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解释的车辆到负载-V2L用于离网和备份功率

杰森·斯瓦克(Jason Svarc)

什么是车辆到达(V2L)?

车辆到负载(V2L)是一项功能,它使电动汽车能够为电器,笔记本电脑或冰箱等电器或负载提供常规的交流电源。这是一项新技术,其中电动汽车包含一个集成的逆变器,可以通过一个或多个240V插座提供交流电源;它不应该与车辆到网格(V2G)需要高级双向充电器的技术。V2L功率插座可用于备份功率,就像备用发电机一样,根据电动汽车的输出功率等级(W)运行多个设备。有趣的是,带有V2L的电动汽车甚至可以用来为其他已平坦并滞留的电动汽车充电。

V2L对于在家中旅行或基本备份电源时提供电力很有用。但是,如下所述,相同的技术可以启用离网太阳能系统为了减少对备用柴油和汽油发电机的依赖。此外,可以将V2L车辆集成到混合动力(网格)太阳系中,以提供储能和紧急备用功率。

V2L功率等级

V2L功率输出以AMPS(A)或千瓦(KW)为单位,通常从10A到15A(2.4kW至3.6kW)。大多数电动汽车制造商列出了通过一个或多个AC插座可用的KW功率评级。作为参考,标准家庭240V功率输出的额定值为10A,相当于2.4kW(10a x 240V),因此常规家庭插座中使用的任何设备都应在带有V2L的EV上使用。一些电动汽车,例如现代IONIQ 5和起亚EV6具有3.6kW的功率等级,相当于15A插座,因此它们可以操作多个大型电器。福特F-150 Lightning的V2L额定值为9.6kW,通过4个交流电源插座。同样重要的是要强调,输出功率等级是最大或峰值额定值。但是,使用最大额定值超过几分钟可能是有问题的。In the same way modern backup generators should not be run at the limit, it’s recommended not to use loads rated above 90% of the power rating, especially if the loads are being used for an extended period of time, especially in warm or hot weather.

带有车辆到达的电动汽车清单(V2L)

车辆 V2L功率等级 交流电压 没有交流插座 可用的
现代IONIQ 5 3.6 kW 240V 1内部1外部 现在
起亚EV6 3.6 kW 240V 1内部1外部 现在
比特·阿托3 2.2 kW 240V 1外部 2022年7月
byd汉夫 2.2 kW(TBC) 120V / 240V 1外部 2022年7月
福特F-150闪电 9.6 kW 120V / 240V 4个外部(浴缸) 2022年6月
MG ZS EV 2.2 kW(TBC) 240V 1外部 2022年10月
大众ID型号 (TBC) 240V (TBC) 2022年末

注意:并非所有列出的车辆均可在所有国家或地区使用。

使用V2L加载运行时间

电动汽车可以为负载供电的时间取决于负载(W)的大小以及电动汽车电池电量或充电状态(SOC)。平均电动汽车电池容量为65kWh,比用于太阳能存储的常规10KWH家用电池大得多。大型电动汽车电池容量使一辆充满电的车辆一次轻松地为普通的家用电器供电几天。例如,65kWh的电池在技术上可以为1000W(1.0kW)的负载供电接近60小时,从而使逆变器中的转换损失很小。如果负载非常低,例如笔记本电脑(60W)和冰箱(140W)的载荷(140W)组合在一起,则电池可能会在运行平坦之前供电将近两周。

普通设备的负载等级(W =瓦特):

  • 笔记本电脑:60 W

  • LED电视:120 W

  • 冰箱:140 W

  • 便携式加热器:2200 W

  • LED灯:40 W


带V2L的离网太阳能

在详细介绍如何与离网太阳系结合使用V2L技术之前,我首先需要解释一些基本的离网系统操作和设计原理。作为经验丰富的独立太阳能系统(离网)设计师,我们需要考虑的关键因素之一是峰值能源消耗(通常在冬季)和自治天数或电池的天数系统可以在恶劣的天气下供电。根据个人要求,自主期通常为2至4天,具体取决于离网系统电池(总千瓦时)和太阳阵列尺寸(kW)的大小。始终更加优选更多的自主权,但是较大的电池系统的额外成本可能是显着且无法承受的。因此,备用发电机几乎总是需要长时间的天气差。可靠的5KVA到10KVA备用发电机的成本相对较高。此外,在冬季糟糕的天气或极端天气事件中,只有不到1%的一年或每周几个小时才需要它。虽然必不可少的,但备份发电机通常的投资回报率通常很差,更不用说增加的燃料成本,维护以及排放。

V2L作为替代备份发电机

尽管这在现实世界中仍有待证明,但从技术上讲,具有V2L的电动汽车在某些情况下无法显着减少甚至更换备份发生器的理由。平均(高效)离网家庭每天使用约10至15kWh。相比之下,平均电动汽车的电池容量为65kWh,比大多数离网太阳能系统的电池容量大得多。由于电动汽车的电池如此大,因此可以用作缓冲吸收多余的太阳能并提供备份功率。但是,这是否可以实现取决于下面描述的两个重要变量。

  1. 首先,具有V2L的车辆通常必须有足够的费用才能用于备份功率。如果EV经常使用长距离行驶,则可能没有足够的能力用作备用电源。另一方面,如果电动汽车用于较短的旅行,并且白天停在家里,则可以在离网或网上情况下用于备份功率。考虑到普通人每天不到50公里(10kWh),典型的电动汽车的驱动器的范围为350公里(65kWh),因此,只要晚上车辆在家,电池容量的一部分就可以轻松用于备用电源。

  2. 如果太阳能阵列在冬天没有提供足够的能量来为家用电池和电动汽车电池充电,则不能作为备用电源依靠(当然,除非可以从附近的网格网格中充电资源)。在短时间冬季夏日时间短的温带地点,由于多个因素,包括阴影过多,积雪和天气差,通常很难为离网电池系统充电。在这种情况下,超大太阳能电池阵列对于确保产生足够的电源至关重要。

双向逆变器字符解释了

在详细介绍V2L与固定的离网电源系统之间的互连之前,重要的是要解释逆变器 - 充电器的操作原理。最现代的离网太阳能系统是围绕一个双向变频器这是离网太阳系的心脏和大脑。这些逆变器 - 充电器是双向的,因为它们可以在负载侧(输出)和交流源侧(输入)的两个方向上管理功率流。逆变器 - 收纸机向(AC)载荷的各种来源的负载,包括交流耦合太阳能,电池或外部电源,例如备用发电机。对于某些人来说可能会令人惊讶,但是大多数离网逆变器充电器可以充当网格领带存储系统,通常称为混合太阳能系统

很像常规葡萄牙vs乌拉圭波胆预测,逆变器充电器还可以与网格同步,并成为可能导出(注入)过量的太阳能中的网格逆变器。最大的区别是,逆变器 - 充电器还可以通过内部接触器(隔离开关)与网格隔离,并用作网格形成(离网)逆变器的功能。

如何在离网系统中使用V2L

要将带有V2L的电动汽车连接到离网系统中,可以将电动汽车连接到逆变器包含器上的交流输入。在此设置中,可以配置逆变器包将使用交流电源来供电负载或加盖电池。关键是要确保正确设置逆变器 - 含量不超过EV的最大输出。对于现代IONIQ 5或起亚EV6,最大为3.6kW;但是,为了安全起见,强烈建议将其设置为最高额定值的大约80%(或3.0kW),以防止压力或过热车辆的逆变器。

在下面显示的配置中,显示了手动交流传输开关,可用于连接常规备份发生器或带有V2L的车辆。注意,断路器应始终在所有交流电源上用于电路保护,并确保交流源不会超载。

如何使用V2L进行网格备份

虽然V2L旨在在旅行时或在家中提供紧急电源,但它也可以像典型的家用电池系统一样用于存储过量的太阳能。在农村地区的许多房屋遭受频繁停电的苦难交流传输开关将备份发电机连接到家庭电源。顾名思义,传输开关在两个不同的AC源之间,并且不允许单独的AC源交互*。一旦V2L供应运行,车辆就可以独立于网格供应家庭。当然,必须监视能源消耗,以确保其不会超载车辆的逆变器;一种明智的方法是将必需的负载电路与高需求(非必需的)电路(例如加热和电水)分开。

(*)重要的是要强调,具有V2L的车辆绝不应直接连接到电网。V2L系统无法同步对于另一个交流源,例如网格和直接网格连接非常危险。这样做会造成严重损害,并可能导致严重伤害!


V2LvsV2GvsV2H用于备份功率

V2L- 载荷

如前所述,V2L的功能类似于离网电源系统。该车辆具有内置直流电到交流逆变器,可通过10A或15A插座将高直流电压从电动汽车电池系统转换为240V AC电源。电池电量较低后,可以使用常规的EV充电器或DC快速充电器充电电动汽车。这里的关键是V2L独立于网格运行,这本质上是独立的(离网)电源系统。但是,为了安全有效地将V2L与离网房屋整合在一起,需要将交流电源连接到智能控制系统,例如如上所述的离网逆变器 - 包含。

V2G- 车辆到网格

车辆到网格(V2G)用于将电源导出到电网网络中,需要专用双向EV充电器可以与网格同步。为了使任何系统将功率注入电网,必须以高于网格电压高的电压进行操作。这正是所有太阳逆变器如何运行并将过量的太阳能输出到网葡萄牙vs乌拉圭波胆预测格中。例如,如果网格在235V处工作,则逆变器(或充电器)将需要在236V或更高的情况下“将”电源“推出”,以使电流以正确的方向流动。因此,V2G无法在离网的情况下进行技术运行,因为离网系统无法吸收或调节车辆的多余功率。此外,V2G功能通常与VPP(虚拟发电厂)程序一起通过电力网络服务提供商进行外部控制。除非车辆的V2G系统可以在某种程度上被外部控制信号所覆盖,否则它在离网情况下不可能运行。

V2H- 车辆到家

就像V2G一样,车辆对屋(V2H)系统也需要专门的双向充电器和其他设备才能操作。但是,与V2G相距甚远的V2H设置的是它旨在独立于网格工作。V2H备份系统,例如福特家居集成系统用于新的F150 eV,本质上是一个离网(网格形成)系统,能够在电网中断期间从电力网络岛。操作原理与混合太阳系非常相似,该混合太阳系的双向充电器的运行方式与混合逆变器非常相似。常见的混合逆变器是双向的,因为它们能够从网格中导入和导出能量。主要区别在于电池包含在电动汽车中,不需要太阳能。

免责声明:仅将其用作指南。所有电气装置都必须符合本地,州和国家法规和标准。所有EV充电器,太阳能和电池存储系统都必须由许可的电气专业人员


关于作者 -杰森·斯瓦克(Jason Svarc)是CEC认可的独立电力系统专家,他已经设计和安装了10年的离网太阳能系统。在此期间,他还在Swinburne大学(TAFE)教授离网系统设计和安装课程。

作者的注释- 我要特别感谢KTH大学的Emma&Hanna(皇家技术学院)在斯德哥尔摩,瑞典采访了我有关V2L技术和离网生活的信息,反过来促使我写了这篇文章。