sm 调教 清华大学 助理研究员 李亚伦 《基于电动汽车充换电的城市车能路云技艺决议》

8月14-16日sm 调教，由充电桩网、充换电百东说念主会、光储充换产业定约蚁合垄断的2024北京国际充电桩及换电站博览会、2024中国国际电动汽车充换电运营商大会在北京首钢会展中心庞大举办。

集“展览展示+主论坛+三场分论坛+新品发布+品牌评比”为一体。大会共邀请到200+演讲嘉宾，蚁合了2000+来自政府部门、大家学者和充换电产业落魄游企业高层，一同见证充换电产业的无尽机遇，共话充换电产业改日的发展之路。

8月14日，清华大学 助理研究员李亚伦以《基于电动汽车充换电的城市车能路云技艺决议》为主题进行演讲。

演讲整理

清华大学

助理研究员李亚伦

01

电动汽车的问题以及处罚决议

今天跟群众带来的论述是基于电动汽车充换电的城市车能路云技艺决议。

车能路云的举座需求，今天咱们会议在北京，今上帝要拿北京的数据来作念相应的分析，交通电动化包括各个城市齐取得了相等好的成就，北京市电动车保有量在2021年进步50万辆，但要郁勃碳中庸方针，2050年这是北京交研院的数据，达到850万辆限制。

北京电力系统近况，北京的电力系统主如果靠外部电力调入，72%电力是从外部调入，同期峰谷负荷相等大，责任日最低负荷仅为责任日的56%，华北网给北京的电网新增容量很小。在这么的布景下，由于交通电动化牵引作用，改日咱们将从以油气为主要的能源系统转向咱们以电氢为主的能源系统，在这个情况下电动汽车充换电基础设施将成为其中遑急的构成部分，这是咱们作念的具体测算，电动汽车达到200万辆，慢充需求功率会达到北京市电网的17%。大齐快充基础设施的接入，预测达到36%电网最负荷的情况。

针对这个问题，泰西国度依然早于咱们一步了，鼓舞车网互动、车能互动的示范样式进行示范考证、示范奉行、交易化驱动等模式来处罚这么的问题。

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为什么他们要通过这个阵势，跟着电动汽车增多能够跟能源结尾进行有用耦合，包括有序充电，车和屋子、车和建筑、车和微网各式互动，这是英国电网作念的预测，如果咱们发展无序充电，功率需求是有序充电需求的两倍，转向车能互动、车网互动临了能源需求功率不升反降的成果。

这是基于北京市测算的收尾，50万辆车使用15千瓦双向充电桩，功率对北京市电网负荷粗略是25%，如果是有两百万辆，车载储能容量进步1亿度电，关于电网是庞大的储能资源。

关联词有了资源怎样把资源用好，就需要有相应车网互动或者车能互动的技艺撑合手，最初电动汽车参与电网或者与能源系统互动，忧虑的问题是车辆的衰减问题，车开着电量不够用，这是对电板衰减的分析，分为日期老化和轮回老化，通过合理的车网互动或者是通过有序充电将抛弃阶段的SOC降下来，裁减日期衰减，通过车能互动向电网放电进一步赢得一定的收益，将轮回衰减所付出的成本对消掉。

同期咱们也分析了电板的衰减步履，合理使用车能互动也能对电板起到延寿的成果，对电板衰减是跟着电压呈现上凸函数筹商，如果咱们弃取双向电压，将单点电压革新为双向电压，能够延迟电板的寿命，现时在不同类型的电板包括磷酸铁锂、三元上齐得到相比致密的成果。

02

电动汽车的问题以及处罚决议

电动汽车心焦的另外一个问题，冬季续航的下跌，调频等脉冲工况不错促进电板里面产热，这是咱们作念的分析，能够竣事电板冬季低温下能源性能和续航里程的擢升。此外，关于车辆系统，咱们冷落了双模组高压拓扑架构，竣事电板电流倍增和低频的驱动，像这么的阵势，通过按捺的次第不错竣事高功率、低杂音、高遵守电动汽车低温电板加热的成果。

另外一个电动汽车充电历程群众忧虑的问题是安全问题，咱们分析标明关于电动汽车充电历程析锂是导致它动怒火灾的缘故，关于这个问题，需要测量电板里面电位，修正测量纰谬，进而保证电板充换电不发生危急的情况，保证它的安全。另一部分车能互动也对电动汽车它的安全检测带来了一些新的机遇，传统上电动汽车充完电，拔枪就走，在车能互动不错将无序工况变成可控工况，提高析锂的响应精度，提高它的安全保险身手。

关于电动汽车来说哄骗它作念储能，相干于固定式电化学储能有成本低、安全风险低的成果，关联词也会濒临一定的问题，像时期和空间的不祥情趣，需要相应技艺来处罚这个问题。

针对这个问题，咱们团队跟创业企业合营，开展了车能路三者会通场景的打算责任，最初电动汽车和电网互动是有各式各种不同的边幅，咱们不错跟家庭互动、楼宇互动跟微网互动，也不错通过快充站、换充站、中压配电网互动。

城市中车能互动分类，一个是说念路交通；二是郊区、园区，第三个社区和商区。

第一个场景是在说念路交通上怎样进行互动。

说念路交通上遭逢一个问题，充换电基础设施投资莫得问题，受到电力容量的问题，现时它的选址相等用功，比如说电网不给批地、批容量，导致电动汽车充换电基础设施发展跟不上电动车数目的增长，在这么的情况下，群众普遍弃取的阵势是充电桩配储来处罚大功率快充对电网带来的冲击问题，快充电板跟电网进行互动，不错将快充站入彀功率降下来，咱们的研究也发现，哄骗电动汽车换电站，如果它们的位置相比重合，储备的大齐电板哄骗它行为储能电板进行放电，能够裁减快充配储的成本，这部分著作发表巨擘期刊Joule上。

具体何如作念，哄骗换电站站内电板行为储能电板为邻近的快充桩进行放电。分析充换电负荷的互补度，关于两个骨子的充电站和换电站进行分析，现时他们的互补度是11%，将二者耦合起来，将2.5瓦的换电站裁减0.7MW的功率，得到相比好的收益。

另外一个设备投资的问题，人体艺术写真把单向充电变为双向充电，会导致设备投资上涨。但通过能量颐养将悉数设备的哄骗率提高，比如充电桩哄骗率提高12%，备用电板哄骗率提高9%，通过高哄骗率得到老本的高求教，将充换电阔别孤立的站改为充电站耦合站，增多的设备投资仅需要两年就不错回本。

关于这么一套系统，在冬奥会时代跟壳牌合营在张家口开辟了快充快换智能微网况兼进行相应的示范责任，得到了相等好的成果。

第二个远郊农村包括远郊郊区何如办，远郊农村有一个相等遑急的问题，光伏上网的问题，现时国度也在轻易奉行光伏下乡的责任，尤其是对远郊农村光伏资源吊祭常好的，关联词关于末端配电网蚁合身手是相比差的，怎样消纳这些光伏成为重心要处罚的问题。

这是咱们关于北京市市郊光伏分析情况，关于单户平均功率12.7千瓦，户均日发电量42kwh，北京市每户日用电为13kwh，每户每天约有30kwh电量需求网消纳，处罚电力容量不及的问题。具体来说屋顶通过光伏改动，农村每户家庭装置小功率慢充桩，况兼在慢充桩普及有序充电和车+互动，竣事二者能量颐养。

临了也跟建筑内负荷，像热泵擢升清洁能源的消纳身手，这是骨子分析场景，100户农村，分析不同架构模式下得到的收益，像北京前些年通过电采暖、煤改电的策略，把悉数取暖进行清洁化，酿成政府补贴和用户电费的问题。如果咱们把这么一个系统增多光伏以后，不错把用户电费进行快速下跌，莫得方针裁减配电扩容的问题，电动汽车车家互动，就不错有用把这个问题处罚。

这是咱们骨子分析的收尾，用电器的顶点工矿进行系统成立，哄骗流通工况进行经济收益的分析，通过分析进行系统的能量料理，最初咱们发现电动汽车在这么的系统中，当它电板SOC在0.35-0.7区间，不错得到正的收益，亦然电费的检朴，能够透顶把电动汽车的衰减对消掉。

热泵不错进行柔性用电，不错带来概略16度电等效容量，二者加起来透顶不错消纳每一户屋顶光伏的发电量。基于此，咱们与链宇科技、清安储能开发了充电桩，况兼在北京等一些城市进行示范。

临了是住户小区怎样作念，住户小区国内有一个特色跟国际透顶不同样的，国际东说念主口密度和汽车千东说念主保有量成正比，这跟国际是相背的趋势，这么的征象酿成咱们在中心城区配电负荷率相等高，导致咱们无法新增充电桩的责任。

通过分析标明，由于无序充电和生涯用电负荷岑岭重合率相等高，达到85%，城六区峰值负荷上涨25%，唯有有40%的电动车进行双向互动，不错把基础的用电峰值下跌25%，这么住户小区用电峰值是不升反降的，会成为悉数中心城区的充电桩，关于中心城区来说发展车能互动吊祭常必要的旅途。另外咱们征询了全区优化的问题，在骨子历程中还会有各式不祥情趣，比如出行不祥情趣、充电步履不祥情趣，咱们进行及时颐营养析，考虑这些不祥情趣以后，车能互动仍然让中心城区峰值负荷下跌17%，达到相等好的成果，其中需要咱们及时颐养，比如优先级的按捺算法。

基于此，咱们孵化的链宇科技，奉行光伏储能、车网互动、机灵平台一体化处罚决议，现时在宇宙各地进行20多项的示范样式，齐能取得相比好的经济收益。

03

车能路云集成发展

临了思先容一下车能路云集成发展，刚才是分了各式不同的场景。

关于不同的场景，当它的限制增大以后，咱们需要把这些场景资源团员起来推崇它的作用，这其中需要各式平台来提高相应的就业，具体来说咱们会分为三个层级，底层是功率、能量设备层；中间是通信和网关，表层基于这些信息提供信息就业，包括四个：充电颐养与金钱料理平台、平台负荷团员与诬捏电厂平台、安全监测和概述管控平台、能源交游与市集就业平台。

当今有大数据技艺、车站数字孪生技艺，车上运维竣事无东说念主化就业，金钱料理，保证金钱的保值。右边是创业企业智联物联开发的平台，在充电站换电是来把当今合手有的换电站金钱进行有用的料理。

第二个平台负荷团员和诬捏电厂平台，这个平台需要把场站向城市级进行团员，进行日前计划和日内的及时颐养，底层是负荷预测，把改日充换电预测出来，分析团员后劲，参与电网的报量责任，临了是集成诬捏电厂进行交游，日内通过及时向下颐养进行充换电料理，竣事需求。右边亦然创业企业像链宇科技开发的平台，跟华北网颐养进行接入。

临了是安全监测和概述管控平台，现时电动汽车接入电网进行充换电，最遑急保险其中的安全，像创业企业像昇科能源他们开发了具有十亿参数级大数据能源电板东说念主工智能平台，竣事机理和模子会通，将多元数据耦合在一齐进行分析，现时竣事的成果是安全预警准确率达到95%以上以及SOH估算准确率达到97%以上，现时接入进步一百万。

临了是能源交游和市集就业平台，这个平台是能源企业或者是电网企业来作念的，现时国度轻易奉行电改，让漫步式能源在电网进行交游，改日这部分市集发展为咱们激发车能互动、参与市集互动的责任打下相等遑急的法子。

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