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智锂物联曹建华:干线物流充换电运营数字化解决方案

时间:  2024-11-25 15:38  来源:  汽车总站网   作者:   editor

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  11月20日-22日,2024中国汽车充换电生态大会在山西太原举办。本届大会由国家能源局电力司和中国汽车工业协会指导,中国电动汽车充电基础设施促进联盟、中国汽车工业协会充换电分会主办,以“新格局,新未来——构建智慧补能服务生态体系”为主题,共设置“1+1+9+1”项议程,围绕高速公路充换电基础设施建设、充电桩下乡、大功率充电、换电模式、海外出口、车网互动、居住区充电模式等方面展开深入沟通与交流,研讨构建产业高质量发展格局的对策、方法与路径。其中,在11月21日下午进行的“主题论坛一:高速公路及普通国省干线公路沿线充电设施建设”环节,北京智锂物联科技有限公司总经理曹建华发表了精彩演讲。以下内容为现场发言实录:
智锂物联曹建华:干线物流充换电运营数字化解决方案
  大家好!我是来自智锂物联的曹建华,智锂物联公司我们是欧阳院士在重卡商用车的充换电领域的成果转化,我们公司在这个场景里面会提供重卡充换电一站式的解决方案,包括适用于重卡场景的充换电站,适用于重卡的充换电电池包,以及整个充换电运营平台体系。
  今天跟大家来汇报一下我们在干线物流充换电的运营数字化方面的一个解决方案,主要讲两个方面,一个是整个行业的发展情况,第二个是整体的解决方案。
  在整个双碳的路径里面,应该来讲交通运输占整个占比是比较大的,在交通运输里面公路运输实际上又占了大头,而重卡在整个公路运输里面占了一半的角色。所以,我们认为商用车电动化是物流运输行业实现碳中和重要路径。中央部委、行业也做了非常多的工作,推进整个商用车电动化的工作。
  从整个市场端的反应来讲,应该来说成果还是比较显著的,我们其实可以看到现在的商用车电动化很像我们在十年前看乘用车电动化,也是一样,虽然说现在整个电动化的占比还不是那么高,但是增速是非常快的。
  商用车的电动化之后也是一样,我们今天讲了很多充电,电动重卡的补能无非就是两种方式:换电或者是充电,我们怎么在这个行业看待这个问题呢?我们认为首先两种方式一定会共存,在不同的场景里面它们的占比可能会不太一样,我们今天讲的干线的场景里面会认为换电会更优一些,主要是几个方面:
  1、换电的坪效会更高一些,也就是说相同面积的换电站比充电站服务的车辆数要多好多倍。
  2、对于物流行业来讲,生命线在于效率,所以很难花一个小时甚至更长的时间等待补能,所以换电凭借快速的特点,一定是在这个场景里非常必需的。
  3、换电相当于车和电分离了,这种商业模式使得我们购置换电重卡的初期成本降低很多,方便我们集中对换下来的电池在换电站里进行管理。
  所以,我们认为换电在某些场景里面会更优,但是两者也一定会共存,后面我也会讲。
  这是我们做的一个数据的分析,从这个上面来讲,确实车电分离模式能够大大降低换电在重卡领域里面推广的难度的。而换电重卡的充换电设施的发展,我们认为这个是未来喊出来的口号,非常贴切,叫可充、可换、可升级。在这个场景里面,可充、可换很好理解,对于换电站来讲,现在不单纯是一个换电站,换电站里面是可以外甩很多充电桩的,既可以充,也可以换,甚至在一个场地里面可以分离地来去布置。可升级说的是两个层面,第一个对于换电站也是可以升级的,智锂物联我们做的换电站的特点,我们用的是轨道机器人的模式,也就是说对于换电站未来有更多的仓位需求的时候加强轨道、加多仓位就可以了,这个是换电站的升级。对于电池来讲也是一样,电池可以有300度、400度电和甚至更高电量的电池,智锂物联目前推出来的产品我们内部叫像搭积木一样一层一层的,你需要300度电的电池我们就搭三层,你需要600度的我们就搭六层,只是在高度上有区别,而且是可以不同的电池在车上实现更换的。所以,不管是站还是车上的电池,都做到了可升级的特征。
  我们来去看在不同的短途或者是长途领域里面到底应该是充电还是换电,在一些封闭的场景里面,现在换电已经是非常成熟了,但是因为它是封闭的场景,现在充电上来的也非常快,因为这种场景对于效率的要求会稍微低一些。而我们看干线,实际上干线是占了整个重卡运输里面的一大半60%多,在干线我们认为一定是换电为主,干线整个也迫切地需要整个行业给出一个怎么样做干线充分运营的解决方案。
  我们也看到现在政府包括企业在做这方面的努力一点一点构建干线网络,像交通运输部已经做了试点工作的安排,在2026年我们要建成在甘肃、内蒙、山西、河北千公里级重卡换电的干线走廊,累计要推广换电重卡的车辆数不少于2万辆。而且像国电投这个行业比较龙头的企业已经在不同的地区自发地组小区域内的干线了。
  干线物流的未来,充换电站的运营我们认为还是面临了比较大的挑战,我们理解有三个方面:
  1、高互换性,刚刚我们也提到了整个数据,现在全国的高速公路总里程18万公里,仅仅说干线就需要换电站将近4000座,这么大的一个换电站的量肯定是多运营商的体系,不同运营商之间就必然会带来互通互换的问题,怎么确保接口在不同运营商之间的站里面能够来匹配,怎么来结算各个运营商之间的费用,怎么保障移动场景下坚持资产的安全性等等,这是互通互换性会带来的问题点。
  2、高可靠性的挑战。干线物流的特征第一个就是车流量会非常非常大,而且干线很多你的运输距离是非常长的,动辄是2000、3000公里的里程,在整个过程中时效要求也非常好,所以停车会非常少。在这么一个高负荷的运营下面,怎么来去保障设备的稳定性,怎么样保障电池在这种动态场景下的安全性,怎么来提升司机的操作便利性,为他节约时间,这是我们需要思考的。
  3、高经济性。在整个换电运营过程当中我们要考虑很多费用,包括电费、设备的折旧费、运维的费用、服务的费用等等,怎么样通过数字化集群的方式来做降本增效,怎么样通过数据分析、调度来实现我们在同样一个场景里面最优的经济性。
  针对这个,智锂物联我们给出来一套整体的解决方案。首先针对高互换性的解决方案,我们从三个方面,做标准协议,基于标准协议来提供相应的硬件载体和公共平台。在高可靠性的解决方案其实我们里面就涉及到两个主体,充换电站要绝对可靠和电池系统要绝对可靠。在高经济性的解决方案里,今天有很多专家也讲到了,包括一些新的盈利模式,站网互动,以及跟干线物流里面交能融合的方式。
  在协议里面,这个行业里面现在标准总共有两种,一种是四连接器的,这个是行业之前发展的时候最开始存在的接口,相应的存量是比较大的。我们也提出来一种单连接器的接口,这个接口是汽车行业的标准接口,也代表了行业的发展方向,可以承载更高的电流。这两种接口今年即将要发布的国标都写进去了,意味着这个行业未来一定会存在这两种接口。
  这个问题怎么办呢?你在一个换电里面,这两种接口其实是不能互通互换的,我们给出来的解决方案,把两种接口的电池系统都统一在一个站里面去实现,也就是说一个站可以去放四连的电池,也可以放单连的电池,不管运营商来的是什么样的车辆,我可以通过在换电站内机械结构的切换匹配电池。因为从整个车辆识别上来讲,我知道这个车辆来的是单连的还是四连的,所以我们提出了这样一个共享换电站的硬件载体,我们也认为这是未来在干线的场景里面非常非常重要的能源点。
  有了这样硬件的基础就要解决不同运营商互相换,钱怎么办,这样一个平台需要公信力,一定不会属于某一家运营商,属于一个政府的公共平台更合适。在这个平台上清算我的运营商在你的换电站里面换电,我的服务费、电池资产管理的费用、电池折旧产生的费用到底应该怎么去计算和分解、清算。
  在解决高可靠性的方面,智锂物联我们用的是轨道式的机器人方式,这个跟现在行业内很多其他家的方式是不太一样的,目前其他人家用的是行车的方式。我们这样一种换电站有什么样的优势呢?整个定位会非常快速,整个换电的时间是可以控制得非常短的,之前说5分钟,5分钟已经是非常长的时间,常态可以控制在3分半左右,极限2分钟就可以完成换电。
  怎么样保障换电站在不同的场景长时间运行里面的稳定性、可靠性?需要一个非常优质的大脑来控制,就是充换电站智能控制的平台,需要通过对所有换电站的运营数据进行分析,来提高换电站服务的能力,包括启动的成功率、换电的成功率、换电的时长等等。
  这个也是我们今年做的一个尝试,内部讲我们在一个换电站里面加装了眼睛、耳朵、嘴。换电站以前是需要有人在站里面做运营的,整个这个部分的投入也是非常大的,现在做了无人化以后,眼睛就是加装了摄像头,可以解决非常多的问题,包括像人员闯入、电池的破损等等,车辆停的位置有偏离,通过这个摄像头就可以通过视觉的算法识别出来。耳朵和嘴是我们在换电站里面加装了可以跟背后的运维中心直连的视频和语音通话的功能,在有问题的时候,司机可以跟背后运维的人员直接沟通,解决这样的问题。
  这些背后需要很多云端的算法,包括图像的算法,包括换电站所有设备拿上来之后对它的运营曲线做分析,分析之后可以发现某些指标产生了偏离,相当于我们拿偏离的早期对它做主动性的运维,把可能在未来会发生换电站停机事件的问题和故障,在早期就诊断出来,在萌芽的阶段去除掉。
  第二个产品是电池,智锂物联我们推出来M2B的电池。首先我们里面是电池包跟框架的结构做了融合,这样有好处,我会精简很多结构,电池包会非常轻,相比于其他行业内的对手来讲会非常轻,对于物流来讲减轻了整个车的重量,这是非常非常有意义的。我们在里面做了很多其他的工作,我们跟车热管理系统的融合,保障电池温度是更加均匀,能够适应更多高寒的环境,包括在内蒙、新疆能源大区,尤其是在这种区域重卡的应用,效果会提升很多。
  电池包里面想要做高可靠和更加智能,也需要大脑。在我们这个里面,大脑叫云控DMS,也就是我们有一个在电池包里的DMS会跟云端形成连接,云端基于电池收集上来的数据进行相应的分析。
  对于电池银行来讲需要管理电池资产,尤其是在车上跑的电池资产,未来可能面临多运营商的场景,我们需要对它做很多事,我要监控这个电池现在在谁的手里,在哪里,是怎么运动的,像电子围栏预防的方式管控风险。电池在不同的环境有高温、低温、振动,这些环境下有没有风险,我要通过数据监控给出提示。电池在整个非常长的时间运行过程当中性能有没有衰退,是怎么样衰退,这些也需要通过数据分析,我们在电池资产管理平台里面做这样的呈现。
  这是我们的一个案例,对于电池安全来讲,首先肯定是放在第一位的,电池最严重的情况下可能会发生短路、着火、爆炸,尤其像换电站这样的场景,是非常非常严重的一个问题,换电站里面不是一块电池,是好多块电池,如果一块电池出现问题,整个站发生蔓延,这个事件会非常非常大,这些问题我们也必须从非常早期,像我们安全的算法,也经过了实际的测试,可以提前2-3个月,就能发现非常早期的电池安全隐患。在发生短路之前,内部产生的慢慢细微的变化,我们就能够通过数据甄别出来,而且这些问题我们也确实在发现之后,通过实际实物的拆解去验证了整个算法的效果闭环。
  面向未来,实际上也不说未来吧,未来已来,整个补能体系未来我们要实现更多的收益应该怎么去做呢?尤其在高速公路物流的场景里面。高速公路很多人现在都在讲边坡铺光伏等等,这样的系统正可以跟我们在高速公路上的能源站点去形成结合。所以,我们可以推出光储充换一体的能源系统,这是智锂物联现在推出来的方案,也就是在我们的换电站里面,我们所有的充电机都是双向的,都可以跟电网形成互动,包括换电站的顶上接入光伏,这些也都是可以的。所以,这些硬件程序具备了之后,相当于换电站里的电池是储能的系统,就可以具备站网互动底层的硬件了。
  在底层硬件的基础上,上面我们要做站网互动,肯定是需要虚拟电厂的平台,要做什么呢?得知道你的负荷是什么样的情况,要做负荷的预测,来做相应负荷的调度,这个是跟电网之间形成的交互,但是这个还仅仅局限于能源的方面。实际上我们在讲干线、物流的时候,调度的是能源,能源的背后是车,车的背后是货、物流,所以最终形态我们认为一定是交能融合,智慧的物流系统,包括物流、车流、能流,物流就是所有订单的信息,车流就是车辆、电池的信息,能流是换电站的充电和换电的能量。这些信息拿到了之后,我们可以在整个场景做更充分的调度和优化,这样一个算法,目前我们在背后也做了非常多的工作,实际上我们现在可以准确地预测到比如说明天下午4点钟会不会有车到换电站里来换电,在4-5点时间范围内会有几辆车换电,他们大概会带着多大一块电池过来,这样一些信息。拿到这样一些信息之后,我就能知道我在未来某个时间点充换电站的负荷是怎么样的。基于这些信息,如果我们在网上找,如果有车来,背后驱动你的是有这么一个订单,如果我们把这么一个订单的信息关联起来之后,实际上我可以再来做调度。比如说有一个订单可以是今天早上10点钟发,也可以下午1点钟发,在这个里面是可以做很大的文章的。
  所以,通过这样一些数据的获取,通过AI和大数据算法的加持,我们就能够形成一个更大的综合的绿色智慧物流系统,在这样一个系统里面,我们可以构建出来物流的需求池、区域的池,再来构建出来数字化补能的虚拟网络。通过数据驱动决策的大脑,来形成物、车、能整个信息的融合,最终实现整个全场景的调度和优化,这样我们认为是未来运营商能够实现更多收益的非常关键的点。
  我今天要分享的内容就这么多,这是我的微信,如果大家对于这块儿有想要进一步探讨的兴趣可以联系我,非常感谢!
  (注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)
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