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充电设施技术与充电模式综合阐述
作者:中科海奥     时间:2017-09-04
 

 

 

一、从三个维度谈技术路径

第一个维度是智能微网,属于能源互联的范畴,电动车是流动的储能载体,量大,机动性好,具有天然的优势,服务于智能微网,在V2X的体系中扮演重要角色,而充电设施是连接这些移动储能载体和电网的重要环节,不仅可以通过充电桩向车辆充电,也可以通过车载系统与充电桩逆变系统配合向电网输送电能,车辆与车辆之间,车辆与任何负载都存在电能互送的可能性。

第一大作用是调频,频率波动对精密设备伤害很大。德国已经研究了平台,通过电网与车联网、充电网互动,在电网供应过剩的时候导致电网频率加大时,通知车辆免费充电,甚至贴钱充电,以消耗过剩供应,维持电网频率,避免关闭机组。目前星星充电与某地电网正在尝试电网系统与充电系统的同步衔接,如果电网负荷过大,通过充电系统降低全网充电功率以减少对电网的负荷需求,则可以应对线路频率降低压力。

在削峰填谷方面,由于峰谷平电价的差异,和车辆夜间回家充电的特性,谷时充电特征目前已经非常明显,至于削峰,则要等V2X的硬件体系完善后具备可能。充电网络也具备配售电的良好特征,基于电动汽车的大量用电需求,充电服务商可以在一定范围内向电厂批量买进电能,完成配售,降低成本。配售电的限制在于两端计量与电能核减。

智能微网目前发展受到限制包括以下几个因素,首先是电池成本与电池循环寿命的比值,当每度电每次循环成本低于峰谷电差价时,经济价值就能体现。目前2500/度电池成本,循环2000次寿命,每次每度成本1.25元,而峰时电价0.9,谷时电价0.3,卖电差价只有0.6元,不具备回网商业价值。其次是在逆变上的成本,特别是车载模块,需要考虑整车设计的空间问题和散热问题,如果回网电流不大,时间成本太高。同时电网也担心回网电能质量的问题,相比之下V2H或者说V2L可能更易实现。在系统方面,电网、车联网、充电网的互动同步控制水平,也对智能微网的发展起到决定性作用。至于配售电,则是属于改革推进的事宜,相信很快会到来。在芬兰的走访中,我们就注意到芬兰电力公司的充电桩都标注了100%风力发电清洁能源,他们表示芬兰的电网运营单位与配售电单位是分离的。

 第二个维度是硬件层面,即充换电到底怎么发展。充电技术路线方面,欧洲已经推出350千瓦的充电平台,IEC也已经成立了维护标准委员会,我参加了两次会议,发现欧美更积极,因为我们没有更多实验数据支撑,现在中国也已经成立了标准委员会,但是用数据说话意味着研发投入,也需要强有力的践行者。

 关于大功率充电还有许多探讨的空间,比如充电枪与充电电缆一体散热问题和关键部位的温度传感和控制策略问题,充电桩模块的散热和电堆优化,毕竟即便配备了350千瓦充电桩,也不可能所有车都要这个功率充电,这个充电桩也不可能一直以最大功率在输出,所以在功率配置与机动性方面,需要做进一步调整。我的判断是,在大功率方面,充电堆可以发挥其优势,我们也已经布局同步研发这个产品。

随着电池技术的发展和整车电压控制水平的提升,目前市场上的电动车充电速度在不断加快,充电设施的落后也在去年下半年有明显体现。一开始我们在市场上布置20千瓦、30千瓦的直流桩,后来到40千瓦,然后60千瓦,现在某汽车公司说,要布置100千瓦起步,所以我们赶紧增加120千瓦的投资,这个速度回头看,是很快的。所以有一种焦虑,就是到底多少是合适的?这是很多人最近思考的问题,毕竟存量市场还有大量20-30千瓦吞吐量的车。

除了以上关于功率问题的技术因素以外,还有充电模式,比如换电,北汽在推,新秀蔚来汽车也在推,解决了用户买车后关于电池性能落伍的焦虑,也解决了等待时间问题,只不过因为换电装置无法统一,成本就不能被多个车型共同分摊。换电模式在大批量运营车辆领域也许具备很好的推广基础,但是封闭性太强。

再有就是无线充电,好几家也在尝试,我在厦门还看到了一个年轻团队在改装北汽的车做无线充电,系统能正常运行,号称转化效率85%。包括国外品牌的主机厂,在车展都展示了家用地埋式无线充电装置,这个事情主机厂去做更方便,它可以做到车辆的准确识别,停车充电,用户体验确实是提升的,无线充电盒就会变成一个车辆配件,所以我们也需要关注这方面的发展动态。

 第三个维度是软件层面,即平台技术方面,主要体现了对用户的服务,比如基于LBS的服务系统,已经实现的是推荐就近的充电桩,我们现在在做的是根据车辆充电特性,推荐就近更适合的充电桩,因为直流模块的特性曲线不同,所以不同的车的充电感觉不同。比如定向优惠活动,在A站点准备搞促销,那么我得通知到这个附近的车主,或者来过这个A点的车主。所以LBS服务有很大的完善空间。

 充电过程的拟合与判断是基于大数据算法,我们现在无法获得车辆信息,除非用户在前端选择车型,否则只能通过充电的电流电压特征,去拟合,去推测车型。充电过程的推测,可以更好的判断车主行为,比如他一开始充了几次,之后没有了动静,那我们的客服人员得去回访一下,看看是不是有什么不满?我们还可以判断是不是专车司机,有没有上夜班等等。甚至判断特斯拉车主,为他推送某五星级酒店的优惠券并免去充电费用,因为该酒店已经为此买单。

平台技术的发展,还需要考虑各种停车场景,比如某商场有自己的APP,在商场购物有免停车费,也可以免充电服务费,这样的话,需要整合商场的业务形态,协调开发APP,为商场用户提供更精准的服务,而不是生硬的去安装充电桩。比如某停车场充电桩,对于自己公司的车辆免费,对于外来车辆收费,那么需要整合牌照识别与停车场车位管理系统等等,在这方面我们已经做了大量的应用级开发,但是前方客户需求的把握方面,还有更多细节工作可做。

用电分配管理与预警系统,也是平台技术发展的重要方向。由于充电桩同时系数和实际功率输出比的原因,我们开发了平台级功率分配,比如1040千瓦充电桩同时工作,可能实际功率是200千瓦,那么总线上的功率是可以支撑更多充电桩启动的,如果要超负荷,那么就把快充好的车的功率降下来,当然这里面有很多情形对应的策略,让谁先充,降谁的电流,要结合实际情况。我们最近还在做一套整合红外、温度传感、图像模糊识别等为一体的火情、人群预判系统,提升远程监控的能力。所以平台上有很多事情可以去做,有很多想象空间。

 二、从三个维度谈充电模式

 第一个维度是使用场景细分越来越明显。比如说私家车,85%的情况在家充电,在外实在没电了才补电,补的也不多,不会吃饱,很多人嫌外面电费贵,因为家里太便宜。高端电动车主可能对电价敏感性没有那么高,更需要方便。所以比如宝马公司要建桩,可能就只看位置,不看价格,不看停车费。这符合我们对于细分市场的预判。不管如何,以后公共运营部分的充电量,肯定要靠私家车,量大且没有议价能力。而目前市场上的少量运营商,稀缺且议价能力太强。

 公务用车,长租用车,一般在目的地充电,家里不会安装充电桩,因为车子他觉得自己不是车子的主人,没必要去搞个充电桩。白天上班的时间也蛮长的,充电时间足够。

 分时租赁则是对车位非常依赖,所以车位需要充电桩,他们想找政府提供的免费车位,但是社会上大量车位都有成本,充电桩绑在车位上,对外运营可能性降低,所以让业主连车位带充电桩出租,是比较好的选择。目前充电桩租赁的方式未必是最佳方式,此外分时租赁车辆对临时补电也有需求,所以还需要直流桩。

 专车司机夜间回家较早,所以存在司机自购充电桩,或者找有充电桩小区租赁房屋的可能性,白天补电需求旺盛,依赖快速充电。出租车司机则可能轮班倒,同样依赖快速充电,这两类人群对成本特别关注,充电期间不做其他事情,以清理车辆为主,顺带休息。

 物流车有集散地,有配货点,所以主要依赖运行线路两端充电,在巡游过程可能由于路线变更而需要紧急补电,除非始发站不具备建设充电站条件。同时物流车开回家的情况比较多,夜间充电也存在可能。我们也注意到一点,为了提高物流车使用效率,分时段出租也比较常见,比如半夜配送生鲜,下午配送快递等。

 商用车领域,公交站运营线路固定,始发站特征明显,且一般回车场不对外,如果是民营化公交线路,则缺乏固定停车场,性质不同,充电形态不同。通勤客车、旅游客车寻找场地困难,如果有停车场地,比如在园区或者工厂内部配置充电桩就比较常见。机场摆渡车则是封闭环境充电,使用频率高,内部循环,不对外。

 所以结合不同的场景,充电桩的布局方案需要符合不同的条件,还需要大家去更多的发现,去思考。

 第二个维度是设施落地的场景也要细分。这个问题的本质是社会资源的再配置,比如资产的单位小时产出问题,比如充电车辆对于车位的需求问题。

首先看停车位机会成本问题,如果一个停车位10元每小时,占用停车位一小时,充电30度,按照8毛服务费,总收入24元,所以一定要分配12元给停车场,人家才会愿意,否则他就会去收车主的停车费。一旦收停车费,车主会认为充电成本太高。

 但是停车的机会成本也要区分,比如本来就要去办事、购物,本来就有被收停车费的心理准备,顺带充个电,还是专程去充电?这样来看,购物中心的停车场,交流桩充2小时,最多13度电,6毛服务费才7.8元,一般是6度电,收入3.6元,根本不够分,这种情况下,车主本来就是去购物、玩的,收停车费没事,有心里准备。如果购物多,兴许免了停车费,所以交流桩充电要与购物打包谈。而直流充电,则必须覆盖停车成本,那是对外服务的,得为停车场创造额外价值。

 油车占位不应该是油车占位,如果社会上都是电车,照样电车占位,这是停车位与充电位的角色矛盾,那5米乘3米的地方,有成本,人家得赚钱。电车需要车位停车,也需要车位充电,但是电车停车的时候未必充电,所以电车对车位的需求更大。

 然后要讲开发商和物业,如果要求开发商新建楼盘配置充电桩,对于一个楼盘来说,花钱买充电桩没多少钱,更何况可以成本转嫁给买房者。卖房的阶段,也可以卖车位的时候就附带充电桩。这个层面相对好操作。从万科的想法来看,不同级别的楼盘,应该配置不同质量水准的充电桩,以及不同的对外开放原则。越高端的,越会追去品牌统一和封闭式管理,这一点值得关注。

 最近还遇到了保障房、安置房按照国家规定配置充电桩的新情况,电力公司在项目前期就介入整体线路方案,开发商大概率要采购,但是普遍不懂怎么弄,包括以后怎么管理,怎么收费,所以系统化咨询服务就尤为重要,不仅仅要懂充电桩。

 一旦楼盘交接给物业,物业公司是轻资产的,他们不会去配置充电桩资产,而且普遍把充电桩运营公司当成电梯广告类的公司,要进场费,要分成,要电费加价,总之为了盈利。物业公司要赚钱这个事情,没有问题,但是一定程度上阻碍了充电桩的推广,也增加了成本,而且为了完成任务,可能某小区有1000个停车位,物业要求投资方免费安装100个充电桩,我们现在不愿意这么去干。

 当然也有北上广的一些物业公司想明白了,也更会赚钱,就是通知小区住户,如果买电动车,到物业来登记,物业负责统一采购,统一管理,避免五花八门的充电桩进小区,连车位带充电桩出租,顺带电费也赚个差价。

 不过也发生了车主起诉物业的事情,因为有的小区车位是购买的个人车位,车主认为物业不应该有任何干涉。所以私有化的车位,是小区物业赚钱的定时炸弹,会打破平衡,激化矛盾,但是又是私桩共享的好地方。

 还有的小区的车位是防空车位,或者绿化改造车位,没有产权,即便投资了也拿不了政府补贴。绿化改造车位是偷了小区的绿化用地,一般都成了公共车位。

 由此,房地产开发商、物业管理公司对于公共车位如何管理、如何解决充电问题,认识不一而同。

 在每个城市,还有一个角色不能忽略,就是城投公司,他们普遍掌握着城市的重要停车资源,当然从目前来看,BOTPPP模式的比较常见,也有的地方是纯粹自己干,不需要借助任何外力。

 民营充电运营商如何在某个特定市场找到自己的定位,也就非常重要。

 最后谈一谈私桩共享。共享经济的特点是使用社会闲置资源,私人充电桩,每工作一天,能闲置3-7天,所以从去年中旬,我们就提出了共享计划,一直到11月首批种子用户,到现在的1000多共享桩,发展速度很快,今年我们打算重点做一做共享业务,从目前的数据来看,最高个人月收入600元,原因第一是设备是沉默成本,对于已经有充电桩的用户来说,闲着也是闲着。第二是情怀,都怕充电困扰,所以愿意帮助别人。第三是电价错位,存在利润空间,小区电5毛左右,外面投资的公共充电桩1.5元算便宜的了,所以有利可图。最后是空间错位,A小区的人白天出去上班了,车位空出来,B上班的写字楼在A小区附近,本来车位就紧张,所以B干脆钻到A小区的车位上去,还能充电。

目前推广私桩共享遇到的阻力主要来自于小区是否限制外来车辆进入,和充电桩接入平台的成本问题。随车充电桩一般都是非智能桩,而且品牌多,让已安装用户额外掏钱换智能桩,难度很大,改造他们的充电桩,也很复杂,按照我们现有的首付499换桩+按揭的金融方案,接入率高了,对入口要求也就高了,我们垫付了设备成本,需要靠运营回收投资。从竞争来看,也有运营商效仿我们的模式,但是最后要靠运营收入说话,否则用户同样会很轻易的要求更换其他品牌的充电桩。这个过程操作精度要求很高,共享量不足,会打消桩主积极性,而桩主不足,则共享量起不来。

 私桩共享对于小区建桩会是一种冲击,一方面来自于小区物业通过私桩桩主了解后可能想持有资产,但是公桩部分的小区建桩同样可以按照融资租赁、小BOT等方式操作,所以会有汇合;另一方面来自于桩主(小区业主)推动导致侵蚀物业的赚钱机会。所以未来可能会出现一些阵痛,比如业主车主都要安装共享充电桩,物业说出于安全考虑要统一管理,业主会不会把物业告上法庭?宏观来看,从小区车位紧缺这个角度,桩的共享必然存在,也肯定会有其市场,无非是桩的产权是谁的,用户怎么用的问题,伴随着车位产权问题,小区的私桩和公桩可能临界点会模糊化。

 如果遇上房地产开发阶段强势介入,比如一些新楼盘,那么私桩共享会受到挤压,连主机厂配套安装充电桩都会遭到挤压,我们估计不想看到这一点,但是如果那样的话,就只要给房地产公司提供配套管家式服务就可以了。

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