鉅大LARGE | 點擊量：823次 | 2021年05月25日
電池容量對電動汽車市場的影響
電動汽車開始得到非常多的關注，但在美國城市的道路上仍很難見到。直到2017年上半年，純電動汽車（BEV）在美國的銷售量不足80萬，僅占總汽車銷售量的大約1%。但純電動汽車近期上升強勁，源于消費者接受度上升、純電動汽車技術提升，以及支持性法律出臺。麥肯錫估計，到2030年會有10-11萬純電動汽車在美國道路上行駛。
然而，要想未來如愿，充電設施的可達性必須提升。雖然許多電動汽車是在家里充電，關于家里沒有車庫的人，或是在旅途中的人來說，公共充電裝置是必需品。如今只有1.6萬公共充電站投入使用加油站是其七倍之多。其中，不到2000個是快速充電站因為建設價格昂貴，而且使用率太低，無法達到收支平衡。
這是個經典的先有雞還是先有蛋的狀況。人們假如擔心電池用光了沒法充電，那他們是不愿意買純電動汽車的。然而除非純電動汽車的銷售量上升，否則難以設立更多的充電裝置來服務這些汽車。
兩個重要問題
首先，充電站不方便。大部分公共充電站都處于第二級，意思是說他們會供應每小時7-19千瓦時的電能（電能單位千瓦時就相當于油量單位加侖）。一個純電動轎車，其電池容量為60千瓦時，在傳統的二級充電站（非快速充電站）要5到10小時充滿電。站點過少，充電時間過長這些問題都讓有意向的賣家失去興趣。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
其次，充電站很燒錢。雖然150千瓦的直流快速充電站（DCFC）能在30分鐘內為純電動轎車充滿電，但安裝站點的費用就要高達15萬美元，50千瓦的DCFC成本是5萬美元。千瓦數與每小時能供應的最大電能相關。千瓦數越大，充電速度越快。DCFC運營成本也很高。
費用高昂的原因之一是有需量電費（見側欄的什么是需量電費？）。所有的電動汽車消費者支付他們消費的電能，用千瓦時（kWh）度量；這個費用就相當于支付水的用量相同。非住區使用的客戶，包括充電站，也要支付每個月任何15到30分鐘內的最大電能需量電費。以千瓦（kW）作為單位功率測量，這個費用很有可能用于支付開銷。根據評估，這筆開銷用來填補收回發電廠、電力線路、變壓器等的固定成本這些設施聯系電網，并即使在高峰時期也為消費者們供應電能。需量電費占了消費者電費賬單的重要部分，而且也讓電動汽車充電站無法盈利（見圖二）。
在一個純電動汽車充電的具體案例中，當車一接上充電樁，充電站站主就需支付需量電費。這個費用的定價基于當地的充電樁數量，車輛充電時要充到的最大電能（以千瓦表示），還有在15到30分鐘之間同時充電的車輛數。
設想一個場景：一個直流快速充電站（DCFC）能占有四個150千瓦的充電位。平均一個月有兩到三輛車都不在同一個時間充電。每輛車使用150千瓦，至少充電15分鐘。因此那個月的用電高峰是150千瓦。然而假如兩輛車同時充電15分鐘，那個月的用電高峰就是300千瓦，這樣那個月的需量電費就會翻倍。
需量電費范圍從每千瓦2美元到每千瓦90美元都有。諷刺的說，在純電動汽車流行的地區，需量電費更高，比如加州，麻州和紐約州。在收費高的州，沒有車輛同時充電的話，每個月的需量電費大約在3000-4500美元。關于純電動汽車擁有者，那就相當于充一次電要30到50美金，還要加上實際電能的成本。消費者們不會買賬的。顯然，假如有更多消費者，每次充電的價錢會降低。但因為現有成本太高，投資者們放慢了設立站點的腳步，這進一步導致了站點的短缺，消費者們也放慢了購買純電動汽車的腳步。
一個解決方法
固定蓄電池可以解決這個難題（見圖三）。就地蓄電池可以通過直流電（DC）充電和放電，并且通過大型逆變器將電池接入電網。由此當價格較低的時候，他們可以從電網中充電，儲存電力，并在高峰時期放電（這種手段被稱為調峰）。當一輛車進行充電，固定蓄電池可在不接入電網的情況下輸送150千瓦的電力。假如兩輛車充電，一個可以從蓄電池充電，另外一個可以通過電網充電。不論發生何種情況，經濟性提高了，因為電力自身和需量電費的成本都大幅降低。
圖三、在電動汽車充電站設置的就地蓄電池可以幫助消除當沒有車輛出現時通過電網供電的用電情況
除此之外，根據麥肯錫的研究，蓄電池成本從2010年的每千瓦時1000美元降低至2016年的每千瓦時230美元。剩下的整個系統成本也在降低，包括逆變器，儲存器，相關軟件和控制，場地設計，建造，和電網連接的成本。
它是這么運作的。充電站站主建設一個充電和放電速度為150千瓦的蓄電池系統，并安裝300千瓦時的電芯來儲存電能。假如沒有車來充電，蓄電池系統儲存電能以保證有足夠的電能供應，而且不會催生較高的需量電費。當一輛車要充電時，固定蓄電池不需通過電網就可以輸送電力給車輛。當兩輛車同時充電，一輛車可通過電池充電，另外一輛可通過電網充電。
容量為300千瓦時的電池可以通過數次雙車充電來管理高峰需求，并且在充電間隙儲存電能。這樣就可以把高峰需求降至150千瓦以下。通過這種方式配置的系統可以最大化的減少需量電費。這樣消費者們不需承擔每個月3000美金的費用，大幅降低了成本。特斯拉已提出在該方向發展下去，其他公司也會效仿。
假如有一天純電動汽車在道路上變得常見，蓄電池將不再有效的減少高峰需求，因為沒有足夠時間讓蓄電池充電。但此時規模經濟將起用途。需量電費將會被許多在充電站充電的車所消化。
這不代表就地安裝的蓄電池就會過時。他們依然擁有價值。當價格隨小時出現劇烈波動時（比如在加州），蓄電池可以減少每千瓦時的電力成本。他們也可以通過供應額外的電網服務（比如頻率調節和需求回應機制）帶來收益。
相當多的人對電動汽車持有樂觀態度，理由也很充分，畢竟對環境問題、油價波動和電動汽車成本下降的關注逐漸增多。麥肯錫估計，盡管電動汽車現在只在全球市場中占不到1%的份額，在2030年可達到20%的小轎車占有額及12%的商業用車占有額。
但這都是假設的情景?，F實中，消費者才最終決定電動汽車的命運。人們習慣了傳統汽車的便捷之處，所以也希望能在電動汽車上實現。要實現這個目標，充電必須要更便宜和更便捷。減少運營成本，提高收益和提升可靠性，蓄電池可在此次變革中出現重要用途。
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