陳強:大家好!首先,簡單介紹一下我們華商三優公司,華商三優公司成立于2010年2月份,是專門做充電設施的方案設計、產品制造、營銷、包括運營服務,我們是一個高科技的企業。我們的企業宗旨是要推動電動汽車走進千家萬戶,我們的目標是要成為國內領先的新能源汽車出行解決方案的一個供應商。
目前在北京我們主要是服務于北京公交,建設大容量的公交快速充電站,到現在為止已經建成了30座,預計到年底整個網絡要達到100座。另外,還有一些出租充電站,包括近期可能各位在北京市也會看到在原來的揚招站附近,現在也開始部署專用的充電設備,這些項目都是由我們公司來承擔的。
另外,我們主要做一些私人充電樁的安裝服務工作,各位如果有下一部要購換電動汽車的,有安裝充電樁服務的話可以跟我們聯系。到現在為止,我們在北京市已經建成了28000多個充電樁,形成了790多個電動社區,這是我們公司的一個基本情況。
影響電動車安全的三大要素
咱們這次會議的主題是交通安全,充電或者說電動汽車的安全,也是我們現在比較關心的。因為終歸它是個新鮮的事物,到底安全不安全,發展時間比較短還沒有一個很標準的說法。最近出的問題也稍微多一點,包括前些日子因為周邊環境的原因,造成了電動汽車停放過程中也發生燃燒。站在我這個角度,我認為任何一種安全都是系統性的工程,在這個系統里頭任何一個環節出現問題都可能會產生安全隱患,或者造成系統安全重大事故。
影響電動汽車系統安全的主要因素有車輛電池安全、充電安全以及電網系統的安全。
車輛方面,電動車輛安全的核心是電池安全,電動汽車動力電池過充、過放是引發電動汽車充電安全的主要原因之一,電池預警機制缺失,會導致無法防范電池潛在缺陷引發的安全事故。特別是電池,電池實際內部也是個系統工程。
我記得在2010年剛開始做電動汽車的時候,誰的電池最安全?磷酸鐵鋰,為什么?因為它的吸氧溫度是最高的,實際上后來看到電池的安全不僅僅在于電池的正極材料,真正出現電池安全問題的,可能更多是集中在負極或者電解液,某一個環節的安全不能決定整個系統安全,我們一定要站在一個系統的角度來去解決安全的問題。
充電方面,目前充電機的狀態它是被動,它是按照車輛提供的需求來去給車輛進行充電,包括充電的電流、電壓、包括一些停止的命令。但是因為現在的標準不夠細化,各個廠家不同角度理解起來還是有一些差異,還不能做到整個充電機跟電池系統之間的一個協調保護。
再有一個是電網方面,隨著整個電動車輛逐步的增加,特別是我們現在充電的趨勢是向大容量,快速充電去轉。我們國家相關單位和機構也在推進大容量充電機。隨著負荷的不斷增加,對電網的影響也會越來越大。集中大功率充電對區域配網形成負荷沖擊、充電諧波、三相不平衡和系統震蕩等問題需要在系統層面進行優化和調度。
電動車安全解決方案
所以我們想針對這幾個方面,結合我們在日常工作中的實踐,整個的解決方案是通過提高裝置本身的安全性、從系統角度提升充電機、電池和云端協同安全的保障能力、基于歷史數據對潛在的電池故障進行預警等手段,建立起多維度的安全防護機制。只有把這些工作都充分的做到位了以后,我們整個的充電安全才能夠得到一個有效的保證。
所謂的設備安全這塊,我們現在強調的是說,任何一個設備它應該是一個擬人化動作,應該是智能感知的動作,作為充電機,第一它應該能感知到周邊環境的變化,能感知到電池對它的需求,同時它也能對自身的各個關鍵元器件進行自檢測,相當于是個人。就是說我們一定要實現自己狀態上報的功能,數據量積累起來就可以通過各種方式,來對數據進行遠程的診斷、定位,從而來降低整個設備的故障率。
其次就是建立一個系統的機制。目前我們這個機制還是相對簡單一點,就是儲存保護的關系。就目前我們整個的標準制定來講,BMS或者車輛是作為整個充電中的大腦,但是我們要建立后備保護機制,一旦大腦失效的時候,充電機給它提供相應的后備保護,這個在我們現有的充電設備里頭已經實現了。
另外就是數據的收集,利用大數據對歷史數據來進行分析,建立起一個協調保護的機制。現在我們感覺雖然按照標準,應該在充電的過程中數據是交互的,但是實際上各個車企在充電的過程中,向充電機這一側發送的數據量還是比較少。有一些數據在國家標準上是建議性的,并不是強制性的,所以造成了不同的充電機、不同的電池從不同的車輛所獲得的參數是比較少的。
我們現在公交集團這個項目它有一個比較便利的條件,是因為車輛是由一個運營商來統一管理的,所以我們現在可以對車輛和電機數據之間的交互進行標準的交互,從而能夠獲得電池在充電過程中相關的信息。通過這些數據的積累,包括我們正在開發的一些智能評估的算法,逐步要建立起一套電池故障的預警系統。
剛才說到故障數據實際就是系統的一個數據源,但是大家知道電池的充電過程中,BMS數據采集力度是非常大的,第一對當地硬件的要求比較高,再有一個數據大了可能會變成一種垃圾數據而不是有效的數據,所以我們現在在跟相關的專家共同去研究基于電池的電化學原理。對于電池的預警數據進行壓縮,有效的解決海量電子數據的存儲和分析的問題。通過我們公交整個項目的實驗來看,應該效果還是比較令人滿意的。
這種方法它的優勢一個是對電壓測量誤差的容忍度高。 大家都知道,我們現在從電池角度能測的不過幾個參數,電壓、電流,還有一個溫度。如果我們安全的要求越高,實際對于采樣精度的要求就越高,但是車輛確實在一個動態、惡劣的工作環境下,一些傳感器的精度并不能達到我們從安全角度的要求。如何彌補傳感器存在的問題實際上很關鍵,我們現在的算法相對來講對這個容忍度還是比較高的。
第二個就是數據記錄總量顯著減少,降低了數據的傳輸和存儲壓力;第三是復原的電池充電曲線數據誤差在1mV以內。這是我們壓縮方法能達到的效率。有了這些東西就可以建立起電池的狀態、參數和故障數的一個模型,建立電池故障狀態評估方法。
有了方法以后就可以對電池的狀態進行實時的模擬和感知,不斷的來調整電池的充電參數。在電池使用的不同階段,充電策略實際上不應該一樣,如何讓我們的充電機策略能夠根據電池衰減的狀態,包括它的一致性、動力性、發熱等等,提出優化的充電策略,提出維護的建議,同時能夠智能的進行保護和控制,這一塊我們現在還在實驗。我們現在所有基于大數據要去做的一個最終目標,就是要讓充電機能夠更好的對電池進行服務。
隨著歷史數據的積累,我們就可以建立起一個中長期的評估和預警的體系。隨著咱們數據處理速度的越來越高,我們實時預警的這些手段也能夠有效的投入商業應用里,目前還都是在實驗室里的是沒有問題的。但是考慮到更多成本問題的時候,我們還是需要一個相對長時間的。
應用結果
我們整個公交集團目前建立的系統,有充電樁監控,也有云端的一個大數據存儲,初步建立了安全相關數據的采集、遠程監控和數據分析把控的機制,具備電池、充電機還有基礎數據上傳,故障報警,處理和存儲的功能。通過充電過程實時數據監控及完整充電過程記錄文件的存儲,為電池數據分析和專家系統的建立奠定了基礎。
到目前為止整個體驗運行有30個站,服務的公交車輛是551輛,年底服務的車輛數將會達到5000輛,到目前為止充電次數是144萬次,整個充電過程做到了零故障。說明現在這套機制還是起到了作用,但是如何讓它能夠更大規模的為未來的電動汽車發展做服務,我們還有更多的工作需要做,也需要跟在座的各位能夠形成聯動的機制。謝謝大家!