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今年國(guó)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(chē)主在高速上遭遇了“充電一小時(shí)，排隊(duì)四小時(shí)”的窘境，而其背后，卻是我國(guó)新能源汽車(chē)的大發(fā)展。

中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，2020年全年，我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量分別完成136.6萬(wàn)輛和136.7萬(wàn)輛，同比累積增長(zhǎng)7.5%和10.9%。在新能源汽車(chē)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(chē)通過(guò)充電樁與電網(wǎng)深度結(jié)合，開(kāi)展大規(guī)模車(chē)網(wǎng)互動(dòng)，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(shí)上，從2015年起，能源企業(yè)紛紛投身充電設(shè)施建設(shè)藍(lán)海，開(kāi)展城市、交通樞紐、高速公路等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)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(guó)已建成各類(lèi)型充電樁85.1萬(wàn)臺(tái)。天津地區(qū)也實(shí)現(xiàn)了《天津市新能源電動(dòng)汽車(chē)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(yuǎn)郊5千米間距密度的充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全部過(guò)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(jí)應(yīng)用土壤。

今年10月，天津津門(mén)湖新能源車(chē)綜合服務(wù)中心被國(guó)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(huì)評(píng)選為能源數(shù)字化示范工程。這個(gè)集數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化、生態(tài)化，以及政府監(jiān)管、品牌運(yùn)營(yíng)、產(chǎn)品體驗(yàn)、技術(shù)研發(fā)、多站融合等多功能場(chǎng)景于一體的新能源車(chē)綜合服務(wù)中心，是目前國(guó)內(nèi)集成度最高、技術(shù)最先進(jìn)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(duì)于大多數(shù)新能源汽車(chē)車(chē)主而言，減少充電等待時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速便捷充電是迫切需求。

基于現(xiàn)有國(guó)標(biāo)直流充電技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，津門(mén)湖新能源車(chē)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(tái)設(shè)備可擴(kuò)展12個(gè)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(chǎng)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(chǎng)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(jìn)充電技術(shù)的探索也沒(méi)有停止。2020年6月，中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)、國(guó)家電網(wǎng)有限公司與日本電動(dòng)汽車(chē)快速充電器協(xié)會(huì)（CHAdeMO協(xié)會(huì)）聯(lián)合發(fā)布白皮書(shū)，正式命名下一代充電技術(shù)為“Chaoji”。這項(xiàng)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(guò)轉(zhuǎn)換接頭兼容現(xiàn)有直流充電國(guó)標(biāo)，其理論最大充電功率可達(dá)900千瓦，最高可實(shí)現(xiàn)汽車(chē)充電5分鐘行駛400千米。

當(dāng)前，在津門(mén)湖新能源車(chē)綜合服務(wù)中心投運(yùn)的天津市第一臺(tái)“Chaoji”技術(shù)充電樁，設(shè)計(jì)充電功率360千瓦。在電子鎖可靠性、電氣安全防護(hù)、熱安全管理上進(jìn)行大幅度改進(jìn)，同時(shí)拓展支持V2X（車(chē)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(jí)，實(shí)現(xiàn)了未來(lái)技術(shù)的應(yīng)用落地。

正如“Chaoji”國(guó)際合作項(xiàng)目中方技術(shù)協(xié)調(diào)人倪峰所說(shuō)，“做一個(gè)世界統(tǒng)一的方案，解決一臺(tái)車(chē)出口到全球的問(wèn)題”。其技術(shù)的應(yīng)用是新能源發(fā)展過(guò)程中國(guó)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(chē)整體技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵一步。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)本國(guó)情況的標(biāo)準(zhǔn)起草及編制也在進(jìn)行中，相信在不久的將來(lái)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(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷帶來(lái)的電力需求有可能給電力系統(tǒng)造成較大負(fù)擔(dān)，這就需要更智能的新一代充電技術(shù)保駕護(hù)航，讓新能源汽車(chē)不僅僅只作為交通工具，也可以成為靈活調(diào)度的儲(chǔ)能單元，這就是充電新寵——“V2G” （Vehicle to Grid）充電樁。

津門(mén)湖新能源車(chē)綜合服務(wù)中心站區(qū)內(nèi)部署了新型V2G車(chē)網(wǎng)互動(dòng)充電樁，它能夠?qū)㈦妱?dòng)汽車(chē)從交通工具變?yōu)殡娋W(wǎng)“充電寶”，電網(wǎng)企業(yè)變相地從車(chē)主受眾處“租用”這些儲(chǔ)能單元。設(shè)置好用車(chē)時(shí)間，充電樁將自動(dòng)根據(jù)電網(wǎng)情況選擇充放電模式，在電網(wǎng)低谷時(shí)段對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電，在電網(wǎng)高峰時(shí)段向電網(wǎng)進(jìn)行放電，不僅能夠緩解電網(wǎng)高峰的供電壓力，車(chē)主還能通過(guò)峰谷電價(jià)差獲取收益，創(chuàng)新能源消費(fèi)體驗(yàn)，助力實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)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(shì)。目前，全國(guó)有將近300萬(wàn)輛新能源汽車(chē)，這些現(xiàn)有的移動(dòng)儲(chǔ)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(dòng)汽車(chē)接入配電網(wǎng)之后，在緊急斷電情況下，能夠臨時(shí)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(dòng)汽車(chē)的V2G技術(shù)不僅可以通過(guò)與電網(wǎng)互動(dòng)緩解配電網(wǎng)壓力，還為電動(dòng)汽車(chē)用戶開(kāi)啟了全新“賣(mài)電”體驗(yàn)，激發(fā)了新型綠色電能交易商業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)真正的車(chē)網(wǎng)一體。

機(jī)器人讓充電更自由

伴隨車(chē)輛高級(jí)別自動(dòng)駕駛技術(shù)的出現(xiàn)，高級(jí)別自動(dòng)駕駛功能的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)和基于第五代移動(dòng)通信技術(shù)設(shè)計(jì)的車(chē)聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通信技術(shù)（5G—V2X）逐步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，智慧城市綜合形態(tài)顯現(xiàn)。在此過(guò)程中，充電環(huán)節(jié)成為限制車(chē)輛全流程無(wú)人化運(yùn)行的最大短板。

在津門(mén)湖新能源車(chē)綜合服務(wù)中心有一個(gè)“秘密武器”，它是由“時(shí)代楷模”“改革先鋒”、國(guó)網(wǎng)天津?yàn)I海供電公司運(yùn)檢部配電搶修班班長(zhǎng)張黎明創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研發(fā)的國(guó)內(nèi)首個(gè)乘用車(chē)領(lǐng)域多工位自動(dòng)充電機(jī)器人，它不僅有著敦實(shí)的外表，內(nèi)部更是構(gòu)建了基于機(jī)器視覺(jué)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(jī)械臂、專用充電槍等相關(guān)技術(shù)的智慧型充電機(jī)器人系統(tǒng)。在感知車(chē)輛到達(dá)后，它沿著地面磁條通過(guò)AGV裝置自主移動(dòng)到充電位置，實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)駕駛+自動(dòng)充電”組合。同時(shí)機(jī)器人與充電樁數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，可以完成從插槍充電到滿電拔槍的全流程，打通無(wú)人運(yùn)行的最后環(huán)節(jié)。

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

有了各類(lèi)智能機(jī)器人的“加持”，將“車(chē)找樁”變?yōu)?ldquo;樁找車(chē)”，用戶可以有更多碎片化時(shí)間實(shí)現(xiàn)個(gè)人活動(dòng)，這也能夠給未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)的充電服務(wù)提供一定參考價(jià)值。

在“碳達(dá)峰、碳中和”大背景下，伴隨著新能源汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，相應(yīng)的充電站技術(shù)也將進(jìn)一步推廣應(yīng)用。得益于津門(mén)湖中心先期技術(shù)積累及應(yīng)用數(shù)據(jù)搜集，根據(jù)國(guó)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(guó)網(wǎng)天津電力將在高速功率服務(wù)區(qū)試點(diǎn)應(yīng)用“Chaoji”充電技術(shù)，極大提高新能源汽車(chē)的充電速度，整體充電體驗(yàn)接近燃油車(chē)加油水平，里程焦慮大幅降低。在居民區(qū)、公共停車(chē)場(chǎng)、物流車(chē)專用場(chǎng)站試點(diǎn)車(chē)網(wǎng)互動(dòng)技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)區(qū)域級(jí)別的車(chē)網(wǎng)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)與充電網(wǎng)結(jié)合使用。

預(yù)計(jì)2023年前，天津?yàn)I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(chē)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(chē)網(wǎng)互動(dòng)”新場(chǎng)景