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充電站電網(wǎng)樣本:塑造“車網(wǎng)互動”新場景
日期:2021-12-21   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_miaowanying 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
今年國慶假期,不少高速休息區(qū)的充電樁都“一樁難求”,很多新能源車主在高速上遭遇了“充電一小時,排隊四小時”的窘境,而其背后,卻是我國新能源汽車的大發(fā)展。

中國汽車工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示,2020年全年,我國新能源汽車產(chǎn)銷量分別完成136.6萬輛和136.7萬輛,同比累積增長7.5%和10.9%。在新能源汽車大規(guī)模發(fā)展的今天,如何提高充電設(shè)施的“精度”,讓充電樁變得好用、易用,甚至能讓新能源汽車通過充電樁與電網(wǎng)深度結(jié)合,開展大規(guī)模車網(wǎng)互動,成為城市能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展轉(zhuǎn)型的重要課題。

圖片

事實上,從2015年起,能源企業(yè)紛紛投身充電設(shè)施建設(shè)藍海,開展城市、交通樞紐、高速公路等關(guān)鍵節(jié)點的充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè),在2020年,也就是“十三五”的收官之年,全國已建成各類型充電樁85.1萬臺。天津地區(qū)也實現(xiàn)了《天津市新能源電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》城區(qū)內(nèi)以0.9千米、市郊3千米、遠郊5千米間距密度的充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)全部過境49座高速服務(wù)區(qū)充電全覆蓋,具備了良好的充電設(shè)施升級應(yīng)用土壤。

今年10月,天津津門湖新能源車綜合服務(wù)中心被國家能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)及技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟能源數(shù)字化專委會評選為能源數(shù)字化示范工程。這個集數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化、生態(tài)化,以及政府監(jiān)管、品牌運營、產(chǎn)品體驗、技術(shù)研發(fā)、多站融合等多功能場景于一體的新能源車綜合服務(wù)中心,是目前國內(nèi)集成度最高、技術(shù)最先進的充換電示范站,其又能為綜合能源發(fā)展提供什么啟迪?

“Chaoji”讓充電更快捷

對于大多數(shù)新能源汽車車主而言,減少充電等待時間,實現(xiàn)快速便捷充電是迫切需求。

基于現(xiàn)有國標(biāo)直流充電技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),津門湖新能源車綜合服務(wù)中心應(yīng)用了480千瓦矩陣式柔性快充堆,作為電源集群統(tǒng)一規(guī)劃整流模塊使用并合理分配充電功率,單臺設(shè)備可擴展12個充電終端。在充電形式變化的基礎(chǔ)上同樣注重充電原理技術(shù)的提升,創(chuàng)新應(yīng)用了以IGBT(絕緣柵雙極性場效應(yīng)管)為核心的整流元件,相較于傳統(tǒng)MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)技術(shù),最大輸入功率提升30%以上,能耗水平降低50%。

基于下一代更快、更先進充電技術(shù)的探索也沒有停止。2020年6月,中國電力企業(yè)聯(lián)合會、國家電網(wǎng)有限公司與日本電動汽車快速充電器協(xié)會(CHAdeMO協(xié)會)聯(lián)合發(fā)布白皮書,正式命名下一代充電技術(shù)為“Chaoji”。這項技術(shù)提供了一套統(tǒng)一、安全、可靠、低成本的充電系統(tǒng)解決方案,在技術(shù)路線上既兼容歐美日主流CCS(聯(lián)合充電系統(tǒng))標(biāo)準(zhǔn),也能夠通過轉(zhuǎn)換接頭兼容現(xiàn)有直流充電國標(biāo),其理論最大充電功率可達900千瓦,最高可實現(xiàn)汽車充電5分鐘行駛400千米。

當(dāng)前,在津門湖新能源車綜合服務(wù)中心投運的天津市第一臺“Chaoji”技術(shù)充電樁,設(shè)計充電功率360千瓦。在電子鎖可靠性、電氣安全防護、熱安全管理上進行大幅度改進,同時拓展支持V2X(車路信息交互協(xié)同技術(shù))、信息加密、安全認(rèn)證等新技術(shù)應(yīng)用,并支持通信接口從CAN(控制器局域網(wǎng)絡(luò))向以太網(wǎng)升級,實現(xiàn)了未來技術(shù)的應(yīng)用落地。

正如“Chaoji”國際合作項目中方技術(shù)協(xié)調(diào)人倪峰所說,“做一個世界統(tǒng)一的方案,解決一臺車出口到全球的問題”。其技術(shù)的應(yīng)用是新能源發(fā)展過程中國際合作的良好典范,也必將成為全球范圍內(nèi)充電標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一及新能源汽車整體技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵一步。當(dāng)前,國內(nèi)外針對本國情況的標(biāo)準(zhǔn)起草及編制也在進行中,相信在不久的將來就能看到這一技術(shù)在全球落地應(yīng)用。

V2G讓充電更靈活

電動汽車充電負荷帶來的電力需求有可能給電力系統(tǒng)造成較大負擔(dān),這就需要更智能的新一代充電技術(shù)保駕護航,讓新能源汽車不僅僅只作為交通工具,也可以成為靈活調(diào)度的儲能單元,這就是充電新寵——“V2G” (Vehicle to Grid)充電樁。

津門湖新能源車綜合服務(wù)中心站區(qū)內(nèi)部署了新型V2G車網(wǎng)互動充電樁,它能夠?qū)㈦妱悠噺慕煌üぞ咦優(yōu)殡娋W(wǎng)“充電寶”,電網(wǎng)企業(yè)變相地從車主受眾處“租用”這些儲能單元。設(shè)置好用車時間,充電樁將自動根據(jù)電網(wǎng)情況選擇充放電模式,在電網(wǎng)低谷時段對電動汽車進行充電,在電網(wǎng)高峰時段向電網(wǎng)進行放電,不僅能夠緩解電網(wǎng)高峰的供電壓力,車主還能通過峰谷電價差獲取收益,創(chuàng)新能源消費體驗,助力實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標(biāo)。

V2G技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用空間,是“新基建”下充電樁行業(yè)的發(fā)展趨勢。目前,全國有將近300萬輛新能源汽車,這些現(xiàn)有的移動儲能單元如果能被全部激活將極大減少電網(wǎng)配電側(cè)調(diào)峰調(diào)頻設(shè)備的投入,減少電網(wǎng)投資,避免重復(fù)投資以及電池的大量生產(chǎn)。

此外,大量電動汽車接入配電網(wǎng)之后,在緊急斷電情況下,能夠臨時充當(dāng)備用電源提供應(yīng)急保障功能。在配電容量不足的老舊小區(qū),基于電動汽車的V2G技術(shù)不僅可以通過與電網(wǎng)互動緩解配電網(wǎng)壓力,還為電動汽車用戶開啟了全新“賣電”體驗,激發(fā)了新型綠色電能交易商業(yè)模式,實現(xiàn)真正的車網(wǎng)一體。

機器人讓充電更自由

伴隨車輛高級別自動駕駛技術(shù)的出現(xiàn),高級別自動駕駛功能的智能網(wǎng)聯(lián)汽車和基于第五代移動通信技術(shù)設(shè)計的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)(5G—V2X)逐步實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,智慧城市綜合形態(tài)顯現(xiàn)。在此過程中,充電環(huán)節(jié)成為限制車輛全流程無人化運行的最大短板。

在津門湖新能源車綜合服務(wù)中心有一個“秘密武器”,它是由“時代楷模”“改革先鋒”、國網(wǎng)天津濱海供電公司運檢部配電搶修班班長張黎明創(chuàng)新團隊研發(fā)的國內(nèi)首個乘用車領(lǐng)域多工位自動充電機器人,它不僅有著敦實的外表,內(nèi)部更是構(gòu)建了基于機器視覺的人工智能技術(shù)、雙目攝像頭及磁條融合導(dǎo)航技術(shù)、力控感知技術(shù)、專用低溫機械臂、專用充電槍等相關(guān)技術(shù)的智慧型充電機器人系統(tǒng)。在感知車輛到達后,它沿著地面磁條通過AGV裝置自主移動到充電位置,實現(xiàn)“自動駕駛+自動充電”組合。同時機器人與充電樁數(shù)據(jù)聯(lián)動,可以完成從插槍充電到滿電拔槍的全流程,打通無人運行的最后環(huán)節(jié)。

充電樁上方的架空軌道上,自動充電機器人的“兄弟”——充電樁智能巡檢機器人24小時對充電樁所在區(qū)域進行實時監(jiān)控,對潛在隱患進行預(yù)警,降低人員巡檢成本。此外,它還可以與客戶遠程溝通交流,解決客戶遇到的各種充電難題。

有了各類智能機器人的“加持”,將“車找樁”變?yōu)?ldquo;樁找車”,用戶可以有更多碎片化時間實現(xiàn)個人活動,這也能夠給未來電動汽車的充電服務(wù)提供一定參考價值。

在“碳達峰、碳中和”大背景下,伴隨著新能源汽車技術(shù)的發(fā)展,相應(yīng)的充電站技術(shù)也將進一步推廣應(yīng)用。得益于津門湖中心先期技術(shù)積累及應(yīng)用數(shù)據(jù)搜集,根據(jù)國家電網(wǎng)有限公司統(tǒng)一安排,在2022年充電設(shè)施建設(shè)中,國網(wǎng)天津電力將在高速功率服務(wù)區(qū)試點應(yīng)用“Chaoji”充電技術(shù),極大提高新能源汽車的充電速度,整體充電體驗接近燃油車加油水平,里程焦慮大幅降低。在居民區(qū)、公共停車場、物流車專用場站試點車網(wǎng)互動技術(shù)應(yīng)用,實現(xiàn)區(qū)域級別的車網(wǎng)互動,實現(xiàn)配電網(wǎng)與充電網(wǎng)結(jié)合使用。

預(yù)計2023年前,天津濱海于家堡以及武清高鐵站地區(qū)也將落成包含多種功能的綜合性示范站,為新能源車出行提供更有力的保障。圖片

原標(biāo)題:充電站電網(wǎng)樣本:塑造“車網(wǎng)互動”新場景
 
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來源:能源評論?首席能源觀
 
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