新型共享充電技術加快智能交通駛入發展快車道

張楠

伴隨數字化、智能化、網聯化技術的不斷成熟，和新能源汽車產業的迅速發展，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，對加快推動智慧城市建設、城市更新行動都具有重要意義。清華能源互聯網創新研究院張羅平教授團隊研發的智慧共享有序充電平臺，借助物聯網、大數據、云存儲等前沿技術，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、促進節能減排、實現“雙碳”目標等方面都發揮了積極的作用，“數智”技術加快智能交通駛入發展快車道。

2021年中國電動汽車銷量勢頭向好，向200萬輛大關邁進。這個數字大概是中國整年汽車乘用車的10%。國家《新能源汽車產業發展規劃（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。伴隨電動化轉型的速度加快，充電成為智能交通很重要的一環。許多大城市核心城區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。

充電技術作為智能交通的重要一環，如何做好技術創新，充分調動頭部企業和各方面的積極性，實現充電技術與智能交通的深度融合？清華大學能源互聯網創新研究院研究員、中國投資協會新基建投資專委會智庫專家、中國電工技術學會能源智慧化專委會委員、“中關村標準”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施產業發展的成熟，充電樁制造、建設和運營，以及上下游聯系更加緊密，逐漸形成新的產業閉環，但也不可避免地出現一些行業發展瓶頸，看上去簡單易用的“普及型掃碼付費用電插座”，實際應用中需要整合物聯網、云計算、大數據、互聯網、移動支付、運營服務等多個領域的最新技術，導致這個新興行業參與的人很多，真正做好的卻很少。張羅平教授認為，建立起一套低成本、易運維、能夠迅速大范圍推廣的技術體系尤為重要。

據張羅平教授介紹，智慧共享插座，與早期家用智能插座產品完全不同。智能插座用于遠程控制與時間控制，屬于功能型產品。智慧共享插座屬于業務應用型產品，具有“云+大+物+移+智”的屬性，云平臺、大數據、物聯網、移動支付、智慧管理各種各樣的應用，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新需求。智慧共享插座終端內部由計量模塊、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網傳遞信息，在插座端依賴4G以及5G聯網，屬于5G應用領域中的典型便民服務應用。

隨著清華大學能源互聯網創新研究院研發新型共享充電技術的推廣使用，加快智能交通躍上新的發展快車道。這將為交通基礎設施智能化、交通發展模式綠色化、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，并給社會帶來生產和生活方式的極大改變。

近年來，在“雙碳”目標下，越來越多的客戶也趕上了新能源的“潮流”，構建綠色低碳、便捷實用的用電供需智能管理體系成為業界焦點。中國科學院院士、汽車動力系統專家歐陽明高表示，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200億度電規模。這就意味著有序充電，能夠實現能源分布式儲能的電力系統架構將發揮重要的作用。

那么，如何為新能源汽車用戶提供多方位優質服務，讓綠色低碳出行方式更好融入群眾生活？據張羅平教授介紹，智慧共享有序充電平臺，借助物聯網、大數據、云存儲等前沿技術，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，監測用戶的用電碳足跡。同時可以實現用電供需的智能控制管理，使用分時有序，峰谷可調。對于能源管理及碳中和都有著較高的經濟適配性，為人們綠色出行繪制低碳新圖景。

在位于北京市海淀區雙清路雙清大廈的地下停車場，張羅平教授現場演示了“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用程序，在手機上即可遠程控制充電時長、了解用電數量，隨時關閉充電模式，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，并可根據市政環境需求量身定制個性化充電設施，構建起清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動的新型電力系統，讓綠色低碳出行與百姓便民服務有效結合，為能源綠色低碳發展做出了貢獻。

同時，“能源互聯網插座”具備電網輔助移峰填谷作用，對充電電池這種分布式可中斷負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，不僅輔助電網穩定，又把最優的電價時段傳導實施給充電的用戶，滿足了“節約用電、綠色用電”的需求。

4月12日，北京市人民政府印發了《北京市“十四五”時期城市管理發展規劃》。規劃提出，到2025年，城市管理領域各項事業取得長足發展，適應首都城市戰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施網絡和服務體系建設，在居民意愿基礎上支持鼓勵將停車位及充電設施電氣化改造納入老舊小區改造工程。鼓勵單位內部和居民區充電設施對外開放，力爭固定車位充電設施“應裝盡裝”，具備社區公共充電條件。優化本市公用充電設施智能服務平臺，完善充電導航、狀態查詢、充電預約、費用結算等便捷服務。未來，優化充電設施智能服務平臺將成為北京市政基礎設施服務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，清華能源互聯網創新研究院張羅平教授團隊新型共享充電技術迎來了嶄新發展契機。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業生態圈。只要購買插座，安裝到停車位，就能夠形成長期提供服務的設施，收取服務費。機器工作，無人值守。誰安裝，誰收益。智慧共享插座的創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）精細化管理走向一種全新的高度數據化，同時改變老百姓的生活習慣，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網共享插座內的電能計量單元，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。其內置的智能芯片，實現24小時不間斷用電安全監管，且可根據不同需求設置不同計費模式，計價靈活;采用物聯網技術，形成用電大數據，基于大數據的記錄、分析、自學習及預警，實現對用電細節的智能化監管;若形成規模化應用，能實現有序充電，削峰填谷，在提高充電效率、保障充電安全的基礎上提供最放心的戶外用電服務。

據了解，清華大學能源互聯網創新研究院，從2016年啟動“能源互聯網插座”課題，通過歸納總結未來能源管理的核心要素，提煉出能源管理發展到現階段的任務，必須重點突破電力（能量）精細化管理的瓶頸，采用“云+大+物+移+智”最新高科技，實現傳統能源管理無法實現的功能。

課題組在2017年提交了8項發明專利申請，其中已經有6項獲得中國專利局授權。依靠發明專利實現的“能源互聯網插座”產品，已經形成規?；漠a業鏈，產品規格從國家標準220伏10安、16安智慧共享插座，到32安、60安，四種規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品，新產品的加工生產，可以促進制造業GDP增量，預計在國內形成新的市場需求總量超過10億個插座，帶來產品制造GDP增量2000億元，與之加工生產配套的原材料采購、物流運輸等輔助GDP增量超過2000億元。當產品出廠后，投入應用，每年帶動用電服務業產生的GDP同樣會超過2000億元。當老百姓走出戶外，再也不用擔心無電可用，這種未來戶外用電的場景，對電動汽車產業和智能交通發展必將形成良好的促進效果。