中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在物流行業(yè)有個(gè)詞叫“運(yùn)輸損耗”，是指貨物在運(yùn)輸過程中，由于多種因素導(dǎo)致的數(shù)量或質(zhì)量的減少。這種損耗可能發(fā)生在各種運(yùn)輸方式中，包括陸運(yùn)、海運(yùn)和空運(yùn)等。
而在電動(dòng)汽車充換電的過程中也時(shí)時(shí)發(fā)生著“電力損耗”。如果把電能看做被運(yùn)送的貨物，把輸電、變電和配電環(huán)節(jié)看做縱橫交織的公路，那么電能從電網(wǎng)抵達(dá)動(dòng)力電池的這條路并非一帆風(fēng)順，而是在各個(gè)環(huán)節(jié)都存在電力損耗。這些偷偷跑掉的電能沒有被電動(dòng)汽車有效利用，卻增加了充換電站的運(yùn)營成本。
隨著充換電站商業(yè)化運(yùn)營逐漸成熟，運(yùn)營模式向精細(xì)化運(yùn)營管理轉(zhuǎn)變才能實(shí)現(xiàn)服務(wù)質(zhì)量和運(yùn)營效率的提升，在成本運(yùn)營方面就不得不控制充換電站的電力損耗。那電損究竟是如何產(chǎn)生的？有沒有可行的應(yīng)對(duì)措施？
電損的評(píng)估與計(jì)算
在充換電場站中，電力從傳輸、轉(zhuǎn)換、分配到儲(chǔ)存至動(dòng)力電池中的多個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生損耗，電損會(huì)受設(shè)備效率（包括配電設(shè)備、變壓器、充換電設(shè)備以及電池等）、線路布局和設(shè)備運(yùn)行環(huán)境等多種因素的影響。
也就是說，電力損耗是不可避免的，但可以通過對(duì)電損進(jìn)行測算不斷優(yōu)化線路和設(shè)備，來減少能量損失。
充換電站的電損可以分為有功電損和無功電損。有功電損大致與充電樁、線路和變壓器這三個(gè)因素有關(guān)，表現(xiàn)為電耗總量的增加和基礎(chǔ)電費(fèi)的增長。無功電損的增加直接表現(xiàn)為功率因素的下降，功率因素則是供電局收取力調(diào)電費(fèi)的參照。那么通過減少有功電損就可以減少基礎(chǔ)電費(fèi)，通過減少無功電損就可以減少力調(diào)電費(fèi)。
*功率因數(shù)是0到1范圍內(nèi)的值，無功功率占比越高，功率因數(shù)越小。
要使無功電損降低，就要提升充換電站有功功率的占比，也就是提升充換電站的充電量和利用率，避免場站設(shè)備的閑置及電能等公共資源的浪費(fèi)。
有功電損的產(chǎn)生則相對(duì)復(fù)雜，我們可以通過計(jì)算電損率來對(duì)場站的運(yùn)營情況進(jìn)行評(píng)估，即比較整個(gè)場站的總輸入電量和實(shí)際輸出電量的差值。
比如某場站在某時(shí)間段內(nèi)電網(wǎng)接入統(tǒng)計(jì)的結(jié)算電量是1.2萬kWh，充換電站運(yùn)營管理平臺(tái)顯示的總充換電量是1.1萬kWh，則電損量是1000kWh，電損率是8.3%。一般充換電場站正常的電損率在8%-13%之間。
如何降低電損？
降低電損率，優(yōu)化場站運(yùn)營，可以從以下三方面展開。
1、充電樁或換電站的工作效率
充換電設(shè)備將交流電轉(zhuǎn)換為直流電給電池充電時(shí)，會(huì)有5%-10%左右的能量損失，充換電站的充電效率越高，能量損失越小。當(dāng)設(shè)備隨著時(shí)間的推移逐漸老化，能量損失率也隨之上升。
假如某場站平均每天輸出10000kWh的電量，充換電設(shè)備的效率為95%，電費(fèi)成本為0.5元/kWh，服務(wù)費(fèi)為0.35元/kWh，扣除電費(fèi)成本后，利潤為0.35元/kWh。那么該場站每日因電損損失的利潤為175元，一個(gè)月的損失達(dá)5000元左右，一年的損失達(dá)6萬元左右，還是在設(shè)備利用率不變的情況下。
另外大功率充電設(shè)備會(huì)比小功率充電設(shè)備產(chǎn)生更高的電損，動(dòng)力電池接近滿電時(shí)充電比低電量時(shí)充電產(chǎn)生更高電損。
充換電運(yùn)營商們可以通過前期采購可靠的、高效能的設(shè)備，以及后期定期維護(hù)保養(yǎng)和檢修，來維持充換電站的工作效率，減少能量損失。
2、充電線路電能傳輸效率
電能傳輸過程中，受到線纜材質(zhì)和電阻的影響，也受設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的影響。
線纜越長、橫截面積越小，對(duì)應(yīng)線纜電阻率越高，損耗就會(huì)越大。線纜的材質(zhì)（如銅線、鋁線等）、類型（多芯或單芯）以及絕緣等級(jí)等因素都會(huì)影響電力損耗的大小。在電能傳輸?shù)倪^程中，一部分電能轉(zhuǎn)換成熱能流失掉，需要風(fēng)冷、液冷等方式散熱，而熱管理系統(tǒng)的運(yùn)行本身也要消耗額外的電能。
據(jù)電力相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，線路損耗功率大概占總功率的5%-10%。
因此在規(guī)劃建設(shè)充換電站時(shí)，應(yīng)該采取一個(gè)最優(yōu)的線路設(shè)計(jì)和布局，合理選擇電纜規(guī)格，適當(dāng)增加線纜橫截面、減少線纜長度，盡可能地使用低電阻材料，減少電能傳輸損耗。
3、變壓器的電力損耗
在充換電場站中，變壓器的作用是將電網(wǎng)提供的高壓電轉(zhuǎn)換為適合電動(dòng)汽車充電的低壓電。因?yàn)樵陔娏鬏斶^程中，高壓電能有效減少電力損耗，但在場站內(nèi)，為保證充換電的安全性才將電壓降低到合適的區(qū)間。所以變壓器本身也有調(diào)節(jié)電壓電流、優(yōu)化電能傳輸、提高充電效率的作用。
在變壓器處理電壓和電流轉(zhuǎn)化的過程中也會(huì)產(chǎn)生電力損耗，主要包括鐵損（磁滯損耗和渦流損耗）和銅損兩部分。鐵損和變壓器的工作頻率和鐵芯材料有關(guān)，銅阻跟繞組電阻和電流的平方成正比。
大容量變壓器在輕載時(shí)鐵損占比較大，而銅損在重載時(shí)更為顯著，電壓波動(dòng)也會(huì)影響變壓器的鐵損和銅損。所以在選用場站變壓器時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇高效率變壓器。根據(jù)場站實(shí)際情況對(duì)變壓器的導(dǎo)線、線圈、磁性材料和磁芯結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的選擇。
電力損耗影響著充換電場站的運(yùn)營成本及服務(wù)效率，也會(huì)加劇環(huán)境負(fù)擔(dān)，與新能源汽車產(chǎn)業(yè)降碳減排的發(fā)展目標(biāo)背道而馳。
電損的產(chǎn)生和控制則十分復(fù)雜，涉及電力系統(tǒng)輸配電效率、產(chǎn)業(yè)鏈上下游設(shè)備廠家、充換電場站運(yùn)營商、甚至是新能源汽車用戶習(xí)慣，需要從設(shè)備優(yōu)化升級(jí)、場站合理的規(guī)劃與布局、綜合運(yùn)營策略的制定和實(shí)施以及消費(fèi)習(xí)慣引導(dǎo)等多個(gè)維度展開優(yōu)化電力損耗解決方案。
值得注意的是，隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車、車網(wǎng)互動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，未來新能源汽車及充換電站設(shè)施有能力幫助電網(wǎng)平衡負(fù)荷，會(huì)在一定程度上降低電網(wǎng)的輸電和配電損耗。充換電設(shè)施和新能源汽車動(dòng)力電池、整車平臺(tái)的研發(fā)技術(shù)也始終向著高效能的方向發(fā)展，加上合理的場站運(yùn)維策略，電損問題也許就能迎刃而解。
