用太阳能为电动汽车充电

Gautham Ram 最近关于太阳能与电动汽车在哪里相交的研究的一个关键成果是与行业合作构建双向车辆到电网 (V2G) 充电器。重要的是，充电器由使用智能充电算法的太阳能电池板供电。Ram 于 2019 年开始担任代尔夫特理工大学的助理教授，并表示学术界的机会仍然令人兴奋。

“作为一名学者，探索感兴趣的领域有很大的自由度，不一定受短期市场力量的驱动。我也喜欢教学和分享，我发现这是一个巨大的学习过程，”拉姆说。

他分享了最近的一个故事，其中一名学生问，鉴于向全电动电动汽车的转变，为什么要教授混合动力汽车主题。“这对我造成了个人的清算，”拉姆笑道。“我没有完全考虑过它，但我们可以很容易地看到，尽管今天电动汽车很受欢迎，但我们很容易看到世界许多地方对混合动力汽车的需求很长一段时间。”

智能充电

作为大学间研究员交流的一部分，拉姆在德克萨斯大学奥斯汀分校呆了三个月。在那里，他认识到智能充电电动汽车在多种应用中的巨大潜在优势，一种电池可用于不同的应用。

Ram说，如果你整合光伏、电动汽车和智能充电，以高价出售太阳能和存储，以及进行频率调节，它可以产生套利游戏和收入。

“我们研究了当您开始叠加太阳能充电的好处时会发生什么：存储、V2G、频率调节等。那时我们观察到有非常高的收入在起作用。我们没有考虑谁会得到这笔钱，我们着眼于储蓄，这是巨大的，”拉姆解释道。

“假设您有一个 10 kW 的双向充电器，并且您正在以 2 kW 的功率充电。通过负值，您有可能将功率增加 8 kW，并将功率降低 12 kW。与付费运行以维持电网平衡的联网发电机相比，汽车中的电池几乎可以立即做出响应。如果您看到这些数字，您就可以真正满足任何国家/地区的主要频率规定，只需使用该国的汽车即可。”

Ram 的持续研究一直延续到一个名为“在大规模部署中协调智能充电”的欧洲研究项目。这个项目还有待发表的科学出版物，研究如果电动汽车通过智能充电和放电影响电网的百分比达到显着规模会发生什么——从 20% 的电动汽车使用率上升到 40%、60%、80% ，以及对电网的影响，包括智能充电和不智能充电。

令人兴奋的电动汽车

Ram 对电动汽车和电动汽车的热情不容错过。然而，对他来说，关键因素不仅仅是减少排放。

“我认为这不仅仅是排放。还有更多好处：电动传动系统的效率是化石燃料传动系统的三倍，这仅仅是因为您的电池效率为 90%，电机效率为 95%，电力电子设备效率在 90% 到 98% 之间。当然，内燃机的效率是 20% 到 30%，”Ram 说，他展示了美国能源部编制的能源消耗当量的详细信息，其中特斯拉 Model 3 获得 134 MPGe(英里每加仑当量)。

“效率，您可以恢复制动能量的事实，以及更少的维护和更持久的刹车片，无需换油……我们说效率提高了 3-5 倍，维护成本进一步下降。

“当然，最大的问题是：购买价格高、充电时间长，关键是基础设施。为了真正过渡到能源移动，你需要到处都在高速公路上快速充电，这就是为什么混合动力车可能仍然占有一席之地，尤其是在发展中国家。300 kW 快速充电器的成本无处不在。

“我真诚希望看到的一项创新是，车内的充电器成为双向 V2G(车辆到电网)，充当光伏存储和供电。我希望从原始设备制造商那里看到这一点。否则，单独购买，这款充电器大约需要 10,000 欧元。”

主要挑战

就近期的发展而言，除了 V2G 充电之外，这位谦虚的研究人员希望看到充电插头的最终统一。

“如果大洲之间不同，那很好，就像我们带着不同的插头旅行一样，但这就像智能手机的旧时代：诺基亚、三星、爱立信……不同的电缆和插头。我不认为任何特定风格有任何巨大的优势，而协调是我希望看到的。”

电动汽车的电池更换是未来的另一个希望——Ram 承认我们在实践中不太可能看到这一点，即使目标是降低价格和提高效率。

“如果我在城市里开车，我为什么要携带 100 千瓦时的电池?很重!我可以随身携带一个 20 千瓦时的电池组。当我要长途旅行时，我可以用长途电池开车。这让我的车更有效率，因为我只承受必要的重量，”拉姆说。“每个人都说这在实践中永远行不通，但没有人想过私人公司可以上太空。”