充電負(fù)荷控制系統(tǒng)可使充電樁的安裝率提升50%

由工業(yè)和信息化部賽迪研究院主辦、新能源汽車報(bào)承辦的2017（第三屆）中國(guó)新能源汽車領(lǐng)袖峰會(huì)于12月21日在北京舉行，政府機(jī)構(gòu)、行業(yè)權(quán)威組織、新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)及專家代表出席會(huì)議。

北京華商三優(yōu)副總工程師杜巖平發(fā)表了題為《共享撬動(dòng)充電新市場(chǎng)》的專題演講，他認(rèn)為：充電負(fù)荷控制系統(tǒng)可以使配網(wǎng)容量降低50%以上，充電樁的安裝率可以提升50%。以下是專題演講的部分節(jié)選：

從行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)看

電動(dòng)汽車目前進(jìn)入快車道，汽車電氣化是大勢(shì)所趨。2017年我國(guó)電動(dòng)車銷售達(dá)到49萬(wàn)輛，累計(jì)保有量達(dá)到158萬(wàn)輛，數(shù)據(jù)在全世界都居首位，同比增長(zhǎng)達(dá)到37.7%。其中，純電動(dòng)占比超過(guò)80%，每年增長(zhǎng)趨勢(shì)看呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長(zhǎng)。從基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況看，目前已經(jīng)建成具備一定規(guī)模，覆蓋多領(lǐng)域，滿足跨區(qū)域充電的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。從網(wǎng)絡(luò)規(guī)?？?，目前滿足電動(dòng)汽車的充電已經(jīng)具備一定服務(wù)能力。現(xiàn)在充電樁的數(shù)量居世界首位，新能源汽車和樁是7：1的比例。整體看服務(wù)能力達(dá)到一定水平，但還存在不盡如人意的地方。

充電基礎(chǔ)設(shè)施資源供需不平衡，發(fā)展不均衡。北京私人乘用車的家庭充電樁推廣為例，北京2017年私人充電樁數(shù)量3.7萬(wàn)個(gè)，僅有60%左右的用戶安裝了家用自用充電樁，有接近一半的用戶無(wú)法在自己的家庭進(jìn)行充電，需要到社會(huì)的公共場(chǎng)合進(jìn)行充電。

公共設(shè)施投入量非常大，但設(shè)備利用率不均衡。單樁日均充電量超過(guò)200度，有人不足10幾度，說(shuō)明現(xiàn)在存在局部的充電場(chǎng)站過(guò)熱，充電排隊(duì)，部分地區(qū)充電設(shè)備無(wú)人問(wèn)津，長(zhǎng)期閑置。

從車主角度看

現(xiàn)在的充電體驗(yàn)度不高，很多的電動(dòng)車主遇到在公共充電樁無(wú)法充電問(wèn)題，有車占用，車輛和充電樁不匹配的問(wèn)題。并且現(xiàn)在充電樁大部分是公共設(shè)施，它的環(huán)境適應(yīng)性差。大量的充電設(shè)施需要有定期的維護(hù)避免粉塵的影響。公共設(shè)施或多或少受到一定的外力損壞和非正確操作引起設(shè)備損壞，大量線下人工維護(hù)提高運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)成本，而這部分成本最終又會(huì)由來(lái)充電的車主承擔(dān)。

充電安全性有待提升，說(shuō)到安全大家的第一反應(yīng)是電池，這是與安全緊密相關(guān)的部件。安全應(yīng)該作為系統(tǒng)的概念來(lái)考慮，因?yàn)檎麄€(gè)充電的過(guò)程，包括車輛、電池、充電機(jī)、電網(wǎng)和整個(gè)系統(tǒng)中的各零部件。任何部件的失效都會(huì)帶來(lái)事故，因此，應(yīng)該系統(tǒng)性地進(jìn)行安全評(píng)估。

未來(lái)應(yīng)該更加注重充電設(shè)施運(yùn)維服務(wù)，發(fā)展健康基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，不僅要保證設(shè)施建設(shè)數(shù)量，更要保證質(zhì)量。在建設(shè)硬件設(shè)備的同時(shí)，更要同步建設(shè)一套完整的運(yùn)營(yíng)服務(wù)體系，向智能化和精益化轉(zhuǎn)變，提高設(shè)施的經(jīng)濟(jì)性、安全性，提升用戶的使用滿意度。以用戶的體驗(yàn)提升和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為目標(biāo)，以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和人工智能等技術(shù)為手段，構(gòu)建安全、互聯(lián)、協(xié)同的智能運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)，利用設(shè)備智能化水平的提升和平臺(tái)綜合服務(wù)能力，優(yōu)化設(shè)施運(yùn)行模式，降低設(shè)備運(yùn)營(yíng)成本，提升用戶滿意度。

從智能運(yùn)維角度看

利用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)提供服務(wù)，建立分層管理服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，最終實(shí)現(xiàn)人、車、樁、電網(wǎng)和云端信息互聯(lián)。充電樁不再僅是充電接口，可以環(huán)境感知、故障診斷、識(shí)別等。通訊層利用物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)，把充電設(shè)備與車輛，充電設(shè)備與云端，充電設(shè)備與周邊的環(huán)境監(jiān)控等互聯(lián)。最終通過(guò)后臺(tái)的云端提供各種綜合服務(wù)，包括充電樁共享，設(shè)備運(yùn)營(yíng)監(jiān)控，智能運(yùn)維服務(wù)，有序充電，運(yùn)行調(diào)度等服務(wù)。優(yōu)化現(xiàn)有的設(shè)備運(yùn)營(yíng)模式，可以大幅度提升運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性?，F(xiàn)在大工業(yè)的峰谷電價(jià)，峰段和谷段的價(jià)格差可以達(dá)到30%以上，每度電的峰谷差達(dá)到0.6元，如果對(duì)運(yùn)營(yíng)類的充電站可以進(jìn)行錯(cuò)峰充電，可以取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。

以某一個(gè)公交站為例，目前大部分的車輛都是進(jìn)站即充的模式，平臺(tái)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)看大量的車到站后SOC只有70%，完全可以滿足兩圈的續(xù)航。如果在中午和晚高峰將充電行為延后或提前一小時(shí)，當(dāng)天可以節(jié)省10%的充電費(fèi)用。充電設(shè)施需要與電網(wǎng)建立有效互動(dòng)。因?yàn)槌潆姌侗倔w并不是能源生產(chǎn)者，而是能量的搬運(yùn)工，把電網(wǎng)的電量進(jìn)行轉(zhuǎn)化后給車輛充電。這需要滿足充電的需求和充電供應(yīng)之間達(dá)到平衡。通過(guò)采集大量私人充電樁的充電行為曲線，發(fā)現(xiàn)在下午五點(diǎn)到晚上十一點(diǎn)的區(qū)段這是充電的高峰期。充電負(fù)荷的高峰和低谷差可以達(dá)到三倍，最高峰是晚上七點(diǎn)。峰谷差導(dǎo)致電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性變差，配網(wǎng)達(dá)到一定數(shù)量以后，新增的充電負(fù)荷會(huì)受到制約。

通過(guò)平臺(tái)建立負(fù)荷控制系統(tǒng)，可以解決能源供需矛盾問(wèn)題。研發(fā)本地負(fù)荷終端的裝置，把它安裝在局部的配電和變壓器，實(shí)時(shí)采取配網(wǎng)的負(fù)載率和電壓電流功率等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。充電樁集中充電，變壓器對(duì)負(fù)荷產(chǎn)生一定影響時(shí)會(huì)主動(dòng)給充電樁下一些控制指令，讓負(fù)荷平穩(wěn)運(yùn)行。經(jīng)測(cè)算，配網(wǎng)容量可以降低50%以上，充電樁的安裝率可以提升50%。

利用設(shè)備和平臺(tái)的智能診斷可以有效提升運(yùn)維服務(wù)能力，充電樁側(cè)可以增加故障感知，數(shù)據(jù)上報(bào)等自檢自恢復(fù)的功能。平臺(tái)端可以通過(guò)云計(jì)算的功能快速定位，智能派單給運(yùn)維人員，生成維修工單，每個(gè)運(yùn)維人員完成后要將所有完成的信息反饋給后臺(tái)，形成歷史的維修記錄。通過(guò)以上的方式，大概可以減少現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員70%的工作量，可以提升運(yùn)維團(tuán)隊(duì)近三倍以上的服務(wù)能力。

安全機(jī)制解決方案，充電安全依靠電池管理系統(tǒng)。但任何一個(gè)零部件都有一定的可靠性，不可能達(dá)到100%，因此需要通過(guò)充電機(jī)和后臺(tái)同步監(jiān)測(cè)所有充電過(guò)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)形成后臺(tái)的決策分析和預(yù)警機(jī)制。充電機(jī)可以作為電池管理系統(tǒng)的后備保護(hù)，當(dāng)它出現(xiàn)一種異常的情況下，充電機(jī)也可以發(fā)起一些主動(dòng)保護(hù)，提升整體的可靠性，BMS可靠性可以達(dá)到99以上。