可以想象這樣一幕：當(dāng)你走出辦公大樓時，門口的智能刷臉調(diào)度系統(tǒng)已經(jīng)從你的語音、臉部表情或者腦電波知道你想要坐什么車，要去哪。無人駕駛車會以你想的時間與路線送你到目的地，您下車后會通過刷臉支付或刷臉記錄下整個行程。當(dāng)你辦完你的工作后，車子已在相應(yīng)的地方等你，帶你去你將要去的下一個地點。這種人工智能般的無人駕駛汽車又是如何補充能量的呢？我們可能結(jié)合目前能量供給的特點進行分析，根據(jù)技術(shù)發(fā)展的特點來提前規(guī)劃，減少不必要的彎路與不必要的中間過渡產(chǎn)品，達(dá)到有序發(fā)展與資源最大化利用的目的。

 

 

在分析未來的充電解決方案之前，我們必須要了解當(dāng)前的充電需求與能量供給的特點，從現(xiàn)實的狀況出發(fā)，逐步得出我們的解決方案。基于我們對電動汽車充電能量需求分布特點和現(xiàn)有能量供給分布特點的分析，來解決電動汽車發(fā)展過程存在的或?qū)嬖诘囊恍﹩栴}。

 

 

電動汽車充電的能量需求是這樣的

 

1

 

第一個特點是無序化，即電動汽車將會在什么地方充，需要在什么時候會去充電，要充多少的能量，對于充電設(shè)施來講基本都是未知的，有時連司機自己都不清楚，因為目前絕大部分的電動汽車的電池剩余能量的估算都是不準(zhǔn)確的，越到電池生命周期的后期估算的誤差也越大，缺乏真正的大數(shù)據(jù)分析的支撐。

 

2

 

第二個特點是無理化，主要體現(xiàn)為快速充和就地充。當(dāng)電動汽車車主發(fā)現(xiàn)電量不足時車主都希望是快充，最好幾分鐘就能充滿電，另外，想到哪充就到哪充，車沒電了，最好邊上就有快充站，立馬插頭插上去就能充了。

 

3

 

第三個特點是無恥化，主要體現(xiàn)為低價、智能化、無限化。車主總是希望低價充電，免費最好。車停在哪里能自動充上電，充好之后自動通知，整個充電過程最好不要車主去煩，通過人工智能達(dá)到自動快速無縫對接，以達(dá)到完美的程度。

 

4

 

第四個特點，希望充電過程與開車過程（或乘車過程）絕對安全化，主要體現(xiàn)為無物理傷害、無化學(xué)傷害、無精神傷害。像電動車起火、觸電風(fēng)險、電磁輻射等都是車主無法接受的，但就目前的電動車技術(shù)與充電技術(shù)來說，電動汽車的本身安全與充電安全在整個產(chǎn)品的生命周期里還是有較多不足的。

 

現(xiàn)有能量供給分布特點是這樣的

 

1

 

第一個特點是分布不均衡，東西部地區(qū)不均衡，大量的能源集中在西部；城鄉(xiāng)不均衡，主要供電設(shè)施集中在城市；供電區(qū)域不均衡，主要供給方向為廠礦、工業(yè)區(qū)；需求主要集中在東部、城市的廠礦、工業(yè)區(qū)等。

 

2

 

第二個特點是供給能量有限化，由于變壓器容量限制，輸配電網(wǎng)絡(luò)容量限制，包括現(xiàn)有的用電功率、調(diào)度能力、供給量等都有限的?，F(xiàn)在充電樁布點很難，難在變壓器擴容；從調(diào)度能力來說，整個國家電網(wǎng)的調(diào)電能量調(diào)度能力也是非常有限的；供給量實際上也是不足的，尤其是大城市的需求大，但是電力供給通常都是嚴(yán)重不足的。

 

3

 

第三個特點是壟斷化，國內(nèi)主要是國網(wǎng)和南網(wǎng)，以利益為驅(qū)駛，客觀上限制了大量民間資本為電動汽車進行普及的積極性與靈活性。

 

4

 

第四個特點是不安全，目前來說電磁傷害還是存在的，還有發(fā)電排放物污染、輸配電安全，目前都存在不同程度的安全問題。

 

如何解決呢？——分布式新能源+微電網(wǎng)+分布式儲能+智慧電網(wǎng)

 

這種出行需求帶來的能量供給矛盾如何解決呢？我們認(rèn)為，基于分布式封閉能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)通過智慧電網(wǎng)的調(diào)度滿足無人駕駛電動汽車的智能充電能量需求是解決所有問題的關(guān)鍵。 

 

首先是分布式新能源發(fā)電和微電網(wǎng)控制技術(shù)，新能源發(fā)電各種可能的新能源包括風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電、水力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、海洋能發(fā)電、地?zé)崮馨l(fā)電等，在我國還是以西部廣闊的沙漠、灘涂、草原等建設(shè)大量的新能源發(fā)電如太陽能、風(fēng)能等，并用現(xiàn)有的輸電網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)實現(xiàn)西電東輸；東南部沿海大量發(fā)展風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電等，實現(xiàn)沿海部分城市的自給自足；而城市本身則要大量發(fā)展各種中小型屋頂太陽能發(fā)電、小型風(fēng)力發(fā)電、生物發(fā)電、垃圾發(fā)電等，包括電動車表面太陽能發(fā)電等，形成無數(shù)的城市微電網(wǎng)，在城郊部分能量供給量大些，則建設(shè)大量的中型新能源發(fā)電體系，結(jié)合西電東輸?shù)难a充，滿足各城市供電能量自身的需求，逐步實現(xiàn)能源供給的平衡。 

 

其次是分布式儲能，對于任一城市而言，白天的各種新能源發(fā)電總電量除了能滿足白天各種用電需求之外，還要有少量的能源需要通過各種分布式儲能存貯起來，以滿足晚上的用電需求和陰雨天氣新能源發(fā)電減少時的需求。針對電動汽車的充電需求和城市用電需求，絕大部分新能源發(fā)電能量都會通過智慧電網(wǎng)直接被各種用能設(shè)施直接消耗了，盡量減少能量轉(zhuǎn)換帶來的不必要損耗，如熱能將直接轉(zhuǎn)換為熱水等方式存貯起來供生活所需，儲能方式也是各種各樣，城市中將以小型化的儲能為主。如在住宅小區(qū)的屋頂上建個水池，水池上部是太陽能發(fā)電，樓下建個游泳池，當(dāng)白天有太陽的時候，能量在供給多余部分可以把水往上抽，當(dāng)需要發(fā)電的時候，把樓頂上的水放下來，通過一個微型水力發(fā)電裝置進行發(fā)電，滿足晚上用電需求等。儲能模式有很多種，有機械類儲能、電氣類儲能、電化學(xué)類儲能、熱儲能和化學(xué)類儲能等，根據(jù)能量本身的特點進行靈活選用。

 

第三個是對各個微電網(wǎng)進行有效控制，結(jié)合原有大電網(wǎng)實現(xiàn)調(diào)度智能化，也就實現(xiàn)智慧電網(wǎng)。未來智慧電網(wǎng)的主要特點：

 

1

 

直接用電，就近用電。直接用電是為了減少能量從不同狀態(tài)轉(zhuǎn)換帶來的效率損耗，就近用電是為了減少輸配電過程中帶來的線路損耗。 

 

2

 

定點、定量、定向的能量調(diào)度原則。假設(shè)A點需要能量，能量應(yīng)盡量從最近的B點進行調(diào)度。其次要定向，能量需求在哪里，能量就要調(diào)到哪里。然后是要定量，電的輸送是要損耗的，多調(diào)了沒用，將來還得往回調(diào)。

 

3

 

多點供應(yīng)。儲能是分布式的，當(dāng)一個點需要供電的時候，可從附近邊上好幾個點都可以為這個點供電，避免將一個點能量用完后，當(dāng)這個點自身需要能量時，又得從其它點往這個點調(diào)能量，增加無畏的能量損耗。

 

4

 

多種類供應(yīng)。電的來源可能是電網(wǎng)，也可能儲能，新能源發(fā)電一定要就地取能，因地制宜，只要能發(fā)展起來的，哪怕能量再小,實質(zhì)上都可以加以利用。

 

智能充電網(wǎng)——電動汽車的未來充電模式

 

能源供給是固定的，而電動汽車的充電需求是動態(tài)的，動態(tài)充電需求必須根據(jù)能源網(wǎng)絡(luò)的布局進行調(diào)度。根據(jù)前文所述，未來是以多種新能源發(fā)電為主，結(jié)合分布式儲能系統(tǒng)，形成無數(shù)的微電網(wǎng)，微電網(wǎng)建立起來以后，能量一定是通過智慧電網(wǎng)來調(diào)度，能量調(diào)度不可能再去建另外一張能量網(wǎng)，必然是借助現(xiàn)有的電網(wǎng)，進而形成能源互聯(lián)網(wǎng)，結(jié)合智慧電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，形成一個分布全國城鄉(xiāng)各個毛孔的、各個毛細(xì)血管的能源供給網(wǎng)絡(luò)。

 

而電動汽車對能量的需求大小是不一樣的，所以智慧調(diào)度系統(tǒng)就顯得相當(dāng)重要，依托于現(xiàn)有的電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和V2G（Vehicle-to-grid）、V2H（Vehicle-to-home）、V2V（Vehicle-to-Vehicle）的能量調(diào)度技術(shù)，形成一個分布在城市各個角落的智慧電網(wǎng)系統(tǒng)，滿足電動汽車的各種充電需求。所有電動汽車的電池管理系統(tǒng)或能量管理系統(tǒng)會根據(jù)車每次出行的能量需求，通過智慧電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，提前確定好了能量補充計劃；智慧電網(wǎng)會根據(jù)電動車的需求，哪里需要能量就往哪里調(diào)度。當(dāng)電動汽車要從A點開到C點的時候，假設(shè)在B點充電的時候能量不足，就往B點輸送能量，保證在B點的能量能達(dá)到充電需求，電動車在B點補充能量時，會有其它類似的車?yán)^續(xù)為車主或乘客提供服務(wù)，不存在充電時間的影響，也不會不存在快慢充之爭、充電換電之爭。

 

 

 

根據(jù)前面分析，為減少能量轉(zhuǎn)換不必要的損失，基本也不太可能簡單的把電動車的電池當(dāng)做一種儲能的工具來進行削峰填谷，因為電池的成本是很高的，循環(huán)壽命有限，為了把車?yán)锏哪茉椿仞伣o電網(wǎng)而減速車的壽命，增加能量轉(zhuǎn)換損耗，得不償失。只有極少數(shù)情況下，如一輛車的能源不足，當(dāng)附近總能源供給也不足時，而其它車均有相當(dāng)?shù)某鲂腥蝿?wù)，這種極端情況下，在保證其它車能完成各自的出行任務(wù)時，可以給能量不足的車勻少量的電，這種方式或許更可行一些。

 

因此，根據(jù)電動汽車的充電需求會形成一個遍布城市各街道與周邊公路網(wǎng)絡(luò)的智慧能量網(wǎng)，也就是形成城市的能量局域網(wǎng)，城市與城市之間通過公路網(wǎng)形成更大的能源供應(yīng)網(wǎng)，通過全國的輸配電網(wǎng)絡(luò)形成全國性的能量供應(yīng)網(wǎng)。也就是說，未來電動汽車充電能源供給的幾大特征：

 

1

 

需求沿公路網(wǎng)展開，供給沿電力輸送網(wǎng)展開，通過遍布全國的各種微電網(wǎng)形成能量供給站滿足需求。

 

2

 

未來新能源所占比重越來越大，最終達(dá)到全覆蓋。

 

3

 

儲能是重要支撐手段，因為儲能可以把新能源的盲點充分利用起來。

 

4

 

智慧調(diào)度是核心，要把復(fù)雜的全國的能源調(diào)度起來，每個城市能量達(dá)到平衡，這個系統(tǒng)一定是智慧的，甚至于超過人工智能的程度。

 

根據(jù)這個能量供給網(wǎng)絡(luò)的特點，未來充電模式也就躍然紙上。由于太陽能的連續(xù)性、可預(yù)測性和無窮供給量性，未來的新能源發(fā)電必然是直流供電為主，其它新能源發(fā)電為補充，為減少不必要的能量轉(zhuǎn)換，未來電動汽車自身帶有太陽能發(fā)電功能給能量存儲裝置充電，外部充電會直接利用車自身的充電裝置直接給車充電，各個微電網(wǎng)充電系統(tǒng)主要供應(yīng)的也就是新能源發(fā)電系統(tǒng)直接產(chǎn)生的直流電能，白天就直接給各輛電動汽車充電，不用進行二次轉(zhuǎn)換，晚上有少量的充電需求則通過儲能的直流電能直接給電動汽車充電，也不需要二次轉(zhuǎn)換。

 

充電系統(tǒng)都是無樁充電系統(tǒng)，如充電墻，電動汽車通過定位系統(tǒng)直接往充電墻上靠，通過直接接觸進行直接充電?，F(xiàn)在的大功率快充樁及將來可能的無線充電都存在充電轉(zhuǎn)換能量損耗，未來都將不太可能大規(guī)模應(yīng)用。交流充電因電網(wǎng)存在，可能會是直流充電的一個補充，但基本上也是無樁充電，通過直接接觸模式進行充電，不會需要像現(xiàn)在這樣復(fù)雜的各種不必要的冗余功能。

 

所有電動汽車的儲能單元都會逐步被新技術(shù)所取代，石墨烯技術(shù)的發(fā)展和復(fù)合型超級電容技術(shù)的突破，目前的各種鋰離子電池都將被取代或二次創(chuàng)新，未來電池的充放電深度循環(huán)壽命將是幾十萬至幾百萬次以上，能量密度也將是十多倍于當(dāng)今技術(shù)。電動汽車所有的充電放電管理都會由車內(nèi)的電池管理系統(tǒng)（也可能是電容管理系統(tǒng)）與外部智慧電網(wǎng)進行無縫對接的信息交互系統(tǒng)形成一個能量管理系統(tǒng)，它具有大數(shù)據(jù)存儲功能、充放電管理功能、電池容量管理功能、定位導(dǎo)航路線分析、自動充電、供電系統(tǒng)故障自診斷能力、與智慧電網(wǎng)的通信等。而電動汽車管理系統(tǒng)則有自動駕駛系統(tǒng)、故障自診斷能力、客戶信息管理系統(tǒng)、全國交通調(diào)度管理系統(tǒng)等。

 

故未來電動汽車充電需求都是由車內(nèi)的電容量管理系統(tǒng)與定位導(dǎo)航路線分析系統(tǒng)通過全國交通調(diào)度管理系統(tǒng)來通知智慧電網(wǎng)提前準(zhǔn)備，智慧電網(wǎng)則根據(jù)將要來臨的充電需求規(guī)劃相應(yīng)的充電地點、充電模式，滿足任一電動汽車的任意時候的充電需求。在整個充電事件中，必然形成幾個大數(shù)據(jù)：智慧電網(wǎng)能量供給數(shù)據(jù)與需求數(shù)據(jù)、電動汽車車輛管理數(shù)據(jù)與能量管理數(shù)據(jù)、全國電動汽車車主或用戶數(shù)據(jù)等；這些大數(shù)據(jù)也都包含著無限的商機和未來技術(shù)的發(fā)展之路。

 

萬馬布局——打造城市交通能源供應(yīng)商

 

根據(jù)未來技術(shù)的分析，萬馬新能源在現(xiàn)有的城市快充網(wǎng)布局和新能源車輛運營之外，同時介入到儲能領(lǐng)域，利用浙江省省重點研究院的智慧充電項目和省重大科技專項馬斯充電曲線快速充電技術(shù)的研究，形成了舊電池的梯次利用與舊電池儲能、局域網(wǎng)智慧能量調(diào)度控制技術(shù)、超級電容與復(fù)合超級電容（復(fù)合電池）充電/儲能系統(tǒng)、雙向充電拓?fù)洹㈦姵爻山M與智能能量管理（包含BMS+CMS+大容量數(shù)據(jù)存儲與智能分析+定位與路線分析系統(tǒng)等）等不同方向的技術(shù)研究與積累，在將來實現(xiàn)智慧能量供應(yīng)系統(tǒng)與智慧交流管理系統(tǒng)的一體化結(jié)合，在未來將萬馬打造成真正的智慧城市交通能源供應(yīng)商。