos externos por meio da porta de carregamento CA e de uma pistola de descarga.

Para descarga CC, a bateria produz energia CC diretamente através da interface de carregamento rápido DC por meio do conversor DC / DC e um inversor externo a converte em CA para uso do dispositivo.

O carregador integrado (OBC) desempenha um papel crítico aqui. Um OBC unidirecional permite apenas que a rede carregue o veículo, enquanto um OBC bidirecional suporta carregamento e saída CA reversa. Isso explica por que alguns veículos podem usar uma pistola de descarga simples, enquanto outros exigem equipamento inversor caro.

Com base no tipo de potência de saída e cenários de aplicação, as funções de descarga EV são geralmente divididas em descarga AC e descarga DC. Em aplicações práticas, eles são comumente categorizados em quatro modos: V2L, V2V, V2H e V2G. Aqui, “V ” significa Veículo,“ 2 ” é o equivalente fonético de e a letra final representa o cenário de uso específico.

V2L refere-se a um veículo que descarrega energia para cargas externas, muitas vezes comercializado como “estação de energia móvel ” ou“ modo de energia de acampamento ”. Atualmente, é o tipo de descarga mais amplamente utilizado e comumente instalado.

Do ponto de vista do mercado, o V2L tornou-se padrão em muitos NEVs. Por exemplo, uma ampla gama de modelos BYD suporta esse recurso, incluindo o compacto Seagull. Outras marcas tradicionais, como Li Auto, XPeng e GAC Aion também o integraram em seus veículos.

Implementação técnica:

Os veículos equipados com um OBC bidirecional podem converter diretamente a energia CC da bateria em CA dentro do carro. Os usuários só precisam de um filtro de força ou tomada de pistola de descarga V2L para acessar a energia CA de 220V. Como o veículo lida com o processo de inversão, os acessórios de descarga servem puramente como componentes de transmissão e são relativamente baratos, normalmente custando cerca de um a duzentos yuans.

Faixa de potência:

A saída V2L normalmente varia de 2kW a 6kW, suficiente para a maioria dos eletrodomésticos:

2kW: chaleiras elétricas, panelas de arroz, panelas de indução

3 4kW: pequenos condicionadores de ar, aquecedores de ambiente

6kW: vários aparelhos simultaneamente, ideal para camping ou piqueniques ao ar livre

No entanto, nem todos os NEVs suportam V2L. Alguns modelos, como veículos Tesla com OBCs unidirecionais, não têm capacidade de saída reversa através da porta AC. Outros, como muitos modelos de troca de bateria da NIO, removem o carregador integrado inteiramente e não incluem uma interface de carregamento AC. Esses veículos exigem um inversor de descarga DC V2L dedicado.

O DC V2L retira energia da porta de carregamento DC e a converte em CA por meio de um inversor externo, geralmente fornecendo 2 6kW. Devido aos módulos necessários, esses inversores são menos comuns e mais caros, normalmente com preços entre 12.000 e 30.000 yuans.

O V2V permite que um NEV carregue outro e é frequentemente promovido como “assistência mútua do veículo ” ou“ modo de carregamento carro a carro ”. Ao contrário do V2L, que produz principalmente energia CA, o V2V fornece principalmente saída CC.

O maior valor do V2V está em situações de resgate de emergência. Quando outro EV fica preso devido a uma bateria esgotada, um veículo com capacidade V2V pode fornecer energia rapidamente, eliminando a necessidade de esperar por um caminhão de reboque. Este “resgate veículo a veículo ” aumenta significativamente a conveniência e a confiabilidade.

Atualmente, apenas um número limitado de modelos suporta V2V porque requer um sistema elétrico mais avançado. Ele também requer uma pistola de carregamento V2V dedicada, e o carregamento de alta potência pode precisar de um carregador V2V aproximadamente do tamanho de uma caixa de computador desktop, normalmente custando mais de 10.000 yuans.

Parâmetros técnicos:

O V2V produz energia através da porta de carregamento rápido DC, semelhante ao DC V2L, mas com saída muito maior, geralmente de 5kW a 50kW ou mais.

Exemplos incluem:

Xiaomi SU7 Max: suporta 6kW V2V

Geely Radar Horizon: suporta 15kW V2V

NIO (com carregador integrado): suporta 40kW V2V

Zeekr 001 e Zeekr 007: suportam até 60kW, permitindo velocidades de carregamento de resgate comparáveis aos carregadores rápidos DC comerciais, reabastecendo energia significativa em cerca de meia hora

O V2H permite que um veículo forneça eletricidade a uma casa. Este modo visa principalmente usuários com vagas de estacionamento privadas, como aqueles que vivem em casas isoladas, e requer inversores residenciais externos de alta potência e equipamentos de distribuição.

A principal aplicação é em áreas com fontes de alimentação instáveis. Quando a rede falha ou a tensão flutua, o veículo pode servir como fonte de energia de backup para manter a eletricidade doméstica essencial.

Na prática, o V2H é frequentemente combinado com sistemas residenciais de armazenamento de energia solar. Durante o dia, os painéis solares geram eletricidade; alguns são usados diretamente, enquanto a energia excedente carrega o veículo. À noite ou durante interrupções, o veículo libera energia armazenada junto com as baterias domésticas, expandindo a capacidade total e estendendo a duração do fornecimento, alcançando um efeito “1 + 1> 2 ”.

O V2H tem sido amplamente adotado no exterior, especialmente na Europa e nos Estados Unidos, onde casas isoladas são comuns e a infraestrutura de rede pode ser mais antiga. À medida que a demanda por energia confiável cresce em comunidades domésticas e habitações rurais, o V2H está gradualmente ganhando força.

O V2G é a aplicação de descarga mais complexa e tecnicamente exigente. Além da compatibilidade do veículo, requer uma estação de carregamento bidirecional capaz de carregar e descarregar.

Ao contrário do V2H, que alimenta apenas uma casa, o V2G se conecta diretamente à rede pública, permitindo que os veículos participem da regulamentação de pico de carga.

Requisitos de hardware:

As estações de carregamento V2G suportam o fluxo de energia bidirecional, fornecendo eletricidade da rede para o veículo e retornando a energia armazenada quando os recursos da rede são escassos, fornecendo efetivamente armazenamento distribuído flexível.

Valor Econômico:

O benefício financeiro vem do pico das diferenças de preço da eletricidade no vale do. Por exemplo, a NIO lançou um carregador V2G de 20kW em 2023. Com uma bateria de 75kWh, exportar eletricidade durante os horários de pico pode gerar cerca de 22,5 yuans, assumindo uma diferença de preço de 0,3 yuans por kWh. Outro exemplo relatado pela Agência de Notícias Xinhua mostrou um carregador V2G de 15kW atingindo um diferencial de preço de 0,9 yuans por kWh, exportando quase 30kWh em 1,5 horas rendeu ao proprietário cerca de 30 yuans.

Do ponto de vista da rede, cada EV se torna uma unidade de armazenamento de energia distribuída. Os proprietários podem cobrar fora dos horários de pico e vender eletricidade de volta durante a demanda de pico, gerando renda enquanto ajudam a estabilizar a rede e reduzem a necessidade de infraestrutura adicional de geração de pico.

O surgimento de funções de descarga expandiu significativamente o papel dos NEVs, transformando-os em plataformas móveis de energia multifuncionais.

Recreação ao ar livre: V2L atua como uma poderosa fonte de energia portátil para viagens rodoviárias, camping e até venda automática de rua. Os usuários podem cozinhar, ferver água, assistir filmes por meio de projetores, ligar ventiladores ou carregar câmeras, drones e laptops sem se preocupar com o acesso à energia. Os fornecedores podem operar iluminação, dispositivos de pagamento e pequenas geladeiras, reduzindo os custos operacionais.

Assistência de emergência: O V2V permite o carregamento rápido de veículos encalhados, permitindo que os proprietários forneçam ajuda oportuna a amigos, familiares ou mesmo estranhos, especialmente valiosos em áreas remotas ou em rodovias.

Segurança doméstica: O V2H garante eletricidade estável durante interrupções causadas por tempestades ou outros desastres, apoiando iluminação, comunicação e refrigeração. Quando combinado com o armazenamento doméstico, forma uma microrrede residencial completa.

Energy Internet Participation: V2G integra EVs em redes inteligentes, permitindo que os proprietários ganhem renda por meio de programas de resposta à demanda sem afetar as necessidades diárias de direção.

Embora altamente prático, o uso seguro requer atenção a vários fatores:

Correspondência de potência: entenda a capacidade máxima de descarga do seu veículo e evite operar vários dispositivos de alta potência simultaneamente.

Gerenciamento de bateria: A descarga consome energia da bateria, planeje o uso com cuidado para garantir alcance suficiente e defina limites de proteção razoáveis para preservar a vida útil da bateria.

Qualidade do Equipamento: Compre pistolas de descarga certificadas e inversores de fabricantes respeitáveis para garantir isolamento adequado e proteção contra sobrecarga.

Condições Ambientais: Proteja as interfaces da água em tempo chuvoso ou com neve e evite que os cabos sejam esmagados ou criem riscos de tropeçar ao ar livre.

Conformidade regulatória: funções conectadas à rede, como V2G, devem estar em conformidade com os regulamentos locais de serviços públicos, consultar a empresa de energia antes da instalação.

A função de descarga EV representa uma grande inovação na era da eletrificação, transformando o armazenamento estacionário de energia em energia móvel flexível e criando valor tangível para os usuários. Da conveniência externa do V2L ao suporte de emergência do V2V, da segurança doméstica do V2H à conectividade energética do V2G, a tecnologia de descarga está redefinindo a relação entre veículos e energia.

Para os consumidores, vale a pena considerar as capacidades de descarga ao comprar um EV. Os entusiastas de atividades ao ar livre devem priorizar o V2L; proprietários com necessidades de armazenamento de energia podem se concentrar na compatibilidade com V2H; e aqueles interessados em participar da internet de energia podem escolher modelos prontos para V2G. À medida que a tecnologia se torna mais difundida e os custos diminuem, as funções de descarga estão preparadas para se tornarem recursos padrão, oferecendo maior conveniência e valor para um número crescente de usuários.