張楠

伴隨數(shù)字化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)的不斷成熟，和新能源汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，如何提高新能源汽車充電效率成為智能交通很重要的一環(huán)，對加快推動智慧城市建設(shè)、城市更新行動都具有重要意義。清華能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院張羅平教授團隊研發(fā)的智慧共享有序充電平臺，借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云存儲等前沿技術(shù)，打造了人人泛在的電力共享模式，對于保障交通安全、緩解城市擁堵、促進節(jié)能減排、實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)等方面都發(fā)揮了積極的作用，“數(shù)智”技術(shù)加快智能交通駛?cè)氚l(fā)展快車道。

2021年中國電動汽車銷量勢頭向好，向200萬輛大關(guān)邁進。這個數(shù)字大概是中國整年汽車乘用車的10%。國家《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》中提出，2025年，新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的20%。對整個交通、能源以及電力都提出了不小的挑戰(zhàn)。伴隨電動化轉(zhuǎn)型的速度加快，充電成為智能交通很重要的一環(huán)。許多大城市核心城區(qū)的電源點往往更緊張、承載量更大，而人們對于電動車的接受度又相對較高。這就對充電和電力的智能化提出了更高的要求。同時，隨著充電需求的加大，人們對于場景化的充電模式、充電速度和便利性也提出了新的要求。

充電技術(shù)作為智能交通的重要一環(huán)，如何做好技術(shù)創(chuàng)新，充分調(diào)動頭部企業(yè)和各方面的積極性，實現(xiàn)充電技術(shù)與智能交通的深度融合？清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院研究員、中國投資協(xié)會新基建投資專委會智庫專家、中國電工技術(shù)學(xué)會能源智慧化專委會委員、“中關(guān)村標(biāo)準(zhǔn)”智庫專家張羅平教授表示，隨著新能源汽車的普及和充電設(shè)施產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成熟，充電樁制造、建設(shè)和運營，以及上下游聯(lián)系更加緊密，逐漸形成新的產(chǎn)業(yè)閉環(huán)，但也不可避免地出現(xiàn)一些行業(yè)發(fā)展瓶頸，看上去簡單易用的“普及型掃碼付費用電插座”，實際應(yīng)用中需要整合物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、移動支付、運營服務(wù)等多個領(lǐng)域的最新技術(shù)，導(dǎo)致這個新興行業(yè)參與的人很多，真正做好的卻很少。張羅平教授認(rèn)為，建立起一套低成本、易運維、能夠迅速大范圍推廣的技術(shù)體系尤為重要。

據(jù)張羅平教授介紹，智慧共享插座，與早期家用智能插座產(chǎn)品完全不同。智能插座用于遠(yuǎn)程控制與時間控制，屬于功能型產(chǎn)品。智慧共享插座屬于業(yè)務(wù)應(yīng)用型產(chǎn)品，具有“云+大+物+移+智”的屬性，云平臺、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動支付、智慧管理各種各樣的應(yīng)用，有效解決了用電場景、用電安全、充電效率和便利性等充電技術(shù)新需求。智慧共享插座終端內(nèi)部由計量模塊、通信模塊、溫度采集單元、電力信息采集單元、繼電器單元、單片機控制單元以及顯示輸出部分組成。云平臺與終端之間依賴互聯(lián)網(wǎng)傳遞信息，在插座端依賴4G以及5G聯(lián)網(wǎng)，屬于5G應(yīng)用領(lǐng)域中的典型便民服務(wù)應(yīng)用。

隨著清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院研發(fā)新型共享充電技術(shù)的推廣使用，加快智能交通躍上新的發(fā)展快車道。這將為交通基礎(chǔ)設(shè)施智能化、交通發(fā)展模式綠色化、交通運行自動化和交通出行人性化等方面提供強有力的支持，并給社會帶來生產(chǎn)和生活方式的極大改變。

近年來，在“雙碳”目標(biāo)下，越來越多的客戶也趕上了新能源的“潮流”，構(gòu)建綠色低碳、便捷實用的用電供需智能管理體系成為業(yè)界焦點。中國科學(xué)院院士、汽車動力系統(tǒng)專家歐陽明高表示，未來中國達到3億輛電動轎車，車上電池儲存的總電量能夠達到200億度電規(guī)模。這就意味著有序充電，能夠?qū)崿F(xiàn)能源分布式儲能的電力系統(tǒng)架構(gòu)將發(fā)揮重要的作用。

那么，如何為新能源汽車用戶提供多方位優(yōu)質(zhì)服務(wù)，讓綠色低碳出行方式更好融入群眾生活？據(jù)張羅平教授介紹，智慧共享有序充電平臺，借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云存儲等前沿技術(shù)，打造了人人泛在的電力共享模式。通過這個平臺，我們可以看到每個用戶使用了多少綠電，監(jiān)測用戶的用電碳足跡。同時可以實現(xiàn)用電供需的智能控制管理，使用分時有序，峰谷可調(diào)。對于能源管理及碳中和都有著較高的經(jīng)濟適配性，為人們綠色出行繪制低碳新圖景。

在位于北京市海淀區(qū)雙清路雙清大廈的地下停車場，張羅平教授現(xiàn)場演示了“普及型掃碼付費用電插座”操作流程。用戶無需下載APP即可通過微信掃描進入應(yīng)用程序，在手機上即可遠(yuǎn)程控制充電時長、了解用電數(shù)量，隨時關(guān)閉充電模式，剩余費用還可自動退回付款賬戶，降低安裝難度、控制投入成本，并可根據(jù)市政環(huán)境需求量身定制個性化充電設(shè)施，構(gòu)建起清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動的新型電力系統(tǒng)，讓綠色低碳出行與百姓便民服務(wù)有效結(jié)合，為能源綠色低碳發(fā)展做出了貢獻。

同時，“能源互聯(lián)網(wǎng)插座”具備電網(wǎng)輔助移峰填谷作用，對充電電池這種分布式可中斷負(fù)荷進行人工智能管理，電力供需最佳算法匹配，自動計算最佳用電成本，不僅輔助電網(wǎng)穩(wěn)定，又把最優(yōu)的電價時段傳導(dǎo)實施給充電的用戶，滿足了“節(jié)約用電、綠色用電”的需求。

4月12日，北京市人民政府印發(fā)了《北京市“十四五”時期城市管理發(fā)展規(guī)劃》。規(guī)劃提出，到2025年，城市管理領(lǐng)域各項事業(yè)取得長足發(fā)展，適應(yīng)首都城市戰(zhàn)略定位和國際大都市特點的城市治理體系初步形成。推動電動汽車充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)體系建設(shè)，在居民意愿基礎(chǔ)上支持鼓勵將停車位及充電設(shè)施電氣化改造納入老舊小區(qū)改造工程。鼓勵單位內(nèi)部和居民區(qū)充電設(shè)施對外開放，力爭固定車位充電設(shè)施“應(yīng)裝盡裝”，具備社區(qū)公共充電條件。優(yōu)化本市公用充電設(shè)施智能服務(wù)平臺，完善充電導(dǎo)航、狀態(tài)查詢、充電預(yù)約、費用結(jié)算等便捷服務(wù)。未來，優(yōu)化充電設(shè)施智能服務(wù)平臺將成為北京市政基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)保障體系和首都城市治理體系的重要抓手。

在政策的推動下，清華能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院張羅平教授團隊新型共享充電技術(shù)迎來了嶄新發(fā)展契機。張羅平教授介紹，智慧共享插座的突破點在于為未來戶外用電供應(yīng)商提供了一個機會，能夠通過智慧共享插座不斷增加，打造出一種全民參與的用電服務(wù)業(yè)生態(tài)圈。只要購買插座，安裝到停車位，就能夠形成長期提供服務(wù)的設(shè)施，收取服務(wù)費。機器工作，無人值守。誰安裝，誰收益。智慧共享插座的創(chuàng)新之處是通過滿足老百姓戶外用電的需求，自然而然形成一種零售“電”的交易平臺，促使電力（能量）精細(xì)化管理走向一種全新的高度數(shù)據(jù)化，同時改變老百姓的生活習(xí)慣，徹底解除老百姓戶外用電困擾。

對于如何解決戶外用電難題，提高用戶充電效率？張羅平教授表示，智慧共享插座利用物聯(lián)網(wǎng)共享插座內(nèi)的電能計量單元，能直接完成電能計量和對電壓、電流、功率、升溫的監(jiān)測，誤差小于1%。除此之外，智慧共享插座還提供智能化的用電服務(wù)。其內(nèi)置的智能芯片，實現(xiàn)24小時不間斷用電安全監(jiān)管，且可根據(jù)不同需求設(shè)置不同計費模式，計價靈活;采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，形成用電大數(shù)據(jù)，基于大數(shù)據(jù)的記錄、分析、自學(xué)習(xí)及預(yù)警，實現(xiàn)對用電細(xì)節(jié)的智能化監(jiān)管;若形成規(guī)?；瘧?yīng)用，能實現(xiàn)有序充電，削峰填谷，在提高充電效率、保障充電安全的基礎(chǔ)上提供最放心的戶外用電服務(wù)。

據(jù)了解，清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院，從2016年啟動“能源互聯(lián)網(wǎng)插座”課題，通過歸納總結(jié)未來能源管理的核心要素，提煉出能源管理發(fā)展到現(xiàn)階段的任務(wù)，必須重點突破電力（能量）精細(xì)化管理的瓶頸，采用“云+大+物+移+智”最新高科技，實現(xiàn)傳統(tǒng)能源管理無法實現(xiàn)的功能。

課題組在2017年提交了8項發(fā)明專利申請，其中已經(jīng)有6項獲得中國專利局授權(quán)。依靠發(fā)明專利實現(xiàn)的“能源互聯(lián)網(wǎng)插座”產(chǎn)品，已經(jīng)形成規(guī)?；漠a(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)品規(guī)格從國家標(biāo)準(zhǔn)220伏10安、16安智慧共享插座，到32安、60安，四種規(guī)格適用于各種各樣的安全用電場景。

由于智慧共享插座是一種全新的電力終端產(chǎn)品，新產(chǎn)品的加工生產(chǎn)，可以促進制造業(yè)GDP增量，預(yù)計在國內(nèi)形成新的市場需求總量超過10億個插座，帶來產(chǎn)品制造GDP增量2000億元，與之加工生產(chǎn)配套的原材料采購、物流運輸?shù)容o助GDP增量超過2000億元。當(dāng)產(chǎn)品出廠后，投入應(yīng)用，每年帶動用電服務(wù)業(yè)產(chǎn)生的GDP同樣會超過2000億元。當(dāng)老百姓走出戶外，再也不用擔(dān)心無電可用，這種未來戶外用電的場景，對電動汽車產(chǎn)業(yè)和智能交通發(fā)展必將形成良好的促進效果。