探索電動汽車智能充換電網絡運營模式

王聰++張瑩瑩

摘 要：隨著電動汽車行業的快速發展，現有充換電網絡落后這一問題日漸突出。該文主要對充換電網絡存在的問題進行分析，在此基礎上結合沈陽電動汽車服務公司的工作實例，對智能充換電網絡的運營模式進行探索，力求尋找一條使企業、用戶、廠商、社會共贏的發展之路。

關鍵詞：電動汽車 智能充換電網絡 沈陽電動汽車服務公司

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（b）-0234-02

許多人可能不知道，早在我們熟悉的內燃機汽車出現50年前，電動汽車就已經問世，并一直統治著機動車領域（第一輛直流驅動電動汽車誕生于1834年，由美國鐵匠兼發明家托馬斯·達文波特研制）。然而隨著石油工業的發展和內燃機技術的日趨成熟，電動汽車逐漸退出了歷史舞臺。直到化石燃料的枯竭和空氣污染的加重使我們變得越來越焦慮不安，電動汽車才再次成為世人關注的焦點。

雖然從外表上看內燃機汽車與電動汽車沒有太大的差別，但后者其實有很多天然的優勢，比如能源利用率高——電驅動系統的效率可超過90%，而內燃機驅動系統一般只有15%～18%；維護成本低——電動汽車只有電動機轉子這唯一一個運動機構，沒有內燃機那種自我破壞式的運行方式，其零部件受到的沖擊磨損很小；設計更簡單靈活——沒有內燃機和變速箱，取而代之的是可隨意布局的電池和電動機（某些電動汽車甚至直接將電動機安裝在輪子上，使車輛可橫向運動，解決了許多不擅長倒車入位的車主的難題，也使自動倒車系統再無用武之地）。

既然電動汽車有這么多的優勢，那現在的世界何以變成了內燃機汽車的天下呢？答案在于儲能能力——電池。

1 不容樂觀的現狀和基于此現狀的探索

試想你計劃周末駕車去省內的另外一個城市探望好友，往返車程大概在300公里左右。于是星期五下班后，你在驅車回家的路上抽出5分鐘時間順便到加油站加滿一箱油。第二天一早陽關明媚，你不慌不忙地睡了個懶覺，快十點才出發。兩小時后，你已經坐在餐桌邊同好友共進午餐了。下午的時光也在悠閑中度過，開上你的車拉上朋友到當地的景區逛逛，或者去商業區買些當地特產。臨近四點，你與朋友道別開始返程。六點剛過，你已停好車回到自己溫暖的家，跟家人邊吃晚飯邊聊起一天的見聞。

那么如果你開的是一輛電動汽車呢？星期五下班后，你一到家就匆忙地把電源插排從陽臺甩到樓下愛車旁，接上電源開始充電（這就是所謂的“飛線充電技術”，僅適用于家住三樓以下的車主）。熟練的操作確保了明早六點前能夠將電池充的滿滿的。第二天一早，你也不敢起得太晚，八點半就準時出發了。雖然愛車的理論續航里程有180公里，不過看著電量表指針的快速下降，你還是決定在高速開到一半時補充一些電能。于是，在休息站的充電站，你停留了半個多小時為愛車充電——雖然有更快的充電方式，不過因為充得越快需要的電流越大，對電池的損傷也越大，所以還是選擇保守一些的中等大小的電流充電比較好。十一點剛過，你到達目的地。因為朋友家住六樓，插排線不夠長，所以只好跟小區門口超市經理協商，借用他家的插座充電。除了付電費，為了表示感謝，你還在他家買了幾瓶礦泉水和一些水果。因為汽車需要一直充電以滿足返程需求，下午的時光你倆就只能依靠公共交通出行了。三點半不到，你就開始了返程——當然中途還需要花上半個多小時在充電站充電。六點多到家后，第一件事仍是趕忙開始“飛線充電”。

與汽油這種能量密度高的便攜能源相比，電池的能量-質量比顯得十分可憐，儲能系統也是那么的笨重——電動汽車自重的三分之一以上被電池占據，有的甚至達到二分之一。雖然科學家們嘗試了鉛酸（VRLA）、鎳鉻（Ni-Ca）、鎳鋅（Ni-Zn）、鎳氫（Ni-MH）、鋅空氣（Zn/Air）、鋁空氣（Al/Air）、鈉硫（Na/S）、鈉鎳氯化物（Na/NiCl2）、 鋰聚合物（Li-Poly-mer）、鋰離子（Li-Ion）等多種類型的電池，可一直沒有做出可以跟汽油能量密度相媲美且具有實用性的電池，而且至少在未來一段時間內是無法做出的。

那么因為電池的問題，電動汽車將再次退出歷史舞臺，回到失敗的陰影中嗎？有沒有什么方法可以在現有的技術條件下，使大規模推廣電動汽車成為可能呢？“智能充換電網絡”給了我們想要的答案。

與內燃機汽車領域只涉及車輛生產公司和加油站兩個相對獨立的集團不同，電動汽車領域內的勢力構成要復雜得多。在電動汽車領域，汽車生產商不再像內燃機汽車生產商那樣依靠擁有發動機這樣的核心技術就可以實現技術壟斷，電力能源供應商（目前看主要是指電網公司）及其下屬的電動汽車服務公司也不能像石油公司那樣只對自己的加油站負責就萬事大吉。電池生產商、充換電設備生產商、各類停車場、私家車用戶及其所在小區的物業公司、公交集團乃至政府，都情愿或不情愿地加入到這個復雜的相互博弈的體系中，而決定這個體系能否健康運作——也即電動汽車行業能否成功發展起來的關鍵，則是要看將各方力量連接起來的充換電網絡夠不夠“智能”。

2 對智能的理解

說起智能，人們首先想到的大都是一些具有一定功能的自動化設備，比如可以根據溫度變化自動控制開關的恒溫空調，可以根據光照變化自動調整接收角度的太陽能電池板，可以根據雨勢自動調節工作頻率的雨刷器等等。然而隱藏在這些功能表象背后的其實是一種現代化的管理理念，即我們能不能通過一定的管理手段，實時地判斷出用戶的需求（顯然這里說的用戶不單單是電動汽車的購買使用者），并利用現有的資源及時自動地滿足其需求。而“智能充換電網絡”恰恰是電動汽車領域中現代化管理理念的集中體現。因此，要想成功推動這個行業的發展，我們必須也只能依靠智能充換電網絡的建設運營。

判斷充換電網絡的智能水平要從縱橫兩個維度評價，縱向看的是智能所達到的程度，橫向看的是智能所覆蓋的范圍。先說縱向。以最普通的充電、收費業務為例，“實時充電、結束收費”就是低等智能水平，“定時預約充電、分時區別收費”則是中等智能水平，“雙向定時充放電、雙向分時收交費”才是高等智能水平。再說橫向。電力公司下屬的各省市電動汽車服務公司，雖然管轄范圍不同，面對的環境也有較大差異（如北方寒冷、南方潮濕，對充換電網絡、電動汽車的性能要求不同），但因為都屬充換電網絡運營者，所以都可歸為企業范疇；汽車、電池、充換電設備生產商雖然需求各有不同，但對于智能充換電網絡來說，他們都是裝備提供者，所以可以統一歸為廠商；公交集團、私家車用戶及其所在小區物業公司、各類停車場等車輛停放管理者、使用者均屬用戶；電網公司和政府等具有公共服務性質的單位則可歸入社會范疇。每個范疇及其中的每部分個體都與充換電網絡連接著，并通過充換電網絡與其他部分發生著各種各樣的聯系。唯有覆蓋所有這些方面并能有效滿足每方面需求的充換電網絡，才能被視為是“智能”的。

3 正在做的和準備做的

作為企業范疇的電動汽車服務公司，我們是智能充換電網絡建設運營的主體，肩負著與各方力量合作、共同推進電動汽車行業發展的責任。我們既要同廠商保持合作，確保其產品符合網絡智能化的需求；又要時時面對用戶，向其提供令人滿意的服務體驗；同時還要兼顧到社會范疇內政府與國有企業的制度與標準的要求。而基于各方在智能充換電網絡中的不同位置，與每個范疇的合作又有其自身的特點和內容。

同廠商合作時，我們企業就變成了客戶，工作的側重點是根據網絡建設的客觀需要向廠商提出產品需求，并依據應用效果隨時提出產品改進意見，推動產品質量與功能的完善與提升，夯實智能充換電網絡硬件基礎。

在與電動汽車生產廠商的合作中，我們先后對河南新鄉新能公司和沈陽華晨寶馬公司提供的多輛純電動車樣車進行了為期一年的測試，并自制了標準化測試記錄表格。通過測試，我們發現了目前純電動汽車在低溫動力性能、日常充電時長、電池剩余電量測量精度等技術方面存在的不足。我們及時向廠家指出了這些問題，并提出了相應的改進意見。廠家對我們記錄的全面準確性很贊賞，也接受了我們的建議，為其日后量產車的成功上市奠定了基礎。

除了車輛生產商之外，我們還積極開展與充換電設備生產商的合作。通過對“100kW電動汽車直流充電樁”為期兩年的測試，我們發現了此類充電樁存在很多不足，如充電屏低溫環境下易死機，通訊模塊和電源模塊故障率較高，充電槍頭絕緣橡膠固定不夠緊密，信號線與交流電源線混用等等。而此類充電樁最大的問題就是其功能不夠強大，根本滿足不了電動汽車行業未來發展的要求。針對這一問題，我們向廠家提出了詳細的改進意見，并繪制了具有收費功能的充電樁具體的充電操作流程。目前，廠家正根據我們的意見進行新一輪研發，為日后自助充電收費功能的實現提供了保障。

面對用戶時，我們企業提供服務的基本特性就充分體現了出來。我們不僅要對用戶的硬件設施負責——根據不同的情況可能包括充電或換電設備、儲能系統、計費與通訊裝置等，更要滿足用戶對軟性服務的需求——比如24小時客服熱線、報修2小時到達、7個工作日安裝充電樁等。

目前，因為沈陽電動汽車行業剛剛起步，我們服務的用戶主要是公交公司。為確保電動公交車能得到優質的充電服務，我們建設了沈北、通利、黃河三座大型直流充電站，實現了一車一樁的高可靠性配備。同時，在每個充電站都安排了專人24小時值守，為公交司機們提供全天候服務，得到了大家的好評。

另外，本著“充電樁建設適度超前”的原則，我們還在沈陽市及其周邊地區建設了300個給電動轎車充電的充電樁，為日后的充電網絡布局提前做好準備。

涉及到社會范疇時，我們企業所要扮演的角色就更多了。有時是參加展會的觀眾，有時是用電需求側管理的輔助者，有時又成為了接受采訪的對象等等，不勝枚舉。

目前，我們正在研究改造路燈桿安裝充電樁、微信收費及充電提醒APP、定時充電分時收費等項目的可行性。這些項目的順利實施將使我們能在不占用公共用地的前提下，完成充換電網絡的布局，并在一定程度上幫助電網“削峰填谷”。也就是說，將實現社會、廠商、用戶和我們企業的四方共贏。

4 未來

納爾遜·曼德拉曾經說過：“理想在實現之前，總是看上去那么的不可能。”最初開始著手建設智能充換電網絡的人們或多或少也都曾產生過一些疑慮，不過路都是一步步走出來的，“上帝關上一扇門時，必會為你打開一扇窗”。經過大家共同的努力，沈陽電動汽車行業在今年取得了較大的發展。無論是華晨寶馬之諾的下線，還是美國特斯拉充電樁的安裝，抑或比亞迪“秦”快速的占領市場……一個個利好消息無不向我們預示著電動汽車時代的來臨，而作為其行業運行基礎的智能充換電網絡，也正經歷著史無前例的大發展。

不久后的某個周末，你再去探望好友時，將不用再急急忙忙地“飛線充電”，而是可以將車停到電動汽車專用充電位后回家用手機遙控充電的開始（甚至可以通過智能化充換電網絡在用電高峰時將車內剩余的電能高價賣給供電公司，之后再在夜深人靜的用電低谷時從供電公司買電，真正實現能源的免費使用）。路上你也不用再等待半小時充電，而是可以讓機器人在不到五分鐘的時間給你的愛車換上一塊滿電的電池，保證你暢行無阻（甚至可以實現在一些特殊制作的道路上邊跑邊充電，就像電氣化鐵路一樣）。

智能充換電網絡不僅連接著企業、廠商、用戶和社會，更將清潔的空氣、安靜的環境、高效的能源利用率和可持續發展的現代化生活方式緊緊地與我們的明天連接在一起。

參考文獻

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