做美好生活的“充电桩”——国网智慧能源交通技术创新中心(苏州)
目前,我国新能源汽车产业进入加速发展阶段,而充换电行业还存在充电效率低、充换电标准不统一、自动化程度低等问题。国网智慧能源交通技术创新中心(苏州)有限公司发挥自身优势,加大创新研发力度,为陆地交通电动化和水运交通电动化发展提供更多解决方案。
8月7日,网约车司机王师傅驾驶新能源汽车从江苏无锡送乘客到上海,途径沪宁高速苏州阳澄湖服务区时正好是午饭时间。他找到带有国家电网标识的即插即充充电桩,给车充上电就去吃饭了。吃完饭回来,车已充电60%左右,他对乘客说:“这充电桩真不错,15分钟充电,够开200公里,还不用排队,比加油都方便。”
王师傅所说的充电桩是国网智慧能源交通技术创新中心(苏州)有限公司(以下简称“国网苏创”)研发的大功率直流快速充电桩。该充电桩具备160千瓦大功率充电能力,并支持功率柔性分配,有助于新能源汽车车主享受到良好的出行体验。
作为国网电动汽车公司有限公司的支撑机构,国网苏创自2019年1月成立以来,针对充换电行业充电效率低、充换电标准不统一、自动化程度低等问题,先后开发了大功率直流快速充电桩、V2G大功率充电站、电动重型卡车智能换电系统和内河纯电池动力集装箱船等产品,提供了多种陆地交通电动化和水运交通电动化技术解决方案。
不断推出迭代产品,提供更优充电体验
在湖南长沙雀园路、陕西咸阳机场以及青海西宁重卡换电站,都可以看到国网苏创研发的大功率直流快充集。这一类型的大功率直流快充集可通过与电动汽车互动,实时评估充电状态与变化趋势,满足多种车型的快速充电需求。下一步,大功率直流快充集还将在深圳盐田港重卡换电站项目、重庆巴文化公园充光储一体化能源站项目中推广使用。
2019年3月,国网苏创经过调研发现,市场上的充电桩产品普遍存在充电时间长、充电体验差等问题。随即,该公司充电桩基础研发中心根据国家和行业标准,展开充电变换器的原理分析、仿真验证、实验验证等工作,于2020年9月研发了大功率直流快充集。今年,在此基础上,国网苏创进一步研制了具有1000伏宽电压范围、高效率、高防护、长寿命、用户友好性强等特点并适合各种使用场景的迭代产品。
如果说大功率直流快充集满足了增量新建充电市场需求,那么台区互动融合终端的有序充放电功能则能满足存量改造充电市场需求。
城市老旧小区的配电网和变压器容量较小,随着大功率电器的普及,台区用电容易捉襟见肘,这也是造成电动汽车推广难的重要一环。国网苏创于今年5月推出了可以进行有序充放电的台区互动融合终端,实现了能量在电网和电动汽车之间的双向互动。
7月19日,在浙江宁波双狮村正在使用的V2G(车辆到电网双向互动)充电站内,4辆插着充电枪的新能源汽车一字排开,充电桩屏幕上的进度条快速推进。V2G充电桩可以根据台区的电力负荷情况,自动调整充电功率,优先保障居民用电,真正做到了低压台区源网荷储的互动融合,为未来城市配电网的优化运营管理提供了新的解决方案。
针对实际需求创新,为电动矿卡提供动力
在内蒙古呼伦贝尔市伊敏河镇投入使用的智能换电站(以下简称伊敏换电站),电动重型卡车只需5分钟就能换上一块电池,而一块电池能让卡车跑上35千米,来回运送四五趟的土方。据测算,电动矿卡每年仅在能耗方面就可比燃油矿卡节省至少60万元,具有巨大的经济优势和环保优势。
最高效的内燃机具有40%的热效率,剩余的60%热效率则被浪费掉。而大多数电动机可将90%的能量作为动力传输。国网苏创基于节能减排政策和矿场对电动重卡的需求,研发了高寒地区90吨电动重卡,2020年8月开始在华能伊敏露天矿投入使用。
电池作为重要的储能部件,其健康状态直接关系到电动矿卡的运行安全与工作效率。在使用初期,如何对电池的健康状态进行有效预测与管理,是国网苏创首先要解决的问题。为此,国网苏创组建了一支由电芯与数据IT专家组成的攻坚团队。
攻坚团队通过对海量的电池样本测试数据与现场运行数据开展建模分析,历时3个月,制订了电池数据规范,打通了电池-充电桩-站控-监控平台之间的数据传输。团队建立起多维度电池健康状态数学评价模型以及数据可视化桌面交互系统,并在2020年12在伊敏换电站搭建了电池健康状态可视化的软硬件评价系统。
目前,电池健康状态可视化的软硬件评价系统以连续稳定运行8个多月。该评价系统基于电池充电数据,实时评估电池的健康状态与变化趋势,为电动矿卡安全有效运行与电池维护提供有效的指导,进而实现电池全生命周期管理。
凝聚各方力量,建起创新创造朋友圈
6月26日,国网苏创自主研发的“国创号”64TEU内河纯电池动力集装箱船在长江泰州段成功下水。“国创号”装载了4个1088千瓦时/DC576V标准集装箱移动电源、2个245千瓦无轴轮缘推进器,采用船舶电池智能换电、兆瓦级集装箱式移动电源、电池柔性自适应关联等创新技术,是我国首艘拥有完全自主知识产权的内河纯电池动力集装箱船。据测算,“国创号”运营后每年可减少燃油消耗13万升,减少二氧化碳排放340吨。
这个项目是武汉理工大学严新平院士牵头的2018年度国家重点研发计划“综合交通运输与智能交通”专项示范项目。2018年8月份,国网苏创就与武汉理工大学就项目的关键技术、配套设施、运营服务等方面开展了深入调研和方案研讨,并于2019年3月参与到项目的整体研发和设计。
产业的发展离不开产业链的支持,国网苏创一直坚持打造行业服务平台,联合政府有关部门、高效院所、上下游企业建立了生态链合作关系,不断加快技术创新平台和行业服务平台建设,建起创新创造的朋友圈。
2020年12月份,国网苏创联合国内知名电动汽车、电动船舶、动力电池、换电设施制造和运营等多家龙头企业,发起成立了电动交通换电产业技术创新联盟,与中国电动汽车百人会联合发起成立动力电池全生命周期联合创新中心。
目前,国网苏创还承载着国网电动汽车公司申报国家级充换电技术创新中心的重要任务,将持续提升在电动交通和智慧能源产业的创新能力与核心竞争力,努力做美好生活的“充电桩”。