这项新技术助力电动车绿色出行，减轻电网压力还省钱！

如果你是一个典型的美国人，你下班回家后开始开关和调节旋钮——洗衣、做晚餐、看电视。由于许多人都在做同样的事情，住宅区的电网在这个时候承受的压力最大。随着世界逐渐远离化石燃料，越来越多的人购买感应炉、热泵和电动车，这种需求只会增加。

这对电力公司来说是个挑战，他们已经在管理美国各地老旧的电网，同时还要满足日益增长的电力需求。因此，他们现在试图把电动车从负担变成一种机遇。例如，越来越多的车型具备“车对电网”（vehicle-to-grid，V2G）功能，这意味着它们可以根据需要向电网发送电力。其他公司正在尝试所谓的主动管理充电，其中算法会错开电动车的充电时间，而不是让所有车辆在车主插入充电器时立即抽取电能。这个想法是让一些人稍后充电，但在早上离开上班时仍然有满电的电池。

来自布拉特集团（Brattle Group）最新发布的报告，这是一家经济和能源咨询公司，为开发此类技术的EnergyHub所做，利用了华盛顿州电动车主的真实数据，展示了这种方法对电力公司和车主的潜力。他们发现，主动管理充电计划每辆电动车每年可节省高达400美元，并且这些车辆在早上始终保持充满电。公用事业公司似乎也受益，因为需求的重新分配使得傍晚的电力峰值减少。这反过来意味着公用事业公司可以推迟昂贵的升级——他们需要这些升级以适应日益增加的电气化，从而为用户节省费用。

主动管理充电与一种叫‘时间分段收费’的机制结合，公用事业公司根据一天中的时间收取不同的费率。在下午4点到晚上9点之间，需求高时，电价也高。但在晚上9点之后，电价会下降。晚上稍晚充电的电动车主可以为同样的电力支付更少的费用。

分时定价在需求最高时段抑制能源使用，减轻负担并减少公用事业公司需要发电的电量。但没有什么能阻止大家在晚上9点电价降到便宜时立刻插上电源。随着电动汽车的普及，这种协调问题可能会导致需求的新高峰。“一辆电动汽车的负载可以是典型家庭的两倍，”布拉特集团的能源管理助理阿基莱什·拉马克里希南说。“你会发现这些车开始需要以不同的方式来管理。”

这就是主动管理充电发挥作用的地方。电动汽车车主通过一个应用程序指明他们需要何时充电，以及他们的电池当天需要多少电量。（这个应用程序还会随着时间的推移学习，预测车辆何时会拔掉插头。）当他们在晚上6点回到家时，车主可以插上电源，但汽车不会开始充电。相反，系统会等到晚上某个时刻才开始充电，确保在指定时间之前充满电。“如果客户不相信我们能让他们准时到达，他们就不会让我们有效地控制他们的车辆，”EnergyHub的数据科学家弗雷迪·霍尔说。

霍尔补充道，典型的司机一天只行驶30英里，每晚需要大约两个小时的充电。通过主动管理社区中的多辆汽车，系统可以更均匀地分配夜间的需求：人们会比邻居更早或更晚出门上班，电池大的车需要更多的充电时间，有些车几乎没电，而其他车可能需要补充电。

他们仍然通过分时电价享受较低的价格，但他们并没有在晚上9点同时给电网造成负担。“在减少峰值负荷方面，结果实际上非常非常有希望，”加州大学圣地亚哥分校能源研究中心主任Jan Kleissl说，他并未参与该报告。“这显示出降低电动汽车充电成本的巨大潜力。”

根据报告，主动管理充电可以让电网在公用事业开始升级系统以应对额外负荷之前，容纳两倍数量的电动汽车。（并考虑到来自数据中心等事物的额外能源需求。）这些成本最终会转嫁给所有用户。但报告指出，主动管理充电可以将这些升级的时间推迟长达十年。“随着电动汽车的增长，如果不实施这些解决方案，将会有更多的升级，这将影响到每个人的电费，”Ramakrishnan说。

与此同时，电动汽车可以通过V2G这项新兴技术在长期内帮助降低电费。它允许公用事业调用停放在车库中的电动汽车作为庞大的备用电力网络。因此，当需求激增时，这些车辆可以向电网输送电力供他人使用，或者仅为它们停放的房屋供电，基本上将该结构从电网中移除，从而降低需求。（想想所有的电动汽车车队，比如校车，它们有巨大的电池可以用作额外电力。）有了这些备用能源，公用事业可能不需要建造那么多昂贵的电池设施，用户就不需要为此埋单。

主动管理充电和车对网（V2G）可以相辅相成，有些电池会在下午6点放电来提供能量，然后在晚上再充电。但这种协调还需要更多的大规模实验。“我们怎么安排电池的放电和晚上充电呢？”霍尔说。“因为你希望它第二天能用。”