快速充电技术备受争议，传统电网概念或被“颠覆”？

光谷子

由于锂离子电池化学和纳米技术飞速发展，Altair纳米技术公司为电动汽车开发的锂离子电池可以极快的速度的充电，其充电速度比以前任何一种方式都快。位于内华达州的Reno电池公司为电动汽车开发的容量高达35千瓦时的电池可以在10分钟之内充电完毕，其充电速度是其他锂电池无法做到的。安装这种电池的载人小汽车可以续航160公里。

我们拭目以待的是这种快速充电是否能像现在随处可见的加油站那样可行？尽管一些电动汽车开发商、电池专家、用户看到了以电池作为动力的电动车的发展主流，也有人认为这项技术可能无法走得更远，第一个难题是充电所需要的功率。10分钟之内把35KWh的电池充电完毕需要250Kw的充电功率，这是一栋办公大楼最大用电负荷的五倍。也就是说，在家里你是不可能给汽车电池充电。即便是快速充电的“充电站”如同我们想象的加油站一样遍布大街，一个充电站同时开启四个充电机所需功率可能到“兆瓦”级，这样的功率只有在变电站才可以达到。即便是对个别有实力的电动汽车厂商可能也难以做到。“我以为10分钟充电技术因为点充电功率的要求所以不及实际”，加州大学Davies分校的电动汽车创始人Andrew Burke说。Altair 公司的CEO Alan Gotcher也承认这些困难，但指出“快速充放电设备的遇到的难题使Altair公司放慢了项目开发，充电需要的功率太大了”。

纳米电极充电电池

批评者所说的难题对Gotcher来说正好是需要克服挑战。他估计快速充电这项技术最先可能在类似与机场摆渡车队或其它商用车辆这些地方最先得到应用，这些地方对环境要求苛刻，经过培训的工作人员对各个电动汽车的电池非常熟悉，并且各车辆的电池可以按计划安排来充电以减轻电力负荷。Gotcher说，事实上Altair公司正与能源公司协商在San Jose国际机场建造一个快速充电变电站给电动车电池充电(该机场的已经从加州Rancho Cucamonga的Phoenix Motocars电动汽车公司预定了20辆载人电动车，这些电动车使用的是Altair公司的电池)。

San Francisco PG&E公司也为快速充电站的概念感到兴奋。该公司从Phoenix公司预定了四辆快速充电车。PG&E公司环保运输小组的负责人Sevn Thesen强调快速充电带来的商机，但也承认充电所需功率实在太难以接受。PG&E公司对电站方面了若指掌，仅在San Francisco就有31家变电站。

Thesen说公司设想可以在变电站安装快速充电设备，这样晚上电网负荷低峰时给电动车充电，缓解白天用电高峰的负荷，这种超级变电站给PG&E这样的公司提供了新的商机。快速充电电池起到双重作用，在用电低谷时充电以弥补电网负荷，使电网运行更加稳定。加州清洁空气资源委员会已拨款$170,000资金给PG&E公司，让他们2008年在加州Davies来试验建立快速充电变电站。

从长远的观点来看电动汽车，可以认为电动车的充电电池还可以起到稳定当地电网负荷的作用。PG&E公司和新成立的Tesla Motors电动汽车公司合作，来试验所谓的“电动汽车电网功率联动控制”计划，电网功率有富余时给电动汽车电池充电，电网负荷大时电动汽车电池给电网放电。“只要电网需要调节负荷，电动汽车电池可以随时充电、放电。”Thesn说。

具有讽刺意义的是，这样一种电能分配机制还可以通过各个快速充电变电站来给电网电压起到稳定作用，成百上千个联网的电动汽车电池连在一起，把多余能量的电池可以给那些没有电能的电动车电池充电。

无论怎样，快速充电技术面临的挑战就像电力网自身面临的挑战一样，它们可能完全改变我们对电网和汽车运输行业的观点，而这一点恰恰是公众和政客们都没有想到的。PG&E公司在今年九月的环境杂志协会的年会上披露了这样一种电动汽车——电网联动设想，会上他们还展示了怎样把一台经过改进了的丰田Prius汽车上的电池能量输送到加州Palo Alto的电网里，就像我们平常见到的抽水储能电站往电网发电一样。“这是一种充满神气的设想，对我们的生活方式可能是大的改变”。Thesen表示。

原作者：IEEE Spectrum客座编辑Peter Fairley

上海交通大学电信学院 彭林元 翻译整理