電動汽車用戶參與車網(wǎng)互動對電池使用壽命影響分析

 

在政策與市場的雙輪驅(qū)動下，我國積極有序地開展了大量有序充電和V2G示范項目。從開展的示范項目來看，普遍缺乏對電動汽車用戶參與意愿的研究分析。為進一步了解用戶參與有序充電和V2G意愿，在能源基金會的支持下，中國汽車工程學會聯(lián)合其他研究機構(gòu)共同開展了《促進中國電動汽車與電網(wǎng)協(xié)調(diào)互動的政策研究：基于用戶意愿的車網(wǎng)互動調(diào)研與建議》項目研究。項目組于2023年5月-7月，通過線上+線下方式，調(diào)研了北京、上海、天津、重慶等19個城市用戶，并對用戶參與有序充電和V2G意愿做了詳細分析，并形成研究報告。

 

充放電（V2G）是車網(wǎng)互動的更深層次應(yīng)用，指將電動汽車作為“儲能”設(shè)施，通過充放電樁實現(xiàn)負荷低谷時充電、負荷高峰時向電網(wǎng)放電。本文重點對電動汽車用戶參與車網(wǎng)互動對電池使用壽命顧慮進行總結(jié)分析。

 

PART.1 調(diào)研數(shù)據(jù)

 

從調(diào)研數(shù)據(jù)來看：

 

一是對電池使用壽命的影響，是用戶參與V2G主要顧慮。車主參與V2G的主要顧慮，排在前四位的是影響電池使用壽命、V2G對質(zhì)保及二手車轉(zhuǎn)賣影響、用車時電量未充滿里程焦慮和可能存在安全風險。

 

 

圖1 電動汽車用戶參與充放電（V2G）顧慮因素

 

二是用戶對于參與V2G造成的電池使用壽命損耗忍受度較低。超過70%的車主僅能接受電池壽命損耗5%以內(nèi)。電池壽命損耗是車主參與V2G的重要關(guān)注點。

 

 

圖2 電動汽車用戶參與V2G對電池損耗的接受度

 

三是當充放電（V2G）度電收益達到1元以上時，用戶更愿意參與互動。用戶參與充放電（V2G）需要付出時間、一定的用車靈活性及對車輛電池壽命損耗等成本。通過對具有一定車網(wǎng)互動經(jīng)驗車主研究發(fā)現(xiàn)，超過60%用戶希望每次參與活動獲得20元以上（放電20度電，度電收益1元以上）收益。其中度電收益1-1.5元占比20.31%，1.5-2元占比16.48%,2元以上占比30.46%。

 

 

圖3 用戶參與V2G期待收益情況

 

PART.2 案例調(diào)研

 

從案例調(diào)研來看，無論是否參加放電，電池健康狀態(tài)（SOH）衰減無差異，均為3%。

 

長城保定工業(yè)園區(qū)車網(wǎng)互動示范項目2021年4月投運，探索充放電對電池壽命影響。項目具備50臺15千瓦V2G直流充電樁，20臺以上好貓車輛。家充公放場景下，每天晚上充電到100%，上班通勤SOC從100%到96%，上班期間放電SOC從96%開始到32%，下班通勤SOC從32%到28%。

 

參與活動車主，參與V2G次數(shù)105次，放電1823.47kWh（按照百公里平均電耗13kWh，等效里程約1.4萬公里），行駛里程1960公里，等效總里程約1.6萬公里；未參與活動車主，充電次數(shù)16次，行駛里程3485公里。兩者電池健康狀態(tài)（SOH）都衰減3%，沒有明顯差異。

 

 

從研究文獻來看，低溫環(huán)境下，V2X服務(wù)可減緩電池衰減。

 

電動汽車參與充電（V2G）對電池使用壽命的影響主要與溫度、放電深度、充電功率、用戶參與V2G互動頻度及程度等因素有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，在其他條件相同時，低溫氣候、苛刻的駕駛模式、大功率的充電模式、高電池容量占用的V2X（包含V2G）服務(wù)、室外露天停車都會導致電池的壽命下降。值得注意的是，其中V2X（包含V2G）服務(wù)對電動汽車電池壽命的影響較小，而且對于不得不停在戶外寒冷情形下的電動汽車來說，V2X（包含V2G）服務(wù)有一定的加熱作用，可以減緩電池在低溫環(huán)境中的衰減[1]。

 

[1] A K D , A S R , B H R ,et al.The impact of V2X service under local climatic conditions within Canada on EV durability[J].eTransportation, 2021.

 

合理的充放電策略下，用戶參與充放電（V2G）對電動汽車電池使用壽命影響有限。

 

車主參與V2G的主要顧慮是影響電池使用壽命且對于參與V2G造成的，電池使用壽命損耗忍受度較低，超過70%的車主僅能接受電池壽命損耗5%以內(nèi)。當夏季、冬季車內(nèi)空調(diào)制冷制暖啟動時，對于電池使用壽命的損耗將更加增加車主的顧慮。采取合理的充放電策略時，用戶參與充放電（V2G）對電動汽車電池使用壽命影響有限。

 

 

一是拓展電動汽車參與電力市場商業(yè)模式。結(jié)合屬地電力市場建設(shè)情況，鼓勵負荷聚合商、虛擬電廠運營商聚合電動汽車資源參與需求響應(yīng)/電力市場輔助服務(wù)，擴大用戶參與車網(wǎng)互動應(yīng)用場景，保障用戶獲得合理化收益。

 

二是提供完備質(zhì)保服務(wù)。汽車廠商為不同用戶，車型提供完備V2G電池質(zhì)保政策，打消車主參與車網(wǎng)互動對電池壽命、安全及續(xù)航的顧慮，吸引用戶參與車網(wǎng)互動。

 

三是加強用戶宣傳引導。針對不同用戶群體特點，通過網(wǎng)絡(luò)新媒體、運營商平臺等，宣傳電動汽車充放電（V2G）服務(wù)。加強與用戶之間的互動和溝通，解決用戶對參與車網(wǎng)互動可能的技術(shù)性、安全性、收益性方面顧慮。