青岛特来电新能源有限公司空港行业部副总经理怀浩升发言

应对机场复杂工况的充电综合解决方案

谢谢大家,我把目前整个机场在充电领域的应用和配合,还有我们现在面到的问题,以及我们提供的面向机场这种特殊复杂工况的充电的解决方案在这儿给各位领导、专家做一个简单的介绍。

目前,特来电实际上是属于特锐德旗下的全资子公司,主要是从事充电、解决方案的规划,新能源汽车充电网的建设、运营以及互联网的增值服务。说到我们的母公司,其实我们的母公司是创业板的第一股,股票代码300001,实际上我们也是基于高铁。

如果大家坐高铁的可以看得到,目前整个中国所有的高铁网络上的电力的远动箱面全部都是由我们提供的,目前整个在这个方面的市场份额大家大概能够占到70%,也就是说我们整个制造业板块,所有设计的角度都是从着安全、还有高可靠性的角度来完成产品的设计,目前我们的母公司也是最大的箱式电力设备的研发生产基地,中国最大的新能源汽车充电网生态公司,最具创新活力的能源管理公司。

目前,最具官方数据的统计是国家能源局,对于整个中国充电市场的一个数据统计,目前特来电在整个中国市场完成的所有的充电桩的数量来说,应该是超过了11万个,这个是公共的一个充电桩也是在全国整个运营领域里面,充电桩的数量最多的一家企业,其次包括我们的国网薪金补贴。

简单介绍一下特来电,特来电目前在全国落地的城市一共有288个,完成了包含公共的以及专用的充电桩,总共超过了18万个,总充电量在上个月刚刚突破了10亿度,这个充电量在国家能源局和工信部的统计数据里面占到了全国充电的占比占到了43%,每天我们的日充电量大概是在300万度以上,而且这个数据也是不断地在上涨。

目前,我们已经服务了中国超过85万的车主,在公共交通领域的公交车辆我们已经超过了5万以上的服务量,如果说充电里面投入研发能投入多少?可以说如果做充电桩的企业可能能找到很多,但是既能够懂得配电又能够完成充电,电力电子方面的,同时还又能够提供完整的运营管理平台的开发、还有设计、还有这种运营,我们为此投入了超过1000的研发人员。

从配电、电力电子、充电我们的平台测投入,目前整个充电的专利应该是1071项。

我们实际上充电在机场里面怎么做?我们也经过了前期很多的调研,到了很多的机场,去了解目前油改电过程实际发生的问题,我相信有过经验的机场一定不会逃过这6个问题:

第一,已建设的充电桩和运营期购买了车辆充电不匹配的问题。

第二,充电的安全性怎么保证?防雷、下雨、严寒、酷暑,包括电子电容,是不是都满足我们的应用条件,是不是都可以使用。尤其是我们的司机也会关注充电的安全性的问题。

第三,充电桩在整个机场的应用里面,刚才也有我们的友商提到,不止是面向一个单位使用,有我们机场内部的公司同时汽油我们的航空公司,实际上这是一个面向多租户的一个运营的场景,充电桩不止一个使用主题,如何精准的计量、计费、结算。

第四,如何让我们的司机在使用充电桩的时候更加的便捷,是不是目前能够无人职守更安全。

第五,新机场要规划充电桩的时候怎么规划,要地要多大的容量、多大的功率。

第六,老机场电力条件有限的情况下,如何规划、使用充电桩。

我们一次把这些问题做一个解决,我们做充电无非就是把我们的对象做一个清晰的分析,实际上对象只有两个:

第一,我们的车辆。

第二,我们的人员。

我们我们从车辆来看,实际上我们可以看到车辆的电压等级实际上是非常多的,它可以说整个跨了整个国标范围内所有的电压平台,从低电压、中电压、高电压。而且,因为每一个作业车辆要有不同的作业环境,所以它的容量有着很大的差异,有的大得甚至能够到600Ah,小的实际上只有200Ah100Ah

同时,它们的充电类型按照国标来说,分的种类也会比较多,有一些是直流充电,有一些需要双枪的直流充电,有一些需要交流充电。在功率需求上面也会出现一个比较大的差异,就是功率有高有低。在这个里面我们就遇到了一个很尴尬的场景,面向一定的作业区域内,要同时提供这么多车辆不同类型的充电如何来解决。

同时,飞行区里面的车辆还有我们通用车辆里面的摆渡车、引导车,电压等级仍然有着比较大的差异,高电压平台可以突破500伏、600伏,但是中电压平台是在300伏左右。

传统的方式是怎么做的呢?过去有很多用过的一定是这样的,因为作业车辆有一个特点就是在局部范围内作业,在一定半径满为内服务这个半径做一个工作,往往一个区域内往往会同时出现各种各样的车辆,他们有各自充电的需求,往往我们要对应的找到他们使用的充电桩,放在车位上。

但是,这样的解决方案是不是能够很好的解决?其实不是的,我们在这里面发现了很多供给和需求不配合的问题,充电不匹配的问题。整个面临的问题,我们简单总结:

第一,我们要把安全的问题摆在第一位,尤其是面向人身的安全,因为一个充电机非常大,就像一个大冰箱一样,在整个操作的时候,实际上都把这个枪插在充电机上面,这个司机最大的感受就是这个充电机嗡嗡作响,这个充电机为了通风散热,有非常高的热浪在涌出,人身的安全怎么来解决?

第二,充电的安全,其实国内在过去整个新能源发展的过程中,一直都有安全的事故、隐患在发生。尤其包括包括深圳发展非常快,在两年前非常著名的安全事故,就是整个车起火爆炸。那充电的安全怎么解决,车辆的安全怎么解决,还有电网的安全怎么解决。

第二,经济的问题。前期建设期的时候,投资过大。但是在后期使用的时候,发现车位安装的充电桩和车辆的购买,供给和需求不平衡,如何来解决。功率无法实现共享,模块在里面闲置浪费。前期在车辆未采购的情况下,就要建设完成车位充电桩。尤其是新机场,要提前规划、设计、完成充电桩,等到投入运行使用的时候再购买车辆,那个时候车辆发生了一定的变化,做了升级,那充电怎么来匹配。

单桩功率上限受限,一旦装了这个单桩是60千瓦,未来它只能是60千瓦,它没有办法升到120,也没有办法升到150,甚至是300360,如何解决扩展升级的问题。

那除此之外,我们还有一个很重要的问题,就是运营管理混乱的问题。我们发现所有的车辆可能归属的公司各不相同,有归地方管的,有在机务公司的,甚至还有一些车辆是航空公司的车辆。但是车辆的使用对于充电桩来说,是共同服务的过程。那如何面对内部公司的客户,还有外部公司的客户提供精准的服务,计费计量,同时能够在线上完成清晰的结算。我到底充了多少电,那怎么来解决。

解决以上的问题,我们总结一下,充分解决这6个问题,来保障整个机场的充电。那把这6个问题解决好。

第一,保证充电安全的问题。

第二,我们把交直流充电、单双枪,三种充电交叉使用的问题解决好。

第三,解决好三个电压平台交叉使用的问题。

第四,解决好功率供给和需求不匹配的问题。

第五,解决好多租户场景下的精准计量计费,还有结算的问题。

第六,我们能够提供好完整的数据报表和参数。

那我们采用了什么方法呢?其实我们就是把在一片区域内,一群的充电桩做一个拆解,我们把它的功率部分全部作为集中,也就是把所有单桩的功率做集成,集成在一个厢式的功率池当中。我们把刷卡收费,人机对话的方式做得更加的便捷。采用云平台和手机APP或者是这种直接充的方式把这个事情更便捷。

同时最后这个充电单桩只剩下一个充电插头,昨天在展区应该看到了,就是一个非常简洁的,甚至可以作为一个车挡式的方式,放在我们的车位上面。这样在人的使用过程当中,就会非常的安全。

那我们面向机场来说,用什么场景来解决这个根本的问题呢?就是把目前现有整个机场一片作业区内,因为要服务不同车辆的单桩做一个非常简单的处理,把单桩全部变为每个车位的三枪终端。让每一个车位非常的简洁、整齐,同时这个终端具有面向所有车辆类型,所有的应用场景的使用特征,同时将这个充电终端后端集成一个箱式的充电机,这个充电机将集成所有车位充电的功率、特点。它在低压平台上能够实现50伏到750伏拉通的电压等级平台,来实现所有车位的车辆在充电上的无感知的自动使用和切换。让我们的司机在这操作过程当中,非常便捷。

同时,可以看到这终端上面的枪线增加了自动回收的功能。因为特种车辆充电接口的位置各自不同,如果让我们的司机每次都收那个枪,一个250安,95方的线,每次收的时候是非常重的,那我们增加了自动收线的机构来完成这个车位的整洁化。不至于说造成车辆对电缆,还有充电枪的碾压,甚至是碰撞。即便你把这个充电终端碰到了,那它也是没有任何电的,它只是一个枪架子。但是你如果把一个单桩碰到了,这里面的带电风险、人身安全就很难解决。

如果说整个系统之外的话,我们还可以对于定向区域内完成整合便配电的设备。我们可以将我们的充电机和我们整个专用的箱变做集成。那从10千伏开始做进线,然后包含了高压柜、变压器、交直流充电模块、PDU、智能的控制子站,计量保护通讯。然后每一个箱子拖出来,到车位上面就是一条线,在车位上面。我们看到的实际上就是一个枪架子。

那上面有我们整个平台管理,从控制监控、用户账号,包括我们的车辆监控、数据接口,做整个的平台式的管理。同时还提供额外的,包括摄像头,其他的操作终端。让我们整个在运营场景下面更加的完整、完善。

那简单说我们整套系统解决的问题呢?

第一,解决了安全性的问题,我们安全从4个方面来说。

1、人身的安全。

2、设备的安全。

3、车辆的安全。

4、电网的安全。

首先我们处理好了无桩充电的设计,让车位上面只是一把枪,可以这种无电的插头,终端不带电,所以保障了我们整个人参的安全。

我们整个枪头进线,用电保护防雷全部接地,来实现整个用电设备,充电机的安全。同时按照150千瓦的功率来核算,我们每个配置的最大电流达到40千安,来保证基础设备的安全。目前在充电领域都有相应的国标与之匹配。

我们在这个行业里面很少能够做充电,同时又懂配电的。所以,整个面向电网侧的保护一定是很到位的。那最简单来说,我们有的时候会关注我们的斜坡注入量,那斜坡肯定是控制在5%以下的。那根据充电机的情况,甚至可以做到3%。整个负荷监控,还有负荷调度让整个配电网络在整个充电的过程当中,避免充电负荷过大的问题,造成负荷冲击。

那电子兼容上面,所有的内容都可以在三级以上,个别的指标可以达到四级。那最重要的是什么呢?保障我们车辆充电的安全,就是我们的CMS主动防护系统。这是是在2015年发布的一个专利,也是我们在充电领域为了保障车辆安全的一个核心的点。

实际上在之前的时候,像深圳发生安全事故是怎么发生的,实际上国标对于整个充电的要求就是基于BMS传过来的要求来完成充电。但是BMS像一个电脑一样,再好的电脑也有失效的时候,再好的东西也可能出现故障。如果单纯按照国标,完成BMS的指标,一旦BMS出现了失效,一旦BMS有出现问题,比如说死机。它可能在不断传输信息,就像深圳的事故。充电机这时候如果不甄别BMS的问题,就很容易造成整个充电的安全事故。

那我们充电机是怎么做的呢?辅助BMS,相当于第二套,类似于BMS的东西,来辅助BMS来完成整个充电的过程,来侦测充电的时间出现的问题。如果过去一辆车在这上面完成了多次的充电,这上面还有大数据的系统,模拟到每个车辆,每次充电的所有东西,如果下一次充电的时候,发现了和上一次充电发生异常,那这里面就会自动的甄别,来做逻辑判断,进行主动的防护,主动断电、停机,来充分保障安全。

简单来说,我们的保护分这么三层。

1、基于车辆侧的、充电枪侧的保护。

2、基于硬件平台的保护。

3、基于所有设备,机场范围内软件层面的保护。我们通过多层面的防护来实现,如果一个BMS失效的概率是1%,那增加一套主动的CMS系统的话,它的失效概率就可以是1%乘以1%,变成了万分之一。那目前来说,这样的话,我们的安全性将大大提高。

这个是我们在运营期间发生的问题,在2016年国内发生过像武汉,包括河南发生过很大的洪涝,城市内涝的灾害。最下面这个图就能够看到,我们可以在这个时间保证什么呢?在必要的线路上保证充电的安全性,也就是说在水中仍然可以充电。目前在全国已经完成了超过18万个终端,我们可以很自信的说,目前在全国,在特来电的设备上,在国内没有发生任何的安全事故。

那第二方面呢,我们整个设备全部采用的全模块化的结构设计。你可以看到整个设备里面全部都是模块化的,不会再有单独的。那这里面呢,我们实现了便于预留,便于扩展、便于升级,便于快速维护。我们实现了全矩阵的功率共享,也就是说只要我们的车位上面,每一个车位上面充电枪的数量到了,那就不会有功率的上限限制,只要功率池里面还有功率,只要我们的车辆还需求充电功率,那所有的模块都可以给它输出。那同时整个的模块设计,可以实现一定区域内两兆瓦的并联。也就是说任何一个车位可以调用任何箱子里面任何一个模块来使用充电。

车位的多合一,那么整个系统设计可以完成什么呢?在前期机场建设阶段就是一次性投入,这个投入将大大降低我们的投入成本。我们只需要投入这么一个终端,这个终端实现的是一位多用的功能,一个车位交直流可以同时用。未来购买车的时候,发现车充难以匹配的问题。可以前期预留管线,到了后期按需来实现扩容。

那适应性和便捷性的问题,整个适应性的问题,我们调研的机场目前所有电池车辆的特点,从50-750伏的全场景应用,目前整个市场来说,可以实现这个是非常难的。那我们从50-750伏,覆盖所有特种车辆的电压环境。

我们采用一段式的恒功率,可以实现从400-750伏这个范围内的恒功率输出。也就是说因为车辆电压在整个充电过程当中有不同的阶段,那在这个阶段里面,整个模块是15千瓦就是15千瓦,可以完整的输出,提高整个模块输出效率可以达到30%左右。

整个司机的便捷性的问题,有的时候我们司机在下面刷卡,有司机和司机之间相互都认识。今天你不在,我刷你的卡,你刷我的卡。后期的时候,可能到底充了多少电,花了多少钱都不知道。这个不需要,司机只需要完整插枪的操作动作,插上枪之后走就可以了。完全通过我们跟车辆企业的VIN识别,提供这个车辆的信息过来之后我们在后台知道这是哪一辆车,这辆车属于哪一个公司,甚至属于哪一个司机。不需要刷卡、插卡,也无感自动切换高低压来实现充电。那非常便捷,全部都是模块化的可以快速的插拔运维。有时候充电机维护的时候,这个机子要停下来。但是这个不需要,你只需要调整模块就可以了。

这个是应对恶劣环境的适应性,左边是我们单板级的,可以看到我们实际上可以在水中完成单板级的水中的充电作业,模块级别的可以做到完全防护不进任何的灰尘,同时是系统级的,无论是严寒、酷暑还是沙尘还是烟雾,去年我们在黑龙江的黑河完成了一个月的低温测试,在超过零下30度以下的低温的情况下,这个是国家电网的电力科学研究院给我们出具的检验报告,可以完全胜任耐低温的这种使用环境。

整个解决方案有5个首创的成果:

第一,首创无电插头、全矩阵功率共享充电系统

第二,首创CMS两级防护的安全充电系统。

第三,首创PDU模块结构功率分配控制单元。

第四,首创高压、变配电、充电一体化集成充电箱变。

第五,首创机场高低压兼容充电系统。

除此之外,我们有的时候会问到,是不是有了充电桩就能够很好的运营,这些问题应该都是机场提到的,到底充了多少电?到底省了多少油?各个航空公司分开记帐?有没有数据统计和报表分析?有没有监控运行和调度管理?有没有故障录播和故障预警?

我们就需要一个运营管理平台,我们从识别开始,通过VIN号自动识别和认证,司机不再刷卡,高低压自动识别,无需找桩。通过计量自动上传每一个直流输入侧的计量,每一笔充电订单记录到公司,甚至是可以记录到司机,自动通过这个平台实现多租户的管理平台,实现内部公司和外部公司的分开记帐、自动结算。

随时随地可以导出整个系统内的报表数据、账单非常的清晰。

整个平台侧我们还提供海量的数据监控、实时故障预警,可以自定义的充电优先级,后台实时的调动所有充电桩的充电功率,灵活的设定充电的服务费,可能内部公司、外部公司不同的计费策略,可能收钱的方式不一样,记价的方式不一样,有灵活的分级的运营策略,包括大数据的专家系统,提供这种提升整体的运行策略。

这个是我们基于一个厂商的全景式的管理,在这个上面我们可以看到每一个车辆充电的监控数据、所有的订单、所有的电池、电压各个方面的数据、温度。

这个更多的是面向机场飞行区,我们特种应用环境的,所以对于外场的,包括我们航站楼的介绍,我就大概一讲,整体的总体规划实际上对于新机场和老机场的关注点不一样:

第一,新机场要完成的是车辆的进入速度和有升级换代的时间,来完成整个规划,一定要在前期的调研阶段充分的考虑,尤其是在配电侧、变电侧充分的考虑冲量的问题、配电预留的问题,这个方面一定要这个阶段介入。

第二,分类。新机场一定要对于站点的类型做分类,有专用站、有目的站,有驻地站,不同站的类型有不同车辆的应用特点,基于不同车辆的应用特点和使用的需求来合理的规划充电设施的功率还有分配。

第三,适用性,要考虑到未来车辆发展的逐年提升,这种逐年的提升会带来……2014年、2015年的车辆,2016年的车辆和2018年、2020年的车辆功率的需求不一样,如何解决车辆需求功率不平衡型增加的问题,也就是功率智能分配的问题,最后就是提供这种运营管理平台符合监控。

对于老机场来说,我们应该是解决间接性符合的问题,是不是可以应用目前老机场内,一些固定的间接性负载,利用它的间接容量,来实现共同匹配充电的问题,符合监控、约束。甚至是局部的能源围网的利用,简单利用光伏还有储能搭配充电,来完成机场的扩容。

这个是我们做的一个简单的能源围网的涉及图,就是增加整个机场的配电容量。通过储能应用的增加,和这种容量的使用配合来完成我们机场简单的扩容。这个是一个光伏雨棚,在这里面你看不到任何的充电机、任何的东西,因为所有的充电、储能,全部都已经在这个柱子里面。光伏板在光伏雨棚的上面。所以,非常非常的智能、集成化。

最后,我们为了助力民航的定制化,在全国其实是有80个公司,几乎有机场的城市一定会有我们的公司存在,本地化的充电运营和运维公司,我们提供7×24小时的售后运维服务,支撑全国充电桩的运营和运维,我们已经做到了超过10亿度的充电量,也希望我们能够把这方面的经验,把整个目前在国内社会领域的充电的发展能够带到我们的民航领域,助力我们民航电动化的发展。

我们特来电的介绍到这儿,谢谢大家!

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