交通能源與環境問題已成為全球面臨的重大挑戰,21 世紀以來全球 57% 的石油消費發生在交通領域。作為汽車消費大國,發展新能源汽車行業已成為中國能源動力變革的重要機遇。
深圳作為全國新能源汽車應用規模最大的城市之一,也在積極推動這一變革。這一點不止體現在電動汽車的推廣上,更體現在充電技術和設備的研製和升級上。在全國積極建設充電樁之時,深圳已經由 " 樁 " 升級為 " 堆 " ——矩陣柔性充電堆,加快深圳發展新能源汽車行業的速度。
今日,中國國際新能源汽車與智慧交通展覽會暨高峰論壇在深圳會展中心舉行,在展會上,深圳奧特迅電力股份有限公司(以下簡稱 " 奧特迅 ")董事長蕭霞發言,將這一項新技術帶來的一系列新改變推向全球。
電動汽車窘境:充電慢與難
12 月 7 日下午 4 點 8 分,王師傅將充電插孔從 " 充電樁 " 上拔下,塞入自己的北汽 EV160 的充電口,刷完卡之後,他將車留在了奧特迅電力大廈充電站 3 號樁,自己走向休息室。
王師傅的汽車正在 3 號樁充電
作為一名網約車司機,王師傅每天有 14 個小時與車打交道。在車子充電的時候,他不願意待在車上,而是在空曠休息室的最後一排橫躺著閉目養神。
王師傅的老家在陝西,家中有兩個兒子,一個在上幼稚園小班,一個上小學四年級。他來深圳 8 年了,為了讓家人安心生活,他在去年 12 月轉行做司機,租了一輛北汽純充電新能源汽車 EV160,每月交租金 3000 元。
充滿電之後,車子可行駛里程約 100 公里。王師傅給自己算了一筆賬,行駛同樣的 100 公里,汽車所需的電費在峰期約 30 元,在穀期只要十幾元,而油費至少要六七十。他可以通過節省能源方面的費用,在普遍艱難的網約車司機中維持生計。
在網約車宣告合法化之後,滿足條件的私家車將可按一定程式轉化為網約車,從事專車運營。由於不限牌、不限行、政府補貼、免搖號、用車成本低等優勢,在深圳,新能源車在計程車、快車等領域十分有優勢。王師傅也因此選擇了新能源計程車。
但在一開始,王師傅就面臨著充電的困境。從去年的 12 月到今年的 2 月,住在寶安區的王師傅只能每次去市里充完電後再回到家中。在充電樁剛剛建站的時候,充電速度很慢,他不得不在車中等上七八個小時," 以車為家 " 已經成為他當司機前三個月的常態。
隨著電動汽車興起,深圳的充電樁建站力度加大,王師傅漸漸也可以在離家 8 公里的充電站充電。但建設充電站的公司一般都有自己的電動汽車產品,會優先安排自家品牌的車充電。在 10 月之後,像王師傅這樣開 " 遠親 " 電動汽車的,即使在充電樁大多閒置的狀況下,他們也不被允許進入充電站。
" 奧特迅這裡對所有車開放,充電快,樁也多,比較方便。" 王師傅覺得比較遺憾的是,奧特迅電力大廈充電站離家有 30 公里,他充完電回家又會耗去三分之一的里程,他希望在家附近也能建這樣對外開放的充電站。
王師傅在結束充電後點擊看到的充電堆終端螢幕畫面
下午 4 點 52 分,王師傅的汽車自動結束充電。在結束了大半個小時的休息之後,他來到 " 充電樁 " 前,點擊螢幕,電費顯示為 13.83 元,服務費為 6.76 元。他將充電插口塞回去,開車駛離奧特迅電力大廈充電站。
一路上,他看到許多在車中等待的司機,他們或抽著煙,或拿起手機看電視劇,安靜度過充電的時間。對於王師傅而言,這也是一天工作中難得的休息時光。
充電堆 VS 充電樁:新能源產業的柔性進擊
在王師傅離開後,充電站站長潘天元將充電資料存入電腦中。他每天上午 8 點上班,下午 6 點下班,在現場巡視的時間不超過 3 個小時。充電站與加油站相比,安全隱患小很多。
在成為奧特迅電力大廈充電站的站長之前,他是望海路充電站的站長。這也是目前奧特迅在運營中的僅有的兩個站。
" 現在有 20 多個站、30 多個堆在建。" 在接受深圳晚報記者採訪時,奧特迅子公司深圳前海奧特迅新能源服務有限公司副總經理魏堅表示他們正在擴建充電站。
魏堅所說的 " 堆 " 並不是王師傅在充電時所看到的 " 充電樁 ",而是在 3 號樁對面的一個黑色的龐然大物,不時閃爍著燈光,在潔淨的玻璃窗內顯得十分神秘。
奧特迅電力大廈充電站的矩陣柔性充電堆
魏堅將這個龐然大物稱作矩陣柔性充電堆,將電動汽車充電站內全部或部分智慧充電模組及監控系統集成在一起,利用電腦控制技術對智慧充電模組進行集中控制及動態分配,為電動汽車動力電池提供電能。
目前,充電站基本採用集中充電的模式,自家充電樁為自家品牌電動汽車充電,而從長遠的城市發展來看,公共充電模式才是最節約能源的方式。而奧特迅在 2015 年研製成功的矩陣柔性充電技術則可以實現這種模式。
矩陣柔性充電技術由四個部分——充電堆、充電堆終端、站級監控和收費系統。2015 年 7 月,潘天元參與了矩陣柔性充電堆的調試,一年後,他已經對充電堆終端的結構了若指掌。他解釋道,王師傅直接接觸到的 " 充電樁 " 嚴格意義上來說是充電堆終端,奧特迅的充電堆終端是直流電,能直接給電池充電。
如果把充電堆比作能七十二變的孫悟空,那麼這些充電堆終端就像美猴王的分身,隨心所欲,聚分能源自如,能滿足任何大中小型汽車的充電需求。按需配電,並最大效率滿足汽車充電需求,這就是 " 柔性 " 的意義所在。
例如 10 個 60KW 功率的充電樁,無法滿足 80KW 甚至更大功率的車。奧特迅能將總功率 600KW 集合到一起,隨意分配,功率再大再小的汽車的充電需求都可以滿足。
矩陣柔性充電技術能為各種功率的汽車充電,並滿足汽車電池倍率提升後不斷增長的功率需求。
魏堅認為,目前充電樁的設計為了節省成本,沒有任何冗餘模組,一旦一個模組出現問題,系統的充電性能馬上下降。
此外,充電樁的空間和熱設計,無法滿足未來大容量電池和更快速充電的需求,一旦有新的電池技術,目前的充電樁可能要全部拆除,重新再建,是非常大的社會資源的浪費。以比亞迪 e6 為例,滿足 1200 輛社會乘用車的充電需求為標準,使用 1080KW 的標準充電堆僅需停車位 10~20 個。
另一方面,充電樁一般使用城市用電多餘的電量,由於沒有變壓器難以監控用電量。隨著電動汽車的增加,充電樁會越來越多,將對城市電網會造成負擔。
" 堆會讓樁無用,因為它更快更節能。" 魏堅表示,矩陣柔性充電堆比單純的充電樁更節能,更方便政府管理,是未來新能源汽車充電設備和技術發展的必然趨勢。
電動車時代來臨,奧特迅如何省出 23.4 億?
2009 年,中國啟動 " 十城千輛 " 示範工程,通過提供財政補貼,計畫用 3 年左右的時間,每年發展 10 個城市,每個城市推出 1000 輛新能源汽車開展示範運行,涉及大中城市的公交、出租、公務、市政、郵政等領域。
截止 2015 年底,新能源汽車產銷總量已經超過 35 萬輛,從政府到企業,對新能源汽車的認識不斷深入。媒體報導,截至 2016 年 6 月,國家共出臺新能源汽車相關政策 30 項,其中推廣政策出臺 7 項,行業規範政策出臺 8 項,充電基礎設施政策出臺 4 項等。隨著設施的不斷完善,新能源汽車的發展日趨成熟。
作為第一批參加 " 十城千輛 " 示範工程的城市之一,經過幾年發展,深圳已經成為全國新能源汽車應用規模最大的城市之一。截至 2016 年 6 月 30 日,深圳已經推廣新能源汽車近 5 萬輛,僅次於北京 ( 約 6.2 萬輛 ) 、上海 ( 約 5.7 萬輛 ) 兩地,排名第三。
2020 年,深圳公車數量預計為 1.8 萬,計程車 2.4 萬,乘用車數量為 300 萬。在 " 十三五 " 期間,深圳計畫到 2017 年底公車純電動化率達到 100%,這意味著 2020 年深圳純電動公車數量為 1.8 萬。而計程車領域從 2016 年起,更新、新增車輛必須全部為純電動汽車。
" 如果未來 300 萬乘用車也能全部實現純電動,交流樁方案需要政府補貼金額 31.5 億,而交流堆方案只需要 8.1 億的補貼。" 奧特迅董事長蕭霞認為充電堆方案能為深圳市節約 23.4 億人民幣的補貼金額,節省出來的錢可用於更多公共設施的補貼之中。
無論是政府補貼、建設投入、空間佔用還是能源投入,蕭霞都相信充電堆有更大的優勢。目前,奧特迅的電動汽車柔性充電堆技術已經被中國電力企業聯合會納入第三批中國電力企業聯合會標準制修訂計畫專案之中。奧特迅計畫到 2017 年底,在深圳建設 200 個社會充電站和 200 個矩陣柔性充電堆。
奧特迅在深圳市的建站構想
在奧特迅的建站構想中,他們將以 1:1 的比例在加油站附近建設基於充電堆的充電站,讓充電和加油一樣便利。隨著市場上耗油汽車逐漸被純充電汽車取代,他們將加油站改建為充電站。在新能源汽車全面佔領汽車市場時,則會以 1:2 的比例在原先的加油站上建充電站。
基於充電堆技術建設的社會公共充電站,將大幅降低電力基礎設施的建設成本,進而降低充電費,加速新能源汽車銷售,推動新能源汽車行業快速發展。
" 對於奧特迅來說,這是一項新技術;對於整個深圳而言,將會帶來一系列新改變。" 今日,奧特迅攜充電設施創新技術成果,亮相 2016 中國國際新能源汽車與智慧交通展覽會暨高峰論壇,蕭霞對此信心十足。