可以想象這樣一幕：當(dāng)你走出辦公大樓時(shí)，門(mén)口的智能刷臉調(diào)度系統(tǒng)已經(jīng)從你的語(yǔ)音、臉部表情或者腦電波知道你想要坐什么車(chē)，要去哪。無(wú)人駕駛車(chē)會(huì)以你想的時(shí)間與路線送你到目的地，您下車(chē)后會(huì)通過(guò)刷臉支付或刷臉記錄下整個(gè)行程。當(dāng)你辦完你的工作后，車(chē)子已在相應(yīng)的地方等你，帶你去你將要去的下一個(gè)地點(diǎn)。這種人工智能般的無(wú)人駕駛汽車(chē)又是如何補(bǔ)充能量的呢？我們可能結(jié)合目前能量供給的特點(diǎn)進(jìn)行分析，根據(jù)技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)來(lái)提前規(guī)劃，減少不必要的彎路與不必要的中間過(guò)渡產(chǎn)品，達(dá)到有序發(fā)展與資源最大化利用的目的。

 

 

在分析未來(lái)的充電解決方案之前，我們必須要了解當(dāng)前的充電需求與能量供給的特點(diǎn)，從現(xiàn)實(shí)的狀況出發(fā)，逐步得出我們的解決方案。基于我們對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電能量需求分布特點(diǎn)和現(xiàn)有能量供給分布特點(diǎn)的分析，來(lái)解決電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展過(guò)程存在的或?qū)?huì)存在的一些問(wèn)題。

 

 

電動(dòng)汽車(chē)充電的能量需求是這樣的

 

1

 

第一個(gè)特點(diǎn)是無(wú)序化，即電動(dòng)汽車(chē)將會(huì)在什么地方充，需要在什么時(shí)候會(huì)去充電，要充多少的能量，對(duì)于充電設(shè)施來(lái)講基本都是未知的，有時(shí)連司機(jī)自己都不清楚，因?yàn)槟壳敖^大部分的電動(dòng)汽車(chē)的電池剩余能量的估算都是不準(zhǔn)確的，越到電池生命周期的后期估算的誤差也越大，缺乏真正的大數(shù)據(jù)分析的支撐。

 

2

 

第二個(gè)特點(diǎn)是無(wú)理化，主要體現(xiàn)為快速充和就地充。當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主發(fā)現(xiàn)電量不足時(shí)車(chē)主都希望是快充，最好幾分鐘就能充滿電，另外，想到哪充就到哪充，車(chē)沒(méi)電了，最好邊上就有快充站，立馬插頭插上去就能充了。

 

3

 

第三個(gè)特點(diǎn)是無(wú)恥化，主要體現(xiàn)為低價(jià)、智能化、無(wú)限化。車(chē)主總是希望低價(jià)充電，免費(fèi)最好。車(chē)停在哪里能自動(dòng)充上電，充好之后自動(dòng)通知，整個(gè)充電過(guò)程最好不要車(chē)主去煩，通過(guò)人工智能達(dá)到自動(dòng)快速無(wú)縫對(duì)接，以達(dá)到完美的程度。

 

4

 

第四個(gè)特點(diǎn)，希望充電過(guò)程與開(kāi)車(chē)過(guò)程（或乘車(chē)過(guò)程）絕對(duì)安全化，主要體現(xiàn)為無(wú)物理傷害、無(wú)化學(xué)傷害、無(wú)精神傷害。像電動(dòng)車(chē)起火、觸電風(fēng)險(xiǎn)、電磁輻射等都是車(chē)主無(wú)法接受的，但就目前的電動(dòng)車(chē)技術(shù)與充電技術(shù)來(lái)說(shuō)，電動(dòng)汽車(chē)的本身安全與充電安全在整個(gè)產(chǎn)品的生命周期里還是有較多不足的。

 

現(xiàn)有能量供給分布特點(diǎn)是這樣的

 

1

 

第一個(gè)特點(diǎn)是分布不均衡，東西部地區(qū)不均衡，大量的能源集中在西部；城鄉(xiāng)不均衡，主要供電設(shè)施集中在城市；供電區(qū)域不均衡，主要供給方向?yàn)閺S礦、工業(yè)區(qū)；需求主要集中在東部、城市的廠礦、工業(yè)區(qū)等。

 

2

 

第二個(gè)特點(diǎn)是供給能量有限化，由于變壓器容量限制，輸配電網(wǎng)絡(luò)容量限制，包括現(xiàn)有的用電功率、調(diào)度能力、供給量等都有限的。現(xiàn)在充電樁布點(diǎn)很難，難在變壓器擴(kuò)容；從調(diào)度能力來(lái)說(shuō)，整個(gè)國(guó)家電網(wǎng)的調(diào)電能量調(diào)度能力也是非常有限的；供給量實(shí)際上也是不足的，尤其是大城市的需求大，但是電力供給通常都是嚴(yán)重不足的。

 

3

 

第三個(gè)特點(diǎn)是壟斷化，國(guó)內(nèi)主要是國(guó)網(wǎng)和南網(wǎng)，以利益為驅(qū)駛，客觀上限制了大量民間資本為電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行普及的積極性與靈活性。

 

4

 

第四個(gè)特點(diǎn)是不安全，目前來(lái)說(shuō)電磁傷害還是存在的，還有發(fā)電排放物污染、輸配電安全，目前都存在不同程度的安全問(wèn)題。

 

如何解決呢？——分布式新能源+微電網(wǎng)+分布式儲(chǔ)能+智慧電網(wǎng)

 

這種出行需求帶來(lái)的能量供給矛盾如何解決呢？我們認(rèn)為，基于分布式封閉能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)智慧電網(wǎng)的調(diào)度滿足無(wú)人駕駛電動(dòng)汽車(chē)的智能充電能量需求是解決所有問(wèn)題的關(guān)鍵。 

 

首先是分布式新能源發(fā)電和微電網(wǎng)控制技術(shù)，新能源發(fā)電各種可能的新能源包括風(fēng)能發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、水力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、海洋能發(fā)電、地?zé)崮馨l(fā)電等，在我國(guó)還是以西部廣闊的沙漠、灘涂、草原等建設(shè)大量的新能源發(fā)電如太陽(yáng)能、風(fēng)能等，并用現(xiàn)有的輸電網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)實(shí)現(xiàn)西電東輸；東南部沿海大量發(fā)展風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、潮汐發(fā)電等，實(shí)現(xiàn)沿海部分城市的自給自足；而城市本身則要大量發(fā)展各種中小型屋頂太陽(yáng)能發(fā)電、小型風(fēng)力發(fā)電、生物發(fā)電、垃圾發(fā)電等，包括電動(dòng)車(chē)表面太陽(yáng)能發(fā)電等，形成無(wú)數(shù)的城市微電網(wǎng)，在城郊部分能量供給量大些，則建設(shè)大量的中型新能源發(fā)電體系，結(jié)合西電東輸?shù)难a(bǔ)充，滿足各城市供電能量自身的需求，逐步實(shí)現(xiàn)能源供給的平衡。 

 

其次是分布式儲(chǔ)能，對(duì)于任一城市而言，白天的各種新能源發(fā)電總電量除了能滿足白天各種用電需求之外，還要有少量的能源需要通過(guò)各種分布式儲(chǔ)能存貯起來(lái)，以滿足晚上的用電需求和陰雨天氣新能源發(fā)電減少時(shí)的需求。針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的充電需求和城市用電需求，絕大部分新能源發(fā)電能量都會(huì)通過(guò)智慧電網(wǎng)直接被各種用能設(shè)施直接消耗了，盡量減少能量轉(zhuǎn)換帶來(lái)的不必要損耗，如熱能將直接轉(zhuǎn)換為熱水等方式存貯起來(lái)供生活所需，儲(chǔ)能方式也是各種各樣，城市中將以小型化的儲(chǔ)能為主。如在住宅小區(qū)的屋頂上建個(gè)水池，水池上部是太陽(yáng)能發(fā)電，樓下建個(gè)游泳池，當(dāng)白天有太陽(yáng)的時(shí)候，能量在供給多余部分可以把水往上抽，當(dāng)需要發(fā)電的時(shí)候，把樓頂上的水放下來(lái)，通過(guò)一個(gè)微型水力發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電，滿足晚上用電需求等。儲(chǔ)能模式有很多種，有機(jī)械類儲(chǔ)能、電氣類儲(chǔ)能、電化學(xué)類儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和化學(xué)類儲(chǔ)能等，根據(jù)能量本身的特點(diǎn)進(jìn)行靈活選用。

 

第三個(gè)是對(duì)各個(gè)微電網(wǎng)進(jìn)行有效控制，結(jié)合原有大電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)調(diào)度智能化，也就實(shí)現(xiàn)智慧電網(wǎng)。未來(lái)智慧電網(wǎng)的主要特點(diǎn)：

 

1

 

直接用電，就近用電。直接用電是為了減少能量從不同狀態(tài)轉(zhuǎn)換帶來(lái)的效率損耗，就近用電是為了減少輸配電過(guò)程中帶來(lái)的線路損耗。 

 

2

 

定點(diǎn)、定量、定向的能量調(diào)度原則。假設(shè)A點(diǎn)需要能量，能量應(yīng)盡量從最近的B點(diǎn)進(jìn)行調(diào)度。其次要定向，能量需求在哪里，能量就要調(diào)到哪里。然后是要定量，電的輸送是要損耗的，多調(diào)了沒(méi)用，將來(lái)還得往回調(diào)。

 

3

 

多點(diǎn)供應(yīng)。儲(chǔ)能是分布式的，當(dāng)一個(gè)點(diǎn)需要供電的時(shí)候，可從附近邊上好幾個(gè)點(diǎn)都可以為這個(gè)點(diǎn)供電，避免將一個(gè)點(diǎn)能量用完后，當(dāng)這個(gè)點(diǎn)自身需要能量時(shí)，又得從其它點(diǎn)往這個(gè)點(diǎn)調(diào)能量，增加無(wú)畏的能量損耗。

 

4

 

多種類供應(yīng)。電的來(lái)源可能是電網(wǎng)，也可能儲(chǔ)能，新能源發(fā)電一定要就地取能，因地制宜，只要能發(fā)展起來(lái)的，哪怕能量再小,實(shí)質(zhì)上都可以加以利用。

 

智能充電網(wǎng)——電動(dòng)汽車(chē)的未來(lái)充電模式

 

能源供給是固定的，而電動(dòng)汽車(chē)的充電需求是動(dòng)態(tài)的，動(dòng)態(tài)充電需求必須根據(jù)能源網(wǎng)絡(luò)的布局進(jìn)行調(diào)度。根據(jù)前文所述，未來(lái)是以多種新能源發(fā)電為主，結(jié)合分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)，形成無(wú)數(shù)的微電網(wǎng)，微電網(wǎng)建立起來(lái)以后，能量一定是通過(guò)智慧電網(wǎng)來(lái)調(diào)度，能量調(diào)度不可能再去建另外一張能量網(wǎng)，必然是借助現(xiàn)有的電網(wǎng)，進(jìn)而形成能源互聯(lián)網(wǎng)，結(jié)合智慧電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，形成一個(gè)分布全國(guó)城鄉(xiāng)各個(gè)毛孔的、各個(gè)毛細(xì)血管的能源供給網(wǎng)絡(luò)。

 

而電動(dòng)汽車(chē)對(duì)能量的需求大小是不一樣的，所以智慧調(diào)度系統(tǒng)就顯得相當(dāng)重要，依托于現(xiàn)有的電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和V2G（Vehicle-to-grid）、V2H（Vehicle-to-home）、V2V（Vehicle-to-Vehicle）的能量調(diào)度技術(shù)，形成一個(gè)分布在城市各個(gè)角落的智慧電網(wǎng)系統(tǒng)，滿足電動(dòng)汽車(chē)的各種充電需求。所有電動(dòng)汽車(chē)的電池管理系統(tǒng)或能量管理系統(tǒng)會(huì)根據(jù)車(chē)每次出行的能量需求，通過(guò)智慧電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，提前確定好了能量補(bǔ)充計(jì)劃；智慧電網(wǎng)會(huì)根據(jù)電動(dòng)車(chē)的需求，哪里需要能量就往哪里調(diào)度。當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)要從A點(diǎn)開(kāi)到C點(diǎn)的時(shí)候，假設(shè)在B點(diǎn)充電的時(shí)候能量不足，就往B點(diǎn)輸送能量，保證在B點(diǎn)的能量能達(dá)到充電需求，電動(dòng)車(chē)在B點(diǎn)補(bǔ)充能量時(shí)，會(huì)有其它類似的車(chē)?yán)^續(xù)為車(chē)主或乘客提供服務(wù)，不存在充電時(shí)間的影響，也不會(huì)不存在快慢充之爭(zhēng)、充電換電之爭(zhēng)。

 

 

 

根據(jù)前面分析，為減少能量轉(zhuǎn)換不必要的損失，基本也不太可能簡(jiǎn)單的把電動(dòng)車(chē)的電池當(dāng)做一種儲(chǔ)能的工具來(lái)進(jìn)行削峰填谷，因?yàn)殡姵氐某杀臼呛芨叩模h(huán)壽命有限，為了把車(chē)?yán)锏哪茉椿仞伣o電網(wǎng)而減速車(chē)的壽命，增加能量轉(zhuǎn)換損耗，得不償失。只有極少數(shù)情況下，如一輛車(chē)的能源不足，當(dāng)附近總能源供給也不足時(shí)，而其它車(chē)均有相當(dāng)?shù)某鲂腥蝿?wù)，這種極端情況下，在保證其它車(chē)能完成各自的出行任務(wù)時(shí)，可以給能量不足的車(chē)勻少量的電，這種方式或許更可行一些。

 

因此，根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)的充電需求會(huì)形成一個(gè)遍布城市各街道與周邊公路網(wǎng)絡(luò)的智慧能量網(wǎng)，也就是形成城市的能量局域網(wǎng)，城市與城市之間通過(guò)公路網(wǎng)形成更大的能源供應(yīng)網(wǎng)，通過(guò)全國(guó)的輸配電網(wǎng)絡(luò)形成全國(guó)性的能量供應(yīng)網(wǎng)。也就是說(shuō)，未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)充電能源供給的幾大特征：

 

1

 

需求沿公路網(wǎng)展開(kāi)，供給沿電力輸送網(wǎng)展開(kāi)，通過(guò)遍布全國(guó)的各種微電網(wǎng)形成能量供給站滿足需求。

 

2

 

未來(lái)新能源所占比重越來(lái)越大，最終達(dá)到全覆蓋。

 

3

 

儲(chǔ)能是重要支撐手段，因?yàn)閮?chǔ)能可以把新能源的盲點(diǎn)充分利用起來(lái)。

 

4

 

智慧調(diào)度是核心，要把復(fù)雜的全國(guó)的能源調(diào)度起來(lái)，每個(gè)城市能量達(dá)到平衡，這個(gè)系統(tǒng)一定是智慧的，甚至于超過(guò)人工智能的程度。

 

根據(jù)這個(gè)能量供給網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，未來(lái)充電模式也就躍然紙上。由于太陽(yáng)能的連續(xù)性、可預(yù)測(cè)性和無(wú)窮供給量性，未來(lái)的新能源發(fā)電必然是直流供電為主，其它新能源發(fā)電為補(bǔ)充，為減少不必要的能量轉(zhuǎn)換，未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)自身帶有太陽(yáng)能發(fā)電功能給能量存儲(chǔ)裝置充電，外部充電會(huì)直接利用車(chē)自身的充電裝置直接給車(chē)充電，各個(gè)微電網(wǎng)充電系統(tǒng)主要供應(yīng)的也就是新能源發(fā)電系統(tǒng)直接產(chǎn)生的直流電能，白天就直接給各輛電動(dòng)汽車(chē)充電，不用進(jìn)行二次轉(zhuǎn)換，晚上有少量的充電需求則通過(guò)儲(chǔ)能的直流電能直接給電動(dòng)汽車(chē)充電，也不需要二次轉(zhuǎn)換。

 

充電系統(tǒng)都是無(wú)樁充電系統(tǒng)，如充電墻，電動(dòng)汽車(chē)通過(guò)定位系統(tǒng)直接往充電墻上靠，通過(guò)直接接觸進(jìn)行直接充電。現(xiàn)在的大功率快充樁及將來(lái)可能的無(wú)線充電都存在充電轉(zhuǎn)換能量損耗，未來(lái)都將不太可能大規(guī)模應(yīng)用。交流充電因電網(wǎng)存在，可能會(huì)是直流充電的一個(gè)補(bǔ)充，但基本上也是無(wú)樁充電，通過(guò)直接接觸模式進(jìn)行充電，不會(huì)需要像現(xiàn)在這樣復(fù)雜的各種不必要的冗余功能。

 

所有電動(dòng)汽車(chē)的儲(chǔ)能單元都會(huì)逐步被新技術(shù)所取代，石墨烯技術(shù)的發(fā)展和復(fù)合型超級(jí)電容技術(shù)的突破，目前的各種鋰離子電池都將被取代或二次創(chuàng)新，未來(lái)電池的充放電深度循環(huán)壽命將是幾十萬(wàn)至幾百萬(wàn)次以上，能量密度也將是十多倍于當(dāng)今技術(shù)。電動(dòng)汽車(chē)所有的充電放電管理都會(huì)由車(chē)內(nèi)的電池管理系統(tǒng)（也可能是電容管理系統(tǒng)）與外部智慧電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)縫對(duì)接的信息交互系統(tǒng)形成一個(gè)能量管理系統(tǒng)，它具有大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能、充放電管理功能、電池容量管理功能、定位導(dǎo)航路線分析、自動(dòng)充電、供電系統(tǒng)故障自診斷能力、與智慧電網(wǎng)的通信等。而電動(dòng)汽車(chē)管理系統(tǒng)則有自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、故障自診斷能力、客戶信息管理系統(tǒng)、全國(guó)交通調(diào)度管理系統(tǒng)等。

 

故未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)充電需求都是由車(chē)內(nèi)的電容量管理系統(tǒng)與定位導(dǎo)航路線分析系統(tǒng)通過(guò)全國(guó)交通調(diào)度管理系統(tǒng)來(lái)通知智慧電網(wǎng)提前準(zhǔn)備，智慧電網(wǎng)則根據(jù)將要來(lái)臨的充電需求規(guī)劃相應(yīng)的充電地點(diǎn)、充電模式，滿足任一電動(dòng)汽車(chē)的任意時(shí)候的充電需求。在整個(gè)充電事件中，必然形成幾個(gè)大數(shù)據(jù)：智慧電網(wǎng)能量供給數(shù)據(jù)與需求數(shù)據(jù)、電動(dòng)汽車(chē)車(chē)輛管理數(shù)據(jù)與能量管理數(shù)據(jù)、全國(guó)電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主或用戶數(shù)據(jù)等；這些大數(shù)據(jù)也都包含著無(wú)限的商機(jī)和未來(lái)技術(shù)的發(fā)展之路。

 

萬(wàn)馬布局——打造城市交通能源供應(yīng)商

 

根據(jù)未來(lái)技術(shù)的分析，萬(wàn)馬新能源在現(xiàn)有的城市快充網(wǎng)布局和新能源車(chē)輛運(yùn)營(yíng)之外，同時(shí)介入到儲(chǔ)能領(lǐng)域，利用浙江省省重點(diǎn)研究院的智慧充電項(xiàng)目和省重大科技專項(xiàng)馬斯充電曲線快速充電技術(shù)的研究，形成了舊電池的梯次利用與舊電池儲(chǔ)能、局域網(wǎng)智慧能量調(diào)度控制技術(shù)、超級(jí)電容與復(fù)合超級(jí)電容（復(fù)合電池）充電/儲(chǔ)能系統(tǒng)、雙向充電拓?fù)?、電池成組與智能能量管理（包含BMS+CMS+大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與智能分析+定位與路線分析系統(tǒng)等）等不同方向的技術(shù)研究與積累，在將來(lái)實(shí)現(xiàn)智慧能量供應(yīng)系統(tǒng)與智慧交流管理系統(tǒng)的一體化結(jié)合，在未來(lái)將萬(wàn)馬打造成真正的智慧城市交通能源供應(yīng)商。