Ladda plug-in-hybrider på ett smart rutnät

En medlem av Toyota-personalen har en laddningsplugg bredvid en Toyota Prius Plug-in Hybrid under EV JAPAN, i Tokyo. Se fler bilder på plug-in hybridbilar. Kiyoshi Ota / Getty Images

Att ladda plug-in-hybrider på ett smart rutnät är mer än enkel överföring av kraft till bilens batteripaket när det behövs. Om planer går ut och plug-in-hybrider tar tag på, kan nätet och bilarna arbeta i tandem för att underlätta ebb och flöde av kraft i nätet genom att växelvis lagra ström och leverera ström efter behov.

PHEV: er erbjuder det bästa av två världar - ett elektriskt fordons ekonomi och en gasmotors oomph. Ännu viktigare kan bilen växla mellan de två bränslekällorna - gas och elektrisk - efter behov eller efter önskemål. Det är denna sista förmåga, den "som önskade" delen, där PHEV: er verkligen lyser. Ägaren kan välja mellan det billigaste bränslet eller en kombination av de två och spara pengar på lång sikt. Och samma gasmotor kan till och med ladda batterierna, eller fungera som en generator på ett smart rutnät om de beordras att slå på.

Men medan tekniken till stor del finns för att göra partnerskapet till verklighet måste det ännu inte standardiseras eller förfinas. Till detta är drivkraften för helelektriska fordon över hybrider.

Men kombinationen av PHEV och smart grid ger en glimt av en spännande framtid och en som kan bli livskraftig.

Låt oss plug-in och titta på vad som händer.

Generellt sett laddas bilens batteripaket över en natt, troligtvis på ett nivå 2-system, när efterfrågan på el är lägst, liksom kostnad. De flesta beräkningar sätter kostnaden för el under denna period i genomsnitt, vilket ungefär motsvarar 1 dollar per gallon.

Du kör till jobbet, ansluter till en laddstation och avslutar för att åka hem. När du är hemma ska du ansluta igen och vara redo för morgonen.

Fördelen med ett smart rutnät kommer in när en normal dag, från en elektrisk ståpunkt, inte längre är normal.

Föreställ dig att temperaturen har stigit långt fram till 90-talet. Nätoperatörer vet att det kommer att finnas en enorm efterfrågan på el och priserna kommer att öka. Rutnätet skickar ett meddelande till din bil, använder trådlös teknik eller "pratar" över kraftledningarna och berättar att den ska använda gas istället för el på pendeln eftersom el kommer att bli dyrare. Bilen får meddelandet och berättar sedan när du kommer in och startar det.

Du anländer till jobbet och efterfrågan är fortfarande hög. Du ansluter och nätet suger ditt batteri torrt för att möta efterfrågan. Oroa dig inte; det gör samma sak med alla andra batteripaket som den också kan komma åt. Mängden el som den används krediteras ditt konto.

Vid halv morgon är toppen över och nätet börjar ladda dina batterier. När du lämnar hemmet kan pendlingen genomföras utan gas.

Innan något av detta blir verklighet, måste dock fler PHEV: er och allelektriska fordon fylla vägarna. En av idéerna bakom PHEV: er på det smarta nätet är att använda bilarna som mobila batterikällor. Ju fler källor det är desto mer variation har de, och desto fler användare använder systemet.

Marc Geller, medstifter av Plug In America, en grupp för elkraftverk, sa att mycket av tekniken finns för att ladda elfordon effektivt och försiktigt från det befintliga nätet. Istället ses plug-in-hybrider och elfordon som det bästa stället att driva ett smart rutnät till, oavsett om det är dags för en eller inte.

Men drivkraften är där och elverktyg och biltillverkare experimenterar med smart grid-teknik såväl som den teknik som kan göra att allt händer - laddstationen.

PHEV: er behöver dock juice, och de flesta laddas genom ett eluttag eller ett speciellt hemladdningssystem. Batteriet och elektromotivsystemet sparar på gas genom att flytta bilen när den använder mest gas, till exempel från stående start eller låghastighetsmanövrar. Bensinmotorn tar över vid högre hastigheter när bilen är mest bränsleeffektiv.

Vissa PHEV: er använder gasmotorn för att köra en generator för att ladda batteriet. Andra använder de två systemen i oberoende samarbete. Flera stora bilföretag, inklusive Ford och Toyota, experimenterar med olika PHEV-teknik, liksom helelektriska fordon.

Laddningsstationer för smarta nät, även om det inte är en verklighet för närvarande, kommer troligen att få två smaker - hemstationen, och de som används av företag och företag.

Flera platser i USA har installerat laddningsstationer som kan sätta nästan full laddning på ett elektriskt fordon på bara några timmar. Dessa är i allmänhet nivå 2 laddningsstationer.

Det finns flera företag som nu arbetar med biltillverkare för att föra något liknande till en nivå 3-station på nätet.

Under 2010 trampade GE ut WattStation för kommersiella användare. Stationen, till ett pris av mer än 5 000 dollar, tillät företag att installera en laddningsplats för sina kunder som såg bra ut och fungerade bra vid nivå 2-laddningsmöjligheter. Nyligen rullade GE ut en väggmonterad laddningsstation för elfordon med nivå 2-kapacitet. Enheterna kostar lite mer än $ 1 000, bör installeras av proffs och erbjuder nivå 2-laddning.

GE sa att WattStation är utformad för att förändras med det kommande smarta nätet och kan programmeras för att hantera den potentiella utvidgade kommunikationen mellan bil och rutnät.

Medan kommunikation är nyckeln till ett effektivt smart nät, vill de flesta konsumenter ha en laddstation som startar bilen så snabbt som möjligt.

Horisontstekniken för hastighet 2011 är CHAdeMO. Medan mer av ett protokoll än en distinkt teknik använder CHAdeMO DC-spänning, en speciell kontakt och ett specifikt laddningsprogram för att ladda ett typiskt batteripaket på mindre än en halvtimme. Detta är den svårfångade nivå 3-laddningen. AAA tillkännagav nyligen att de kommer att börja, inom en ospecificerad tidsram, att erbjuda en EV-laddningstjänst med en möjlig nivå 3-kapacitet med hjälp av CHAdeMO.

Denna hastighet, är de flesta experter överens om, kommer att avgöra om elfordon blir vanliga och det smarta nätet kommer att förlita sig på elfordon om det ska bli verklighet.

En amerikansk avdelning för energikarta som visar laddningsstationer erbjuder en inblick i ett förändrat EV-landskap samt illustrerar några överraskningar i EV-världen.

Till exempel erbjuder Washington State ett relativt stort antal offentliga laddningsstationer, mellan 100 och 200, inte förvånande för en mycket ekologiskt inriktad del av landet. Just där uppe med det gröna Washington är emellertid oljerik Texas. Kalifornien har 500, Kentucky har ingen.

För Geller, av Plug In America, är det bästa sättet att se fler stationer att producera fler elfordon och ha mer på vägen. "Just nu kan inte tillverkarna möta efterfrågan," sade han.

När fler EV är ute, desto fler kommer att acceptera idén. Ju mer de accepterar idén, desto fler biltillverkare vill laddstationer på offentliga platser, företag och i hem.

Då blir CHAdeMO, WattStation och andra stationers designare och ingenjörer bara att leka med, verklighet.

Juicen

Plug-in hybrid elektriska fordon är något som en bil saknas länk. Tekniken kopplar ihop en traditionell, men vanligtvis mycket mindre gasmotor, med ett batteripaket som kan flytta bilen som ett elektriskt fordon eller som tillägg till motorn.

relaterade artiklar

• 5 Plug-in-hybrider - kommer snart
• Hur Smart Grid fungerar
• Hur plug-in hybridbilar fungerar
• Hur man laddar ett plug-in hybridfordon
• Är plug-in hybrider bättre än vanliga hybrider?
• Gör plug-in hybrider kräver speciella kabeldragningar i hemmet?
• Kan jag använda solenergi för att ladda en plug-in hybrid?
• Hur jämför plug-in hybrids körsträcka med andra bilar?

källor

• Cars.com. "AAA erbjuder mobil EV-laddning." (2 juli 2011) http://blogs.cars.com/kickingtires/2011/06/aaa-to-offer-mobile-ev-charging.html
• GE Electric Vehicles http://www.ge.com/innovation/electric_vehicles/index.html
• Geller, Marc. Medgrundare av Plug In America. Personlig intervju genomförd den 6 juli 2011.
• Lazar, Jim, John Joyce, Xavier Baldwin. "Plug-in hybridfordon, vindkraft och det smarta nätet." vitbok presenterades januari 2008. (5 juli 2011) http://www.raponline.org/docs/RAP_Lazar_PHEV-WindAndSmartGrid_2007_12_31.pdf
• MatterNetwork.com. "Plug in Hybrids Rev Up-efterfrågan på smart grid." (3 juli 2011) http://www.matternetwork.com/plug-in-hybrids-rev-up-power-grid.cfm
• Microgrid Energy. "Microgrid installerar St. Louis 'första nätverksuppladdade EV-laddningsstation." (4 juli 2011) http://microgridenergy.com/microgrid-installs-st-louis%e2%80%99s-first-networked-ev-charging-station/
• Anslut Amerika. (6 juli 2011) http://www.pluginamerica.org
• Smarta elnät. (6 juli 2011) http://www.smartgrid.gov
• U.S. Department of Energy. "Laddningsstationer för elfordon." http://www.afdc.energy.gov/afdc/fuels/electricity_locations.html
• U.S. Department of Energy. "En miljon elfordon 2015." (1 juli 2011) http://www.energy.gov/media/1_Million_Electric_Vehicle_Report_Final.pdf