آیا شارژرهای دو طرفه EV برای بازار خانگی آماده هستند؟

اکثر شارژرهای وسایل نقلیه برقی خانگی می توانند برق را از برق جدا کرده و به ماشین شما تحویل دهند، اما اگر وسیله نقلیه بتواند به طور خودکار چراغ ها را در طول یک وقفه حفظ کند و هزینه برق را با بازگشت برق به منبع شما در زمان تقاضای بالا جبران کند، چه؟

تعداد فزاینده ای از شرکت ها، از جمله خودروسازان GM و فورد، مزایای شارژ دوطرفه را برای مصرف کنندگان تبلیغ می کنند. اما تحقیقات نشان می‌دهد که این مزایا فراتر از مالک خودروهای الکتریکی است.

به عنوان مثال، یک سند 2018 Environmental Research Letters از آزمایشگاه ملی لارنس برکلی می گوید که در کالیفرنیا، که بزرگترین استقرار وسایل نقلیه الکتریکی در ایالات متحده را دارد، «در صورت استفاده از خودروهای برقی می توان از سرمایه گذاری قابل توجهی تا چند میلیارد دلار جلوگیری کرد. به جای انبار ثابت.”

شارژ از وسیله نقلیه به شبکه (V2G) و از وسیله نقلیه به خانه (V2H) – که شارژ دو طرفه نیز نامیده می شود – مدت هاست که بخشی از برنامه های نمایشی بوده است. اخیراً این فناوری به عنوان یک مکمل مفید ممکن برای بیش از 80 تا 85 درصد شارژ EV در خانه ظاهر شده است.

و با ورود خودروهای الکتریکی به بازار، رقابت برای معرفی شارژ دو طرفه در حال داغ شدن است.

وارد بازار کالاهای ثانویه شوید

اعتبار تصویر: امپوریا

حداقل دو فروشنده بازار ثانویه می گویند که به زودی محصولات خانگی دو طرفه را در بازار ایالات متحده خواهند داشت، یکی اواخر امسال و دیگری در سال 2023.

اما از آنجایی که برخی از خودروسازان سیستم‌های شارژ دوطرفه خود را توسعه می‌دهند، این سوال مطرح می‌شود که آیا راه‌حل‌های تامین‌کننده می‌توانند حداقل در ابتدا در آنها ادغام شوند؟ در این مرحله نامشخص است، اما به نظر می رسد که خودروسازان می خواهند این اتفاق بیفتد و بحث در مورد سازگاری در حال انجام است.

شان مک لافلین، مدیرعامل Emporia Energy مستقر در کلرادو، در مصاحبه ای گفت که در نیمه دوم سال 2023 یک شارژر خانگی دو طرفه 240 ولتی برای فروش در ایالات متحده با قیمت کمتر از 1500 دلار وجود دارد.

Emporia با BREK Electronics، پیشگام در توسعه ترانزیستورهای کاربید سیلیکون (SiC)، بر روی اینورتر شارژر دو طرفه خود کار می کند. این شرکت در حال حاضر یک شارژر خانگی 48 آمپری را به قیمت 399 دلار و یک سیستم هوشمند مدیریت انرژی خانه را در میان محصولات دیگر به فروش می رساند.

مک لافلین گفت که دریافت گواهینامه از رهبر جهانی ایمنی الکتریکی UL بزرگترین مانع در راه اندازی این محصول است. همانطور که پیشنهاد شد، با سیستم مدیریت انرژی برای عملکردهایی مانند شارژ متناوب هنگام روشن شدن کولر گازی ادغام خواهد شد.

مک لافلین گفت: «ما فوق العاده هیجان زده هستیم. “هنوز زود است، اما این یک تکامل طبیعی فناوری است – این بیشتر برنامه های آزمایشی است. بسیاری از خودروسازان بزرگ اعلام کرده‌اند که از شارژ دو طرفه EV به شکل یا روشی پشتیبانی خواهند کرد، از جمله فولکس واگن، فورد، شورولت، کیا و ریویان. همانطور که ما صحبت می کنیم در حال تکامل است و کلید در نحوه نگهداری هر سازنده آن خواهد بود.”

او گفت تسلا برای V2H و V2G “آرام” است، اما او پیش‌بینی کرد که این فناوری در نهایت در شارژ شرکت ادغام خواهد شد.

مک لافلین گفت که Emporia در حال ساخت فناوری دو طرفه خود بر اساس پروتکل ارتباطی ISO 15118-20 است که در حال بررسی نهایی است. جدول زمانی وب سایت آن را در مرحله تایید نشان می دهد. مک لافلین گفت شارژر او می تواند 240 ولت را با 11.5 کیلووات به خانه دریافت و برگرداند.

Wallbox North America، بخشی از این شرکت هلندی، گفت شارژر دو طرفه آینده آن Quasar 2 “کاملاً با خودروهای الکتریکی فروخته شده در آمریکای شمالی سازگار خواهد بود.” این شرکت گفت که Quasar 2 به طور خودکار کنترل را در صورت قطع برق در دست می گیرد و خانه را برای بیش از سه روز تامین می کند. Wallbox اخیراً شارژر 699 دلاری 240 ولتی 48 آمپری Pulsar Plus خود (قابلیت تطبیق با فرمان های صوتی الکسا و گوگل هوم) را در بازار ایالات متحده عرضه کرده است.

اعتبار تصویر: جعبه دیواری

مراحل اولیه

فقط باید به تعداد محصولات موجود در بازار نگاه کرد تا متوجه شد که صنعت شارژ دوطرفه در مراحل اولیه است.

Wallbox Quasar 1 را به قیمت 3600 دلار در اروپا فروخت، اما سخنگوی الیس برسین از ارائه فروش واقعی خودداری کرد.

او گفت Quasar 1 با خودروهای CHAdeMO دو طرفه از جمله نیسان لیف و ENV-200، میتسوبیشی اوتلندر هیبریدی پلاگین و کیا سول سازگار است. او گفت کوازار 2 11.5 کیلوواتی که از پروتکل سیستم شارژ ترکیبی غالب (CCS) استفاده می کند، “در سه ماهه چهارم سال جاری” در بازار ایالات متحده عرضه خواهد شد.

لیست خودروهای الکتریکی در بازار ایالات متحده طولانی و در حال رشد است و Wallbox اعلام کرد که آماده همگام سازی با آنها خواهد بود.

آنها از این شرکت گفتند: “ما با شرکت های آب و برق آمریکای شمالی، خودروسازان و سایر شرکا برای آزمایش و اعتبارسنجی Quasar و فناوری شارژ دوطرفه خود کار می کنیم تا از سازگاری با استانداردهای الکتریکی منطقه ای و مارک ها و مدل های خودروهای الکتریکی فروخته شده در آمریکای شمالی اطمینان حاصل کنیم.” . “در واقع، بخشی از موفقیت آینده Quasar و شارژ دو طرفه به این واقعیت بستگی دارد که تعداد بیشتری از خودروهای الکتریکی قادر به شارژ دو طرفه هستند.

شرکت‌های دیگری مانند Rectifier Technologies، Delta و Nuuve در حال کار بر روی شارژ دو طرفه EV هستند.

جف وندل، مدیر ارتباطات خودروهای الکتریکی در شرکت خودروسازی نیسان، تایید کرد که این شرکت با تامین کنندگان در بازارهای ثانویه کار می کند.

وی گفت: در حال حاضر هیچ محصول تجاری دارای گواهینامه نیسان در بازار وجود ندارد. با این حال، شرکت هایی هستند که در حال توسعه و تایید تجهیزات خود هستند – مانند Wallbox – و امیدوارند به زودی وارد بازار شوند. ما به طور فعال با تعدادی از این شرکت‌ها کار می‌کنیم تا این فناوری را به جلو ببریم و آن را در اختیار دارندگان لیف قرار دهیم.»

کریس هوندا، سخنگوی هوندا آمریکایی، گفت که این شرکت هیچ خبری از ایالات متحده در مورد شارژ دو طرفه ندارد، اما در حال بررسی آینده است.

توسعه در اروپا به خصوص با خودروسازان وجود دارد.

خودروسازان در حال حرکت هستند

اعتبار تصویر: شرکت فورد موتور

در ماه ژانویه، هوندا اعلام کرد که با کنسرسیوم V2X Suisse برای برنامه ریزی 50 خودروی الکتریکی همکاری می کند. این خودروها که به ماژول‌های Honda Power Manager مجهز شده‌اند، «قابلیت‌های بازیابی انرژی V2G را برای جابه‌جایی در مکان‌های مختلف شهری و حومه‌ای در سوئیس ارائه می‌کنند». خودروهای هوندا در صورت اتصال به ایستگاه دوطرفه قادر خواهند بود 20 کیلووات برق را به شبکه برگردانند.

در پایان سال گذشته، فولکس واگن شارژ دو طرفه را “فناوری انقلابی” نامید که در همه شناسه ها وجود خواهد داشت. مدل هایی با باتری 77 کیلووات ساعتی در آینده. این شرکت گفت که طرح آن شامل جعبه‌های دیواری ویژه DC BiDi است و می‌توان از به‌روزرسانی‌های هوا برای ارتقای سیستم خودروهای تحویل‌شده استفاده کرد.

و به گفته سخنگوی Rivian، “همه خودروهای R1T و R1S دارای قابلیت های خودرو به خودرو (V2V) و خودرو به خانه (V2H) هستند. در حالی که قابلیت شارژ دو طرفه در وسایل نقلیه Rivian وجود دارد، متغیرهای نظارتی و سایر متغیرهای منطقه ای عامل مهمی برای برنامه های بالقوه V2G آینده هستند.

سایر تولیدکنندگان خودرو روی سیستم های شارژ خود کار می کنند، اگرچه ممکن است به صورت پلاگین و بازی نباشند.

سازنده استارت Lucid در سال 2020 گفت که با یک شرکت شارژ به نام QMerit برای قابلیت V2G دو طرفه در هوا کار می کند. و فورد آنچه را که قدرت پشتیبان هوشمند می نامد به کامیون برقی لایتنینگ آینده F-150 ارائه خواهد کرد. فورد همچنین با تامین کننده پیشرو دستگاه های فتوولتائیک Sunrun برای استفاده از ذخیره انرژی و انرژی خورشیدی برای تامین انرژی خانه ها همکاری خواهد کرد. یک فورد شارژ استیشن پرو 80 آمپری مورد نیاز است.

سام ابوئل سامید، تحلیلگر ارشد تحرک الکترونیکی در Guidehouse Insights در دیترویت می‌گوید: «برای لایتنینگ، با شارژر معمولی سطح دوم کار نمی‌کند. “این فقط از طریق پین های DC برق پشتیبان تولید می کند. این به طور خاص برای کار با یک سیستم اینورتر هوشمند طراحی شده است که شامل یک سوئیچ انتقال برای قطع برق از برق و گرفتن آن از کامیون هنگام قطع برق است تا برق به شبکه برنگردد. SunRun در حال حاضر تنها شرکتی است که یک کیت سازگار ارائه می دهد که این امکان را می دهد.

چالش های شارژ دو طرفه

مارک تارپنینگ، یکی از بنیانگذاران تسلا به همراه مارتین ابرهارد، تاکید می کند که تامین انرژی خانه از خودرو نیازمند پروتکل های ایمنی حیاتی است – این یک موضوع ساده نیست.

او گفت: “بدون حفاظ، ولتاژی که در خانه خود وارد می کنید به سمت تیر برق خیابان شما می رود و سیم های فشار قوی تا 12000 ولت را برای یک لحظه روشن می کند.” «اگر کارگر خط روی این سیم‌ها کار کند، مثلاً در هنگام قطع برق، تقریباً فوراً آنها را می‌کشید. وی افزود: قبل از نصب برق داخلی، خانه باید به طور کامل از برق جدا شود. بنابراین خودروی برقی شما مطمئناً می‌تواند خانه شما را تامین کند، اما شرکت‌های انرژی در مورد تنظیمات ژنراتور بسیار جدی هستند و مطمئن می‌شوند که سوئیچ‌های جداسازی مناسب را در جای خود دارند.

چالش دیگر، به گفته تارپنینگ، سیستم اینورتر هوشمند ذکر شده در Abuelsamid است. تارپنینگ گفت: «اینورتر در خودروی شما باید بتواند فشار را در هنگام برق رسانی به خانه تحمل کند. “برای یک لحظه، خانه مقدار زیادی برق می کشد در حالی که همه چیز زنده می شود. اگر اینورتر به گونه‌ای طراحی شده باشد که این کار را انجام دهد، مشکلی نیست، اما این یک تغییر طراحی برای اکثر اینورترهای EV خواهد بود.

Abuelsamid گفت که برق AC را می توان از Lightning از طریق سیستم ProPower با توان اختیاری 9.6 کیلووات دریافت کرد، “اما من تقریباً مطمئن هستم که با Quasar کار نمی کند.” او گفت که مدل‌های هیوندای، محدود به 1.9 کیلووات با آداپتوری که به کانکتور J1772 متصل می‌شود، «ممکن است با به‌روزرسانی نرم‌افزاری مناسب با Quasar کار کنند». من هنوز جزئیاتی از نحوه اجرای قابلیت دو طرفه لوسید را ندیده ام.

رایان اوگرمن، استراتژیست ارشد خدمات انرژی فورد، در ایمیلی گفت: «اف-150 لایتنینگ در حال حاضر با گزینه‌های دیگر سازگار نیست. همانطور که فهمیدیم، ISO 15118-20 هنوز صادر نشده است. و مانند استانداردهای شارژ ISO و SAE در بازار امروز، زمانی که این استاندارد 15118-20 منتشر شد – از جمله انتقال قدرت دو طرفه – می توان انتظار داشت که سازندگان (مانند فورد) که در گذشته استانداردهای پذیرفته شده را معرفی کرده اند، این استانداردها را در آینده حفظ کنند. استانداردها بنابراین در حال حاضر، فورد شارژ استیشن پرو باید با سیستم ادغام خانگی نصب شود که برای خرید از Sunrun در سال 2022 در دسترس است.

اسکات شپرد، همکار Abuelsamid، تحلیلگر ارشد تحقیقات انرژی در Guidehouse، گفت که سیستم دو جهته Lucid مبتنی بر AC است و Lucid نیز شارژ دوطرفه AC را ارائه می دهد. او اضافه کرد که Wallbox “حداقل یک تست V2G در اروپا – Powerloop در بریتانیا که توسط Octopus Energy اجرا می شود” پشتیبانی می کند. این فرآیند که توسط شبکه ملی پشتیبانی می شود، بیش از 130 خانوار در بریتانیا را شامل می شود.