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在当前全球汽车工业面临金融危机和能源环境问题巨大挑战的情况下,发展电动汽车,实现汽车能源动力系统的电气化,推动传统汽车产业的战略转型,在国际上已经形成了广泛共识。目前,我国已出台许多政策,扶持和引导电动汽车行业的快速发展,政府意欲加速提高国内电动车产业的竞争力,缩短成熟期,实现对国外汽车工业的“弯道超车”。由此可见,电动汽车的发展步入关键时期。
然而, 如何让消费者真正地从心底认可并付之行动去购买电动汽车,是电动汽车市场是否能发展起来的关键问题。不可否认,即使现在人们已经能够承认电动汽车的诸多优势,但充换电不方便等问题依然困扰着大多消费者。
如何解决充换电难的问题?大力建设电动汽车充换电站是最直接有效的方法。
据国家电网不完全统计(从2010年截止到2012年8月),仅电动汽车充换电设施试点工程已建成并投运覆盖26个城市的87座标准化充换电站、5179台充电机和7031台交流充电桩,使我国成为世界上电动汽车充电装置最多的国家。与此同时,国家电网表也表示:“将在‘十二五’期间建设充换电站2351座,充电桩22万个”。
一场电动汽车充换电站的建设热潮已被掀起。
2011年,是我国电动汽车充换电站建设具有里程碑意义的一年。因为就是在这一年,世界上功能最全、规模最大、服务能力最强的电动汽车充换电站——青岛薛家岛电动汽车智能充换储放一体化示范电站正式建成试运行。
薛家岛电动汽车智能充换储放一体化示范电站位于青岛市连接青岛城区与黄岛区的胶州湾海底隧道黄岛侧出口,由位于薛家岛公交枢纽站内的公交车充换电站以及相邻的北庄变电、集中充电站、电池配送站三部分组成,按照“换电为主、插充为辅,集中充电、统一配送”要求及变电站与集中充电站一体化,公交车充换电站与公交枢纽站一体化,电池配送站与营业厅一体化建设模式建设。
如今,已时隔近两年,这2年间薛家岛电动汽车智能充换储放一体化示范电站的运行情况怎样?是否实现了预期的目标?在运行过程中又出现了哪些问题?带着这些疑问,记者采访了许继集团电动汽车充换电事业部总经理张东江先生。
运行良好 达到预期目标
薛家岛站的建设采用许继集团EPC总承包方式;建成投运后,由许继集团成立专业运维团队接手,进行充换电站设施的运行、维护。
对于两年来薛家岛站的运行情况,张东江显然是满意的:“截至2013年4月31日,青岛薛家岛电动汽车智能充换储放一体化示范电站已安全运行664天,总累计换电110725次,服务车辆累计行驶1469.2万公里,总累计消耗电量1465.6万电池度。”
张东江还提供给记者一组数据:薛家岛站平均换电时间为8分14秒(含车辆进出站时间),每次换电平均行驶里程132.68公里,运营车辆从设计能力180辆提升到现在实际的206辆;车日均行驶里程从试运行190公里增长到实际236公里;车辆平均行驶能耗从试运行1.2电池度/公里降低到当前0.93电池度/公里。
他表示:“通过对运行数据、运行经验的积累和分析,从平均换电时间、平均换电行驶里程等主要经济技术指标和智能化水平对比,薛家岛站均优于北京奥运会、上海世博会相应指标,运营情况良好,达到了预期目标。为充换电站的设计规划、产品优化完善提供强有力的支撑,该电站已经成为全国电动公交车推广应用和充换电站建设的亮点和典型。”
电动公交车正在充换电
当然,在2年的运行过程中也显现出了一些问题。张东江认为,薛家岛充换电站作为国内第一个投入大规模商业运行的电动汽车充换电站,没有成功运行的经验和相应管理制度可参考借鉴,只能是在前期基础上,不断分析、优化、规范和完善管理制度。同时,传统变电站建设及运行已经有几十年的历史,维护和检修工作均形成了完整的制度和团队,而充换电站建设及运行时间不长,检修团队特别是充换电专用设备的检修体系建设不完善,年检、大修等检修任务需运行单位、建设单位和设备商共同完成。
许继领跑电动汽车充换电未来技术发展
该项目由公交车充换电站、集中充电站、电池配送站和35kV变电站组成,其中,公交车充换电站可同时为6辆公交车换电,每天可满足560车次的电动公交车换电需求。集中充电站可为1440箱乘用车电池实现集中充电,可满足每天1440车次电池的更换需求。
许继在电力装备领域有着60余年专业技术沉淀和技术优势,在电动汽车充换电站标准制定、技术研究、设备研发及示范项目建设等方面,开展了卓有成效的工作,形成了研发、生产、安装、技术服务及运营管理完整的技术体系和产业链,可以提供电动公交车充换电整体解决方案和电动乘用车充换电整体解决方案。
据悉,许继为该项目提供了96种产品,其中65种为世界上首次使用的创新产品,占总产品数的68%,申请专利292项,为该工程提供的基于物联网技术的充换电站运营管理系统、全自动化动力电池换电系统和全自动化动力电池物流系统三大支撑系统均为世界首创。张东江回忆说,整个电站的技术难度主要体现在两方面,整站的系统集成和关键设备的工程实现,其中整站的系统集成不仅包含站内多个子系统的协同一致工作,还包括站内设备、电动车辆及公交调度系统之间的协同一致;关键设备的可靠与实用是工程实现的关键,主要包括:标准快换电池箱、全自动换电设备、充换电站综合控制和管理系统等。
由许继集团设计、研发的“EVC-8000电动汽车充换电站综合控制与管理系统”对完成该项目起到了关键性的作用,张东江表示,“EVC-8000电动汽车充换电站综合控制与管理系统”紧跟电动汽车、动力电池、自动化、物联网等前沿技术发展,集电动汽车充换电站监控与智能运行管理于一体,系统解决了诸多关键性问电动公交车正在充换电题:(1)实现了电动汽车、动力电池及充换电设施的统一建模、综合处理和实时监控;(2)实现了电动汽车、动力电池、充换电设施等主体的身份标识、自动感知及智能管理;(3)实现了电动汽车充、换、储、放一体化运行调度。
具备自主知识产权 实现多项创新
薛家岛项目是具有完全自主知识产权的充换电站项目,在项目建设、技术、管理上具有大量创新性和领先性。研制了新型动力电池箱、智能电池快换设备、电池转运平台和配送系统、直流电能表等先进设备,实现了以智能终端为载体的物联网、交通网和智能电网的“三网融合”。项目取得了10项重点技术创新、6项重点管理创新以及300余项科技成果,正抓紧进行科研成果、专利技术的申请及标准制定工作。
张东江认为, 该电站的建立在模式、技术与管理方面都取得了全面创新突破,实现了建设运营标准化、换电过程自动化、运行监控透明化、友好互动网络化、电池管理数字化、储能微网智能化,为电动汽车智能充换电服务网络的大规模推广起到了良好的示范效果和引导作用。
(1)独创 “主业管理、运维外包”模式
为确保既有充换电设施运转顺畅、相关规划顺利实施,青岛供电公司采用了“主业管理、运维外包”的运营模式。建设过程中,采用许继集团EPC总承包方式;建成投运后,由许继集团成立专业运维团队接手,进行充换电站设施的运行、维护。这一模式的好处在于充分利用了专业队伍的力量,不仅缓解了公司的用工压力,而且通过专业人员的维护,充换电设施会运行得更健康。
除此之外,薛家岛站运行采用值长负责制,三值两运转;电池采用租赁形式,这比购买电池要少占用不少资金,而且通过对电池的集中管理维护,还可以延长使用寿命,规避电池性能下降的风险。
薛家岛电动汽车智能充换储放一体化电站
(2)取得多项技术创新成果
建成国内首家省级电动汽车智能充换电服务网络运营管理系统,实时监控全山东省电动汽车和充换电设施运营情况。
开发了新型电动汽车动力电池箱总成系统。标准化动力电池箱有利于电动汽车大规模推广,动力电池箱锁止机构确保电池在车辆颠簸中不受影响。
研制了自动多箱快换设备,自动跟踪车辆,实现了电池箱更换安全高效。
研制智能车载终端,集导航、通信、整车监控、行驶记录、故障侦测等功能于一身,可实现车辆与后台调度系统的友好互动。
基于物联网的电动汽车充换电智能运行调度,可实现无人换电,开放式接口实现与省级运营管理系统互连互通。
采用动力电池充放储一体化控制技术,减小充换电站对电网的负面影响,实现对储能电池的充电、放电调度。
应用均衡充电技术延长电池寿命,实现电池全寿命周期管理。
研发应急抢修车,实现了应急状态下动力电池的快速更换。
(3)突破管理创新
专门成立了电动汽车服务公司,将电动汽车充换电业务统一规划,统一管理。
与公交企业紧密合作,跨越行业界限,联合调度,共同实现了示范电站和纯电动公交车的安全稳定运行。
采用电池租赁模式,规避电池性能下降风险。
建立了岗位职责、操作规程、安全规范、应急预案等一整套充换电站管理标准。
薛家岛站较好地解决了土地综合利用、设备综合利用等一系列问题,为今后充换电设施规划建设提供了典型经验,薛家岛站设计标准已成为国内城市公交车换电的典型设计。张东江认为,薛家岛充换电站建设速度快、标准高、效果好,运营安全可靠,在行业内起到了很好的示范作用,智能充换电发展模式和理念得到社会各界的广泛关注和认可。
毫无疑问,薛家岛电动汽车智能充换储放一体化示范电站成功开启了我国电动汽车充换电站的新时代。