2024 年第三季度，电动汽车仅占轻型汽车销量的9%。虽然这一数字正在迅速增加——美国国家可再次生产的能源实验室估计，到 2030 年，美国电动汽车的数量将达到 3000 万至 4200 万辆——但电动汽车的新功能不仅限于节省汽油费用或帮助减少碳排放。
电动汽车的新领域被称为双向充电，即汽车的大电池可以 在停电期间为您的家庭提供备用电源。福特、通用、沃尔沃和特斯拉等公司都在其部分车型上采用了双向充电，还有非常多制造商打算在2025 年和2026 年之前在其所有车型上提供双向充电。
随着电动汽车制造商慢慢的变多地采用双向充电技术，双向充电可能会取代特斯拉 Powerwall等家用电池备用选项。太阳能电池可在您需要时提供备用电源，但安装成本高达数千美元，而且只能用于一件事。双向充电为电动汽车车主提供了一举两得的解决方案，让他们能够移动，并在车库中让电动汽车工作。
为多租户建筑提供电动汽车充电器的公司 Swtch销售工程总监托马斯·马丁 (Thomas Martin) 表示：“双向充电将变得更普及，2025 年将标志着双向技术的转折点。”
CNET 采访了汽车制造商的专家和研究该技术的研究人员，以了解家庭和汽车之间连接的未来发展趋势。双向充电真的能取代独立的家用备用电池吗？这项技术从相当小众（甚至在电动汽车中）走向主流，又面临哪些阻碍？
随着各大汽车制造商将双向充电引入其电动汽车系列，我们预计从 2025 年开始该技术将得到普遍应用，各大公司不仅会支持家庭车辆充电（即“V2H”），还会支持一切车辆充电（即“V2X”）。
“随着通用汽车等公司承诺到 2026 年在其所有车型中推出 V2X 技术，能够参与 V2X 的车辆数量将迅速增长，”马丁说。“这将让我们达到一个关键数量，该技术将推动市场参与。”
然而，这不单单是客户采用和技术能力的问题。未来一年我们可能看到的两大趋势是商业车队和家庭能源管理。
与普通消费者相比，车队所有者对双向充电的未来看法将不一样。以 UPS 仓库为例，该仓库在车辆到电网 (V2G) 设置中为其卡车使用双向充电系统。据橡树岭国家实验室研发人员Omer Onar介绍，UPS 使用的系统允许您进行无线充电，同时将电力回馈给电网。
从技术上讲，这种微电网设置适用于任何拥有大型车队的企业，包括校车、教堂、汽车租赁公司、货物运输公司、公共交通等。这些大型车队按照可控且可预测的时间表运行，这对于 V2G 计划非常有价值。
沃尔沃汽车能源解决方案主管亚历山大·佩特洛夫斯基 (Alexander Petrofski) 预计，客户将需要为他们的电动汽车配备一个能源套利系统，并采用一种算法来依照房子能耗和电价优化汽车的充电和放电。
为了高效、有效地使用双向充电，客户要一个系统，该系统能在成本低时自动为车辆充电，并在成本高时将电力卖回给电网。这种套利功能已经存在于SolarEdge Home Battery 和Tesla Powerwall 3等家用电池中，但汽车制造商也正在加入这一行列。
福特与 Sunrun 和 BGE 合作开展了一项试点项目，以展示 F-150 Lightning 的性能以及它如何为家庭供电并将电能反馈回电网。通用汽车还推出了GM Energy PowerBank，这是一种固定式储能系统，可让电动汽车车主储存电力并将电能传输到电网。它配备了一套完整的家庭能源管理系统，可以在停电期间为家庭供电，并在高峰需求期间抵消更高的电费。
虚拟发电厂还需要一些其他部件才能组装起来。你需要一辆汽车和一个连接到虚拟发电厂程序的家用逆变器，并且该系统要由 VPP 和公用事业公司维护，这并不像听起来那么简单。
除此之外，每个家用充电器都需要设置并连接到互联网才能参与，这样 VPP 才能对给定时刻有多少辆电量充足的汽车进行有根据的猜测。例如，该计划无法从电量处于 5-10% 状态的汽车中获取能量；这些车辆需要先充电，以便车主仍可使用它们。
马丁表示，只有当市场规模更大时，虚拟发电厂和电网服务才有可能取得更大的成功。当安装该系统的人慢慢地多，联网汽车的数量也慢慢的变多时，实现可预测性就会变得更容易。
“我从来就没家用电池，”福特能源服务和 V2G 业务负责人 Ryan OGorman 说道。“我刚刚买了 F150 [Lightning]。今年夏天，密歇根州发生了一场很严重的风暴，风暴席卷了我所在的地区，摧毁了树木和电线。[我所在的地区] 停电了三天——但我没有。我整一个完整的过程中都开着卡车，当电力恢复时，我还能行驶近 100 英里。”
普通电动汽车车主不太可能注意到将汽车用作备用电池会耗电。“汽车的优点是，当汽车插上电源时，消费者几乎察觉不到行驶 15-30 英里，”奥戈尔曼说，“而且根据汽车的不同，你可以在不到一小时内充满电。”
然而，并非所有我们采访过的专家都同意双向充电将完全取代家用电池。“如果你住在偏远地区，需要更适合长期能源备份的东西，那么购买家用电池系统可能更经济，”马丁说。“这可能会储存更多的能量，而且如果你在停电几天期间仍然需要四处走动，也不会造成问题。”
“我们真的不认为存在非此即彼的选择，”电力研究所高级项目经理本·克拉林 (Ben Clarin) 表示，该研究所是一家提供独立客观行业专业相关知识的研究机构。“它们都能够给大家提供在停电期间为人们提供支持的能力。”克拉林认为双向充电有空间与家用电池系统共存，而且特斯拉 Powerwall 等系统不太可能完全被双向充电取代。
Clarin 表示，双向充电能应用于家用电池不实用的住宅用途案例，例如在多户建筑中，由于空间和成本原因，租户无法有自己的备用电池。
福特 F-150 Lightning Pro 是最便宜的电动皮卡，其目标客户是商业应用而非私人车主。
顾名思义，双向充电是一种让您的汽车将其存储的直流电能转换为交流电能，并将电能回馈到您的家中或电网的过程。这与电动汽车的传统单向充电过程完全不同，后者通常将交流电从墙上插座传输到电动汽车充电器和汽车电池，然后将其转换为直流电能。
技术实现相当简单，但双向充电的真正潜力在于各种不同的可能用例。例如，一种实现是 V2H 充电，您的车辆可以在停电期间充当备用发电机。
“我认为有两种基本用例，”通用汽车能源部门首席营收官 Aseem Kapur 表示。通用汽车能源部门是通用汽车的一个部门，提供能源存储、电动汽车充电等解决方案。“一种是纯粹的弹性应用，在停电时，你能够正常的使用你的汽车，并借用 [电力] 为你的家供电。这是一种非常有价值的应用，你现在可以将你的汽车用作超越移动性的双重资产。[它可以] 作为一种能源资产，将其与固定存储相结合。”
充满电后，普通电动汽车可容纳60 千瓦时的电力，可以为家庭供电约两天，但根据使用情况，通常能持续更长时间，这使得将电动汽车用作家庭备用电源非常实用。
“如果我看一下标准的现成固定式储能系统，它有 7 到 13 千瓦时的电量，”奥戈尔曼说。“这很棒，但实际上只能为车辆提供 15 到 30 英里的续航能力，而这些车辆可以行驶 300 英里。”从本质上讲，这在某种程度上预示着普通人使用电动汽车作为应急电源选项不太可能真正注意到车辆里程的任何显著消耗，因此在紧急状况下将其用作备用电源非常实用。
还有诸如车辆到负载（V2L）之类的选项 ，它允许您使用适配器为您的车辆供电，例如露营设备、电动工具、家用电器和别的设备。“对于基本的车辆到负载，基本上没有进入障碍，”马丁说。“如果您的车辆有插座可以插入延长线，您就可以插入设备了。”
这使得 V2L 成为普通客户可能体验到的第一个双向充电用例。还有车对车（V2V），可以为耗尽电量的电动汽车提供电力，类似于使用汽车电池为另一辆车启动，不过更恰当的比喻可能是从油箱中抽出汽油，将其注入另一辆车。
转向双向充电并不像软件更新或购买新设备那么简单。这将需要制造商和消费的人克服一系列障碍。
Swtch 的马丁表示：“双向充电和其他车对万物技术和应用的最大障碍是车辆性能。虽然现场有支持 V2X 的充电器，但兼容车辆数量有限，使得充电器技术目前影响力较小。”
然而，这样的一种情况在未来几年将有所改变。就在通用汽车，卡普尔列出了新推出的雪佛兰电动汽车，包括 Equinox、Blazer 和 Silverado，以及凯迪拉克 Lyriq 和 GMC Sierra。所有这些车辆都具有双向功能，并与通用汽车的车载系统配合使用。
当您选择增程电池选项时，2023 款福特 F150 Lightning 配备免费双向充电器。
我们预计其他汽车制造商也会效仿，让其车辆可使用双向充电。沃尔沃已确认沃尔沃EX90将可以有效的进行双向充电，并正在欧洲研发交流双向充电器。这家瑞典汽车制造商还与家庭能源公司dcbel建立了合作伙伴关系，将双向直流家庭能源站引入美国市场。
双向充电比基本的电动汽车充电更昂贵。“如果你想做更多的事情，比如将你的汽车连接到家里作为电池备份或连接到电网进行 V2G 计划，那么主要的障碍就是费用，”马丁说。“你需要购买兼容的充电器和断路开关，这将花费数千美元——而且你需要为它找到空间。”
空间和成本可能会让多户住宅中的双向充电变得难以承受，但即使是单户住宅的业主也可能会发现意想不到的成本。一些住宅的电线和配电板较旧，不支持 200 安培的电力服务。为了充分的利用双向充电，一些房主在大多数情况下要升级配电板才可以做到他们想要的充电水平，这可能是另一项费用。
奥戈曼指出，某些双向充电器，例如福特的 Charge Station Pro，可以将其充电等级降低至安装负载所支持的任何等级，因此在这方面，只要您可以忍受没有办法获得充电器所能提供的全部 19kWh 充电量，就没有必要升级您的面板。
双向充电的一个重要组成部分取决于监管环境。购买和向电网出售电力的过程通常由各州和公用事业公司决定。一些州可能采用净计量，这样您就能够得到太阳能电池板产生的多余能量的补偿。
美国国家可再次生产的能源实验室电动汽车充电和电网整合首席工程师安德鲁·梅茨 (Andrew Meitz)表示：“业内通常称之为互连协议。你在家中添加的任何能够将电力输出回电网的设备都需要列入名单，然后需要向公用事业公司声明你拥有发电设备。”
能源套利和容量套利 （即家用电池或电动汽车储存并返回电网的能源所获得的报酬）在不同国家之间也存在很大差异。在国际上，欧盟呼吁修改立法，因为电网费用和电力买卖税使私人客户难以参与其中。
这些挑战与虚拟发电厂面临的挑战非常相似。“美国虚拟发电厂的监管环境不仅涵盖所有 50 个州，还涵盖每个州内的各个公用事业区域，” RMI电力总经理马克·戴森 (Mark Dyson) 表示，“这是我们正真看到的面临的主要挑战之一，或者说阻碍了整个市场的增长。”
戴森表示，核心问题是客户要一个理由来将能源回馈给电网。“除非公用事业公司和监督管理的机构通过费率设计、激励计划、改变公用事业公司规划和运营电网的方式，让客户能够享受这些好处，真正在公用事业规模上利用这种资源，否则这些好处是没办法实现或缺乏吸引力的。”
“我们的多个方面数据显示，这对普通消费者来说应该不是问题，”Petrofski 说道。“只要双向充电以有规模和有限制的方式来进行，就不会对电池使用寿命产生重大影响。”Petrofski 表示，沃尔沃将限制车辆电池使用量过多的客户的双向功能。这将基于客户特定的条件、驾驶和充电行为。
“最容易使电池性能直线下降的因素是在非理想条件下对电池施加压力，”马丁说道。“如果你经常在非常炎热或寒冷的天气下快充至高电量，那么最大有可能开始产生非常明显的性能直线下降。”
尽管如此，马丁表示，从技术层面来看，如果将电动汽车用作家用备用电池，应该不可能会出现问题。“如今的电动汽车电池化学成分足以满足将电力送回电网或为家庭供电几天甚至一年多次的额外需求。大多数车主应该不会遇到任意的毛病。”
另一个好消息是，我们采访过的每一家制造商都确认，双向充电是其电动汽车的支持用途。它不会使保修失效或改变保修，而这正是客户经常提出的一个问题。
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