電子發燒友網報道（文/李寧遠）隨著電網老化，世界各地面臨著前所未有的供電挑戰，而且隨著汽車電氣化程度越來越高，越來越普及，電網壓力也進一步加劇。但是，如果電動汽車可以將電力重新投入電網，那么就會減輕不少電力系統負擔。

V2G，從理論到實用

這一概念被稱為V2G，Vehicle to Grid，一項主動配電關鍵技術，指電動汽車與電網間的雙向送電，核心在于利用大量電動汽車的儲能能源作為電網和可再生能源的緩沖。借助半導體技術，V2G雙向充電可以在電力高峰需求期間提供電池電力以加固電網，并在電力昂貴或缺電時進行家用供電。V2G雙向充電的應用將大大釋放電動汽車的能量。

V2G的概念是由Amory Lovins在1995年提出的，但當時受技術條件限制可行性不大，只是一個理論上的概念。近年來由于混合動力汽車和純電動汽車的廣泛使用以及電池技術的進步，V2G越來越受到人們關注。

關于V2G的可行性評估，國際上有著大量專業的分析，利用電動汽車電池作為電網儲能源是可行的，不論是從工程上還是從經濟上，V2G的效益都足夠引人注目。但是，這需要將電動汽車與電網智能地結合起來，必須對電動汽車的充放電過程進行合理的、智能化的管理，才能使其為電網更好地服務。否則沒有基礎設施支持的V2G，電動汽車作為日常負載也只會增加電網負擔。

V2G智能電力系統建設提上日程

電力系統一直是國家基礎建設中的重點，9月26日，在國家發改委重大基礎設施建設新聞發布會上，國家能源局規劃司副司長宋雯表示，要加大新型電力基礎設施建設力度，其中就包括優化充電基礎設施布局，推動新能源汽車與電力系統融合發展，鼓勵開展有序充電、電動汽車向電網送電（V2G）等技術應用示范。

綜合兩年國內出臺的有關文件，國內V2G發展計劃推廣路線很清晰，2020年之前，開展小批量多批次的V2G試驗驗證，主要任務是驗證多輛電動汽車與電網雙向充電技術，實現多輛電動汽車的相互充電放電。2020年至2025年，開展規模化電動汽車與電網V2G雙向充電的示范運行。2026年之后逐步商業化推廣。

從實際應用來看，V2G也的確體現了它的作用。今年4月份，大灣區首次利用網地一體虛擬電廠實行精準削峰，深圳供電局調度臺向一座V2G充電站發送“削減20千瓦電力負荷”指令，后者在1分鐘內將充電功率降為零，進一步將車載電能返送回電網，實現電動汽車與電網互動的迅速調節。

V2G一旦實現大規模商業化，不論是對消費者、汽車企業還是電力企業以及充電設施企業都是利好的。

V2G市場與挑戰

據歐洲儲能協會發布的《歐洲2030及2050儲能目標研究報告》顯示，到2030年，歐洲國家總儲能需求預計至少為187GW，其中，V2G儲能為33GW，占比約為17.6%。

我國V2G市場同樣潛力巨大，據光大證券預測，2025年V2G市場空間將達到333億元，到2030年市場空間將超過千億，達到1052億元。

從全球V2G的發展來看，國內V2G發展稍顯遲緩。歐美日本等國家和地區已開展了近百項V2G項目，包括技術驗證、示范推廣、商業化運行等不同類型。去年大眾汽車就表示從2022年起對出自集團MEB平臺的所有純電動車型推出V2G雙向充電技術；日產聆風已經實現了V2G雙向充電功能；特斯拉也在考慮讓V2G雙向充電功能回歸旗下主力車型Model 3和Model Y。

國內V2G相關推廣相比之下就慢一些，但也在加緊布局，近兩年頒布的多項政策加速了V2G技術在國內市場的發展。國內也有一些車企開始推進V2G技術落地，如威馬汽車聯合國網，完成了全項V2G的車、樁實測及道路測試，率先進入技術落地應用；比亞迪也將陸續推出V2G電動車。

愿景是好的，但是國內V2G想要實現商業化還有很長的路要走，僅從硬件條件來說，電池壽命提升、現有充電樁的改造、智能電網建設不成熟等等客觀條件都制約了V2G的推廣和應用。尤其是V2G對電池的影響，電動車使用V2G，肯定會多出很多循環次數，這種多循環次數肯定會對電池性能產生影響，如何優化電池來減緩電池的衰減是非常有挑戰的。

半導體技術加持V2G

如何解決車用逆變器、車載動力電池、充電樁，電網建設上的技術難題是V2G實現商業化的必經之路。如何利用半導體技術讓V2G雙向充電消除電容峰值、提升電池在多循環下的性能是V2G發展中關鍵的一環。

能夠實現V2G雙向充電的半導體技術可以將電動汽車及其電池轉化為能量存儲系統，在需要時將電力返回電網。這些技術，包括了寬禁帶電源管理、優秀的傳感和連接技術，通過優化電力負荷管理來確保電網更加可靠、智能和安全，為V2G技術的商業化鋪平道路。

實現更高效的V2G，肯定少不了寬禁帶技術。在后摩爾時代，寬禁帶半導體材料有著天生的優勢，如GaN，它是提高效率、增加電動汽車行駛里程和壽命的關鍵。GaN能有效地提高電動汽車車載充電器、電動汽車充電站和儲能系統等應用中的電源或電源管理系統的功率密度。另一方面，這也能減小車載充電器、充電樁的體積，在靈活度上大大提升。

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基于GaN的V2G圖騰柱PFC，VisIC

上圖是VisIC基于自家650V，100A GaN功率芯片的設計，可以實現8kW/L以上的功率密度，效率超過98%，滿足V2G和G2V的雙向功率流動要求。

精準的測量技術或者說傳感技術同樣能大大提升V2G效率，這同時也是保障設備安全的核心。在電動汽車和電網之間移動能源時，為了在電力轉換系統中實現電壓和電流控制回路，MCU需要隔離、快速和準確的電壓和電流讀數。其中少不了放大器和ADC的組合來實現高分辨率測量。

通過傳感技術對電池的電壓、電流、溫度和其他性能指標狀態進行監控，有助于對電動汽車，對充電設備里的能源進行更好的管理。這也是防止電池加速老化的有效手段，在V2G的多充電循環應用里，必須通過精準的傳感隨時監測且預測電池的老化情況。

另外，V2G雙向充電需要數據在電動汽車、充電基礎設施和電網之間的智能通信，對處理器的功能要求肯定也不會少。處理器需要在充電器接口和充電站與云之間的通信方面扮演決策者的角色，優化電力負荷管理。各種通信接口協議的管理功能自然不用說，現在AI功能也開始出現在V2G的處理器中。

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V2G應用處理器，TI

從技術層面來看，V2G基礎設施建設中的半導體技術、半導體部件為V2G技術應用打好了堅實的基礎。利用先進的導體技術消除電池壽命損耗問題、研發更適合V2G的逆變器技術、提升充電設備效率、解決整個電網系統的控制管理問題，是實現電動汽車V2G商業化的前提。

寫在最后

從整個新能源結構、布局以及發展來看，V2G的商業化很有價值，它不僅降低了電動汽車用電成本，還對發展新能源、助力實現碳中和起到了實際作用。隨著半導體技術在V2G各個環節、各個設備中的深入應用，解決從車到樁到網每個環節的問題，政策扶持下V2G的商業化進程會顯著加快。