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詳解：充電負荷控制系統(tǒng)可使充電樁的安裝率提升50%
發(fā)布時間：2020-05-22 分類：交通百科
從行業(yè)發(fā)展態(tài)勢看
電動汽車目前進入快車道，汽車電氣化是大勢所趨。2017年我國電動車銷售達到49萬輛，累計保有量達到158萬輛，數(shù)據(jù)在全世界都居首位，同比增長達到37.7%。其中，純電動占比超過80%，每年增長趨勢看呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長。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)模看，目前滿足電動汽車的充電已經(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3.7萬個，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法在自己的家庭進行充電，需要到社會的公共場合進行充電。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200度，有人不足10幾度，說明現(xiàn)在存在局部的充電場站過熱，充電排隊，部分地區(qū)充電設(shè)備無人問津，長期閑置。
從車主角度看
現(xiàn)在的充電體驗度不高，很多的電動車主遇到在公共充電樁無法充電問題，有車占用，車輛和充電樁不匹配的問題。并且現(xiàn)在充電樁大部分是公共設(shè)施，它的環(huán)境適應性差。大量的充電設(shè)施需要有定期的維護避免粉塵的影響。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，大量線下人工維護提高運營商的運營成本，而這部分成本最終又會由來充電的車主承擔。
充電安全性有待提升，說到安全大家的第一反應是電池，這是與安全緊密相關(guān)的部件。安全應該作為系統(tǒng)的概念來考慮，因為整個充電的過程，包括車輛、電池、充電機、電網(wǎng)和整個系統(tǒng)中的各零部件。任何部件的失效都會帶來事故，因此，應該系統(tǒng)性地進行安全評估。
未來應該更加注重充電設(shè)施運維服務(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，更要同步建設(shè)一套完整的運營服務(wù)體系，向智能化和精益化轉(zhuǎn)變，提高設(shè)施的經(jīng)濟性、安全性，提升用戶的使用滿意度。以用戶的體驗提升和安全經(jīng)濟運行為目標，以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算和人工智能等技術(shù)為手段，構(gòu)建安全、互聯(lián)、協(xié)同的智能運營服務(wù)平臺，利用設(shè)備智能化水平的提升和平臺綜合服務(wù)能力，優(yōu)化設(shè)施運行模式，降低設(shè)備運營成本，提升用戶滿意度。
從智能運維角度看
利用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺提供服務(wù)，建立分層管理服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，最終實現(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)。最終通過后臺的云端提供各種綜合服務(wù)，包括充電樁共享，設(shè)備運營監(jiān)控，智能運維服務(wù)，有序充電，運行調(diào)度等服務(wù)。優(yōu)化現(xiàn)有的設(shè)備運營模式，可以大幅度提升運營經(jīng)濟性。現(xiàn)在大工業(yè)的峰谷電價，峰段和谷段的價格差可以達到30%以上，每度電的峰谷差達到0.6元，如果對運營類的充電站可以進行錯峰充電，可以取得很好的經(jīng)濟效益。
以某一個公交站為例，目前大部分的車輛都是進站即充的模式，平臺運營數(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，當天可以節(jié)省10%的充電費用。充電設(shè)施需要與電網(wǎng)建立有效互動。因為充電樁本體并不是能源生產(chǎn)者，而是能量的搬運工，把電網(wǎng)的電量進行轉(zhuǎn)化后給車輛充電。這需要滿足充電的需求和充電供應之間達到平衡。通過采集大量私人充電樁的充電行為曲線，發(fā)現(xiàn)在下午五點到晚上十一點的區(qū)段這是充電的高峰期。充電負荷的高峰和低谷差可以達到三倍，最高峰是晚上七點。峰谷差導致電網(wǎng)的經(jīng)濟性變差，配網(wǎng)達到一定數(shù)量以后，新增的充電負荷會受到制約。
通過平臺建立負荷控制系統(tǒng)，可以解決能源供需矛盾問題。研發(fā)本地負荷終端的裝置，把它安裝在局部的配電和變壓器，實時采取配網(wǎng)的負載率和電壓電流功率等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。充電樁集中充電，變壓器對負荷產(chǎn)生一定影響時會主動給充電樁下一些控制指令，讓負荷平穩(wěn)運行。經(jīng)測算，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)備和平臺的智能診斷可以有效提升運維服務(wù)能力，充電樁側(cè)可以增加故障感知，數(shù)據(jù)上報等自檢自恢復的功能。平臺端可以通過云計算的功能快速定位，智能派單給運維人員，生成維修工單，每個運維人員完成后要將所有完成的信息反饋給后臺，形成歷史的維修記錄。通過以上的方式，大概可以減少現(xiàn)場運維人員70%的工作量，可以提升運維團隊近三倍以上的服務(wù)能力。
安全機制解決方案，充電安全依靠電池管理系統(tǒng)。但任何一個零部件都有一定的可靠性，不可能達到100%，因此需要通過充電機和后臺同步監(jiān)測所有充電過程的實時數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)形成后臺的決策分析和預警機制。充電機可以作為電池管理系統(tǒng)的后備保護，當它出現(xiàn)一種異常的情況下，充電機也可以發(fā)起一些主動保護，提升整體的可靠性，BMS可靠性可以達到99以上。
