【电动汽车资源网EV江湖 朱金星】青岛有个企业名字叫“ 特来电”。充电板块叫“特来电”,卖车板块叫“特来车”,购物平台叫“特来购”,整个团队叫“特来劲”。本期话题是“特来电”创新群智能 充电系统。

“特来电”在公交行业入驻城市是172个,建设成功的公交站数量截止到2018年3月底是812个,公交充电模块装机容量已经达到2355900万千瓦,累计充电量已经超过9.2亿kWh。目前,日均充电量达到已经290万kWh/日。

图1 充电设施的市场规模

通过图1可以看出,2018年6月6日18:46时的充电量达到226.481万kWh,而前一天的充电量是299.8万kWh/日之多。这种充电量增长趋势表明,“特来电”的服务范围和能力一直在持续增长。同时,也表明我国新能源电动汽车的充电需求越来越大。

图2 充电实时监控系统

一、群智能充电思路的形成

国务院2017年作出规划,提出在城市公共交通领域、出租车领域和配送领域发展新能源汽车;在地市级及以上城市中全面推行公交都市建设,要求新能源公交占比不低于35%。在该政策的引导下,若2020年把近70万辆公交车全部替换成新能源公交车,未来市场容量极其可观。

  而要想支撑如此数量的新能源公交车,充电是绕不过的重要环节。发展至今,充电已不仅仅是汽车发展的配套产品,而是支撑整个产业发展的基础设施和能源保障。其中公交行业充电站具有电力容量需求大、安全性与稳定性要求高等一系列需求特点,寻找高效、安全、可靠的充电服务解决方案成为公交行业健康快速发展的关键。

  一方面,公交大巴每日行驶线路和里程相对固定,所需电量大,充电电压高;另一方面,公交场站的体量大,快速充电需求量多。正是因为公交场站有这样的特点,公交充电站已成为充电设施提供商的必争之地。目前包括国家电网、“特来电”、比亚迪、普天新能源等企业,已经在这方面进行了大量的技术和市场布局,走在了行业前列。

  其中占据近50%市场份额、位居业内第一的充电运营商,“特来电”新能源有限公司在公交充电领域处于领先地位,自主研发的“产品业界首创、技术水平国际领先”的电动汽车群智能充电系统,解决了充电桩无序充电产生的电网安全、设备安全、充电安全以及充电成本高、接入难、占地大等问题,成为公交行业安全高效充电的首选。

图3 电动汽车群智能充电系统

 二、降低运营及维护成本

针对电动公交集中充电的特性,越来越多的公交场站采用群智能充电系统。该系统改变了传统充电桩“一桩对一车位”的方式,而是采用箱变集中式充电方式,将分散的充电机整合,功率模块集中于智能箱式充电站内,最大可以满足200个快速充电终端。具有高度集成化、模块化、智能化、网络化等特性。既减少了充电站建设成本,也缩短了建设周期,同时还具有占地少的优势。这种方式的建设成本,比业界普遍采用的直流充电桩降低15%～20%。

  与此同时,依托强大的大数据云平台技术,充电运营商可以通过大数据监控系统,实时查询运营电站信息,掌握所有充电订单明细信息、充电记录汇总信息等。并且可以通过对车辆历史充电数据查询,如:某段时间的历史轨迹、充电曲线变化趋势、电池组寿命曲线,由智能充电系统实现智能化充电,将充电高峰的充电需求转移到低谷期充电,从而降低充电成本。

  大数据云平台还可以实现公交充电站无人值守的运营方式,由驾驶员自己插枪充电,定期后台统一进行结算。既节省了充电交易时间,也极大节省了充电站的运营维护成本。

图4 群智能充电装置 

 三、完善的安全防护体系

  安全生产始终是公交企业的“红线”,每个充电运营商都对充电系统的安全性有着完善的防护体系。例如“特来电”在全国投运的公交充电站全部搭载了自主研发的CMS主动柔性智能充电系统。在充电过程中,充电机能够主动识别电动汽车充电过程的异常数据,诊断并处理故障和异常,从而将充电安全提高100倍以上。除此之外,“特来电”充电系统还具备精准启动电池低温防护功能,防止低温环境电池出现故障。

图5 CMS主动安全管控系统

  在软件层面,“特来电”做了很多有针对性的研发。其充电系统与车辆的BMS系统在充电过程当中有交互,根据车载电池电流、电压需求和温度变化,进行精准的充电过程控制。由于目前新能源汽车的BMS系统,价格参差不齐、质量也有天壤之别。对此,我们研究的CMS系统,可以在出现问题时主动切断。该系统研究出来之后在武汉公交上进行了200多次充电测试,把CMS相关数据调取出来,发现有时电池温度已经达到高限值,单体电压已经停留了一定的时间。通过我们所做的技术调整,既保证了充电的安全性,又延长了电池的使用寿命。

四、融入智能弓形充电技术

针对电动公交运行中高频、高效的充电需求,公交系统专供的智能充电系列产品应运而生。其中“特来电”自主研发人工智能充电弓,首次实现智能检测、自动匹配、传感链接、大功率快充等功能,全过程无人化操作。同时设置了多重安全防护体系,例如车充互锁、过温保护功能、异物监测、智能融雪、无电待机、自动开合、主动防护等,360°智能防护保证充电安全。

“特来电”人工智能充电弓在大功率充电领域实现突破,单车最大充电功率可达450kW,双枪快充方式可达360kW,均为国内最高功率技术。充电40s、续航10公里,电动公交只需8分钟就能充满,大大缩短了充电时间。

图6 公交汽车弓形充电

五、智能调控、削峰填谷

公交充电站须统筹考虑峰谷电价、车辆运行路线、车辆运营里程和剩余电量等因素。通过智能充电系统的负荷调度功能,在满足客户正常充电需求情况下,极大地减少甚至取消高峰电价阶段的用电量,大幅增加低谷时段的充电量。智能调控、削峰填谷产生的充电经济型堪称事半功倍。

图7 智能充电优势多

智能充电的推广价值在于省钱。公交汽车基本上都是晚上充电,而一般地区晚上0点到早晨8点之间电价不组0.3元/kWh。但是,从上午8点到24点这个时段的电价要在0.9元/kWh以上。到了下午电价又变成0.6元/kWh,晚上用电高峰电价则会升至1元以上。智能充电可以帮助企业实现用最优惠电价充电。

具体做法是,通过与车辆调度平台的信息交流,为运营车辆在优选时段按计划充电。例如:一辆公交汽车充满电后可以运行150公里,但却需要每天运营200公里。我们的充电调度系统会安排这辆车,于头天晚上利用低谷电(低电价)把电池充满。当次日午前11点多运行了约150公里时调公交汽车回来充电。

不过,除非特殊需要充电设备不会立即为之充电。因为中午12点之前的电价是0.9元/kWh。“特来电”智能充电系统,会在12点之后启动充电。因为,此时的电价是0.6元/kWh,并且只给该车充电50kWh。待完成当日全部运营里程之后,于晚上0点之后再用0.3元/kWh的电价充满……

这种经济型充电组合方式非常重要。我们曾经为用户算过一笔账:一个拥有1000多辆电动公交汽车的企业,一年要消耗3000多万kWh的电量。如过按每kWh平均节省0.3元计算,全年节约的电费便可超过1000多万元。

通过智能调控,电动公交还将优先充风能、太阳能等清洁电力。“特来电”的智能充电功能,在很大程度上优化了公交充电场站的充电模式,从而节省了电费、降低了运营成本。同时也降低了高峰期充电对电网的冲击,比较充分地利用了电网低谷期间的能量,从而达到“智能充、特省钱”的目的。

(来源:电动汽车资源网EV江湖 朱金星)

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