丁曉華:從上海社區(qū)充電大數(shù)據(jù)分析看社區(qū)充電難之破解路徑

 

 

 

演講實(shí)錄

 

 

 

 

上海市新能源汽車公共數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)研究中心丁曉華出席論壇并發(fā)表主題演講——《從上海社區(qū)充電大數(shù)據(jù)分析看社區(qū)充電難之破解路徑》。

 

以下為演講實(shí)錄：  

 

今天我既是“裁判員”，也是“運(yùn)動(dòng)員”，下面由我給大家進(jìn)行分享。講一下上海市新能源汽車公共數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)研究中心，從我們的數(shù)據(jù)看上海社區(qū)充電存在的問題和破解的路徑，破解的路徑只是代表個(gè)人的思考。

 

 

 

下面分三方面來講：一，全球新能源汽車市場(chǎng)進(jìn)展概況。二，上海新能源汽車社區(qū)充電特征。三，破解上海社區(qū)充電路徑建議。

 

 

 

第一，全球新能源汽車市場(chǎng)進(jìn)展概況。

 

如圖是全球的情況，新能源汽車到今年6月份全球大概兩千萬輛，趨勢(shì)不可逆，但是占比只有3%不到，同時(shí)發(fā)展極不均衡。兩千萬輛什么概念？當(dāng)年我記得2010年萬鋼部長(zhǎng)和美國(guó)能源部的部長(zhǎng)在全球第一屆清潔能源部長(zhǎng)會(huì)議上就提出了電動(dòng)汽車倡議EVI，當(dāng)時(shí)的目標(biāo)到2020年兩千萬輛電動(dòng)汽車上路，而今天是2022年6月，差了兩年時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了兩千萬輛，這是極不容易的。

 

 

 

回到十年前看今天，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)問題。如圖是1900年代的紐約，都是馬車，但是只有一輛電動(dòng)車，大家找找看汽車在哪里。今天我們展望未來十年，我們會(huì)問，油車在哪里？電動(dòng)車的發(fā)展趨勢(shì)非常得快。

 

 

 

中國(guó)2022年6月一千萬輛，乘用車已經(jīng)進(jìn)入了市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)階段。換句話說，我們不太需要政策扶持了，但是商用車依然需要政策的扶持，它離全面電動(dòng)化的距離非常遠(yuǎn)，尤其物流領(lǐng)域，公共交通領(lǐng)域例外，這些數(shù)據(jù)都在上面，我不多展開了。

 

 

 

我們看看上海，在上?，F(xiàn)在大約已經(jīng)接近80萬輛了，商用車的新能源只有總量的6%，所以上海商用車領(lǐng)域的電動(dòng)化依然挑戰(zhàn)艱巨。2018年以前，插電式混合動(dòng)力占比始終在70%，但是到了2019年開始變了，純電動(dòng)占主要了。也就是說，現(xiàn)在我們的保有量里面至少有50%已經(jīng)是純電動(dòng)了，這是上海市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的巨大變化。

 

 

 

第二，上海新能源汽車社區(qū)充電特征。

 

下面我將基于接近80萬輛全上海各類新能源汽車分析得出的社區(qū)充電的特征。社區(qū)充電的重要性看一下右邊，國(guó)家當(dāng)時(shí)有一個(gè)目標(biāo)，到2020年全國(guó)要建成480萬個(gè)分散式充電樁，包括50萬個(gè)公共充電樁，430萬個(gè)私人充電樁。我們看到今年7月總量400萬臺(tái)，離480萬目標(biāo)還有距離，但是關(guān)鍵是公共充電樁是超額完成了，從50萬的目標(biāo)已經(jīng)達(dá)到了160萬臺(tái)的目標(biāo)，但是私人充電樁只有240萬臺(tái)，差距很大。

 

 

 

從中電聯(lián)盟的數(shù)據(jù)來看，隨車送樁里面大約有32%的車沒有隨車送樁，沒有實(shí)施下去。原因在下面寫著，我不展開了。未來專家的觀點(diǎn)是，社區(qū)充電將會(huì)是主戰(zhàn)場(chǎng)。

 

 

 

為什么我們能做這件事呢？我們能把這個(gè)事情講得清呢？因?yàn)槲覀兪巧虾５牡胤狡脚_(tái)，78.1萬輛，現(xiàn)在將近79萬輛了。我們最早成立是來自于2009年，我們當(dāng)時(shí)做電動(dòng)汽車示范，到了2010年我們承接了科技部電動(dòng)汽車示范城市的項(xiàng)目，科技部當(dāng)時(shí)和美國(guó)能源部簽了《電動(dòng)汽車數(shù)據(jù)交換協(xié)議》。既然要交換首先得有數(shù)據(jù)，所以我們成立了數(shù)據(jù)中心，并且發(fā)布了全國(guó)第一個(gè)新能源汽車的數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)。沒有標(biāo)準(zhǔn)我們根據(jù)什么采集數(shù)據(jù)？2014年這個(gè)數(shù)據(jù)中心正式成為上海市的新能源汽車數(shù)據(jù)中心，一直運(yùn)作到今天。

 

 

 

如圖是國(guó)標(biāo)采集的數(shù)據(jù)，所有的字段大家如果對(duì)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)比較熟悉的，看一下就知道了。我們主要利用的是整車的數(shù)據(jù)，還有位置的數(shù)據(jù)和動(dòng)力電池的數(shù)據(jù)，今天不僅僅是極值數(shù)據(jù)了，是所有車企幾乎都發(fā)電池包所有單體電壓和所有探針溫度，都上傳了。采樣也從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的30秒，大家都提到了10秒。在這個(gè)基礎(chǔ)上，我們不僅能提取出狹義的充電數(shù)據(jù)，充電電流、充電電壓、充電位置三個(gè)叫狹義的。我們還能在上面做什么？標(biāo)簽充電數(shù)據(jù)。你是一個(gè)私家車，你是一個(gè)通勤的私家車，還是做網(wǎng)約車的私家車，我們要把它識(shí)別出來我們叫貼標(biāo)簽。貼了這個(gè)標(biāo)簽可以進(jìn)一步講清楚它們是怎么充電的。我們把時(shí)空疊加起來，你是在社區(qū)充電的，還是工作地充電的，還是以公共充電站充電為主的用戶。我們可以在狹義的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上增加兩類標(biāo)簽數(shù)據(jù)，構(gòu)成完整的一輛車或者一個(gè)用戶的充電數(shù)據(jù)。

 

 

 

社區(qū)充電的幾個(gè)特征：

 

一，上海日均充電量已達(dá)400萬kwh，預(yù)測(cè)2022年底將達(dá)到700~850萬kwh區(qū)間。

 

 

 

總量方面，如圖是我們每個(gè)月的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，我們通過每個(gè)月一天的監(jiān)測(cè)大概率可以推算知道，到今年年底上海的日充量?jī)蓵?huì)到700~850萬區(qū)間，一條是有疫情的線，一條是沒有疫情的線。由于疫情原因使得趨勢(shì)線發(fā)生了變化，但是我們很快會(huì)拉起來。到今年年底，上海的充電量每天達(dá)到800萬度的區(qū)間是完全可能的。

 

 

 

二，73%的上海新能源車輛顯著采用交流慢充，45%是社區(qū)交流慢充，僅12%顯著采用直流快充。

 

 

 

社區(qū)交流充電樁多，還是社區(qū)的車跑到社區(qū)外用直流充電多？如圖是51%是純電的車，49%是插電式混合動(dòng)力車。在這樣一個(gè)數(shù)據(jù)群里面，我們分析了大約上海一半的車輛（乘用車）。我們發(fā)現(xiàn)有73%的新能源車顯著采用交流慢充，這個(gè)顯著是什么概念？大數(shù)據(jù)只知道你是交流，是你所有的交流充電次數(shù)除你的總充電次數(shù)，占0.8%以上，80%以上我們就認(rèn)為你是顯著的交流充電特征。在這個(gè)特征下，其實(shí)45%是社區(qū)交流慢充，也就是說社區(qū)充電還存在很多問題。只有12%的用戶是直流快充的顯著特征。如果一百次充電，有80次以上在公共充電樁充的，這種用戶12%。

 

 

 

由此得出一個(gè)結(jié)論，目前為止公共充電樁和加油站不一樣。加油站是強(qiáng)需求，你所有的加油必須去加油站，但是對(duì)公共充電樁不是強(qiáng)需求。在所有的交流慢充里面我們發(fā)現(xiàn)，BEV快充的和PHEV慢充不一樣，BEV67%的車在社區(qū)，PHEV有59%，上海購(gòu)買新能源汽車有一個(gè)叫“充電樁安裝證明”，必須開出這個(gè)證明才能買車。因?yàn)檫@個(gè)證明的強(qiáng)驅(qū)動(dòng)，所以使得PHEV在社區(qū)充電站占比很高。所有的分析是從充電次數(shù)來的。

 

 

 

如果你在一個(gè)小區(qū)里沒有充電樁，你是飛線的，你買了這輛車，特別是PHEV，很有可能在一年時(shí)間里就充了十次電，如果十次有8次用交流充的，我也判定為交流充電特征顯著。后面我們從樁的空間定位再看看，這只是從充電次數(shù)的結(jié)論。

 

 

 

三，上海PHEV車主38%有社區(qū)固定充電位，32%無固定充電位，而BEV車主對(duì)應(yīng)的比例分別是19%和44%。停車位問題制約社區(qū)充電規(guī)模。

 

 

 

所有的車充電一定要從空間特征上再做聚類，如果是空間特征，你發(fā)現(xiàn)這個(gè)車可能有5個(gè)充電站有聚類特征的。這個(gè)聚類特征里面，最主要的特征如果是個(gè)社區(qū)，我們就定義為你是居住地充電。一邊是純電的，一邊是PHEV的，純電居住社區(qū)有充電樁的車會(huì)遠(yuǎn)少于PHEV，原因是近兩年我們對(duì)純電動(dòng)車不去嚴(yán)格管理你是不是有那個(gè)充電樁安裝證明了，因?yàn)榧冸妱?dòng)車不用管，沒電不行，只有PHEV要嚴(yán)監(jiān)管。

 

 

 

如圖可以看到?jīng)]有固定充電樁的BEV有44%，沒有固定點(diǎn)充電樁的PHEV22%。在PHEV還有不充電的人，因?yàn)橛袠恫坏扔诔潆姟３潆娛且庠?，不取決于樁。既有工作地充電，又有居住地充電的用戶在上海是非常非常少的，有具備這兩個(gè)都能裝樁的很少。

 

 

 

四，上海社區(qū)充電呈現(xiàn)出75%的BEV車輛充電時(shí)長(zhǎng)約6.5小時(shí)，75%的PHEV車輛充電時(shí)長(zhǎng)小于4小時(shí)，10小時(shí)大概率可以充滿兩輛新能源車。

 

 

 

 

 

 

 

國(guó)網(wǎng)一直講有序充電，希望大家把電放在國(guó)網(wǎng)負(fù)荷最低的那塊區(qū)域，最低的那塊區(qū)域用電負(fù)荷只到30%左右，時(shí)長(zhǎng)有6個(gè)小時(shí)。符合電動(dòng)車的充電需求嗎？以上這個(gè)數(shù)據(jù)能回答，基本符合了。左邊是BEV的，BEV分成了私人、法人、出租，這是一種分類，叫自然屬性分類。在我們的系統(tǒng)里面我們能識(shí)別法人的、出租的，剩下的就是私人的，但是私人里面還要再細(xì)分，你是通勤的、網(wǎng)約還有兼職網(wǎng)約的，在社區(qū)充電這些BEV車輛75%以下的用戶充電時(shí)長(zhǎng)6.5個(gè)小時(shí)，和國(guó)網(wǎng)的需求是基本吻合的。因此，有序充電可以大膽地去做。PHEV75%的只要4個(gè)小時(shí)，我們一直在呼吁，10個(gè)小時(shí)的夜間時(shí)間大概率可以滿足兩輛新能源汽車的充電。什么概念？充電可以把它從時(shí)間上切成兩個(gè)時(shí)間段，后面我會(huì)提建議。

 

 

 

這些大概念大家實(shí)操無法用，我們看兩個(gè)系統(tǒng)。我們?nèi)绾螐牡讓訋椭蠹疑羁痰刂离妱?dòng)汽車的充電。如圖是我們的實(shí)際系統(tǒng)，從這個(gè)系統(tǒng)可以看到左邊是上海所有的行政區(qū)，包括BEV和PHEV可以選擇。這邊是我們的網(wǎng)格，我們把上海切成很小的網(wǎng)格，多小是可以隨機(jī)的，這里是100米乘100米。每個(gè)網(wǎng)格可以精準(zhǔn)地看到網(wǎng)格內(nèi)的停留用戶，這個(gè)網(wǎng)格有多少用戶？這些用戶里面在網(wǎng)格內(nèi)充電和網(wǎng)格外充電的用戶數(shù)。你大致地知道有多少輛車在網(wǎng)格內(nèi)有樁，這些都可以定義。你可以定義白天的或夜間的，夜間的基本上是有樁的。網(wǎng)格內(nèi)網(wǎng)格外各有多少充電量？其次可以定義這些不同充電類型的用戶，我們這里分了這么幾個(gè)：其他地方的快充（公共充電樁）、其他地方的慢充、居家慢充、工作地慢充、無典型充電特征。

 

 

 

如圖講的是居家慢充車輛，在這個(gè)網(wǎng)格里面是146輛充了多少的電（數(shù)據(jù)全部都有）。下面是講網(wǎng)格內(nèi)的充電量，上面講的是網(wǎng)格總充電量，這是分類型的充電量。這是我們的理解，可能運(yùn)營(yíng)商和車企會(huì)有不同的需求，我們希望大家給我們更多的輸入，你有什么需求。只要你有需求，我們基于空間、基于車輛，甚至可以基于品牌、基于車型，基于電池的度數(shù)，基于價(jià)格段，都是可以做切分的。統(tǒng)計(jì)出這些東西，這些東西才能精準(zhǔn)地告訴大家，充電樁往哪里去布設(shè)，換句話說你要進(jìn)社區(qū)，先進(jìn)什么社區(qū)。剛才移動(dòng)充電寶進(jìn)哪些社區(qū)，我們就在這種方面給他們提供了幫助。如果網(wǎng)格內(nèi)電動(dòng)車非常多，但是充電的車很少，那就是你的主戰(zhàn)場(chǎng)。

 

 

 

如圖換一個(gè)行政區(qū)，這就是整個(gè)靜安區(qū)的分析。你關(guān)心什么行政區(qū)域，你就可以切到這個(gè)行政區(qū)做分析，每天的情況其實(shí)是不一樣的，因?yàn)檐囕v保有量在變化。所以，每隔半年你可以看到不一樣的特征。

 

 

 

我們?cè)偾辛硗庖粋€(gè)系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)是講公共充電樁評(píng)價(jià)，所有的公共充電樁每個(gè)月監(jiān)測(cè)700個(gè)公共充電樁，哪一個(gè)好？這個(gè)好從充電量來看，當(dāng)然我們也可以和它跟單槍充電量做對(duì)比。如圖是所有乘用車的充電量的分布（每天的總量）。這個(gè)總量里面有多少是純電動(dòng)貢獻(xiàn)的，有多少是插電貢獻(xiàn)的。再看“公共充電特征”，如圖是我們監(jiān)測(cè)的700多個(gè)公共充電站，這是所有公共充電樁的特征。里面分了幾個(gè)品牌，比如榮威、特斯拉。榮威出租車比較多，特斯拉私人消費(fèi)者比較多。這個(gè)標(biāo)都是可以變的，你關(guān)心哪一個(gè)車型就可以把這條曲線做上來。左邊隨便選任意一個(gè)，這是寶安公路的站，非常的大，可以看到這里面是每一天的充電量的變化，下面是這個(gè)站下面最主要的兩個(gè)品牌：榮威和特斯拉。為什么公共充電站往往是榮威和特斯拉多呢？榮威出租車多，基本上它第一。

 

 

 

再換一個(gè)站，如圖是眾國(guó)明仕充電站，好像在嘉定，它的波幅非常大，這樣就可以評(píng)價(jià)跟樁數(shù)配合起來，可以評(píng)價(jià)它每小時(shí)、每根樁、每天的充電負(fù)荷、充電率、利用率等等。它還有一個(gè)好處，如果你能to C跟我們合作，我們能導(dǎo)流?？梢钥吹?，它每天都有低谷的充電時(shí)間，幾乎這個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，樁上沒有充電車輛這時(shí)候我能知道離這個(gè)站一公里或者兩公里或者五公里半徑內(nèi)有多少電動(dòng)車，以及它的電量，你能to C，你就可以給它推送，它有優(yōu)惠信息，本來要等到40%去充，反正可以便宜5塊錢，我就去充了，這叫導(dǎo)流。

 

 

 

第三，破解上海社區(qū)充電難路徑建議。

 

有點(diǎn)“吹牛”性質(zhì)的三個(gè)錦囊，對(duì)不對(duì)大家可以批判，這是我個(gè)人比較大膽的建議。

 

 

 

一，社區(qū)充電難的破解一定要向統(tǒng)一建設(shè)管理轉(zhuǎn)變。隨車送“樁”轉(zhuǎn)變到隨車送“裝”，最后是隨車送“通”。隨車送“樁”，這也是上海最先開始的，但是現(xiàn)在就出問題了。隨著大規(guī)模的社區(qū)普及，這個(gè)樁如果是送的，它的產(chǎn)權(quán)屬性是私人的，一旦往那里一裝無法管理，而且送的那個(gè)樁可能質(zhì)量非常好嗎？三年壽命。你如何管？我們建議慢慢地過渡，先送一個(gè)隨車送“裝”，你可以送一個(gè)實(shí)物，你可以送一個(gè)費(fèi)用。最好的辦法是這個(gè)社區(qū)是一個(gè)運(yùn)營(yíng)商，特別是新建區(qū)，如果是一個(gè)運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)裝統(tǒng)管的，這個(gè)樁的屬性本來就是一個(gè)企業(yè)的，它才能真正管起來，真正解決這個(gè)問題。

 

 

 

另外，電動(dòng)汽車普及率越來越高，一個(gè)社區(qū)充電位里面，大約10%~20%已經(jīng)是電動(dòng)車占用了。如果到了50%，我們真的是鼓勵(lì)運(yùn)營(yíng)商直接把小區(qū)充電全部裝樁，如果全部充電停車位都有充電樁的話，還有社區(qū)充電難解決不了的問題嗎？沒有了，要么停不進(jìn)去。社區(qū)充電難是一個(gè)階段難題，不是永遠(yuǎn)的。全面電動(dòng)化了就沒有這個(gè)問題了，當(dāng)然大家會(huì)說“電”。大家想想，如果全面電動(dòng)化是趨勢(shì)，電網(wǎng)是必須改造的，只是你今年改還是五年后改的問題。如果你的電網(wǎng)負(fù)荷是強(qiáng)需求了，電網(wǎng)就幫你增加總負(fù)荷幫你改了，你的這個(gè)問題還有嗎？也沒了。我們現(xiàn)在碰到的雞和蛋的問題最痛苦就是這個(gè)階段，兩頭都要兼顧，所以電網(wǎng)提出有序充電，希望把電挪到低谷時(shí)段，不得而為之。

 

 

 

二，申請(qǐng)難、管理難。只有統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一運(yùn)維，統(tǒng)一服務(wù)，就沒有這些難處了。

 

 

 

三，向有序充電、V2G轉(zhuǎn)變。我們一直在倡導(dǎo)一個(gè)概念“一樁雙槍”（交流式），一個(gè)交流充電樁配兩把槍，也是7.5千瓦的。為什么這個(gè)可以？我們前面分析過了，我們BEV充電時(shí)間75%在6.5小時(shí)以下，PHEV的充電時(shí)間75%在4小時(shí)以下。因此，如果相鄰兩個(gè)車停在那里一個(gè)樁兩把槍插上，一晚上10~12小時(shí)分配給兩輛車就可以了，這樣負(fù)荷減少了一半。如果你知道它的SOC，我給它充6小時(shí)，給它充2小時(shí)，都是可以動(dòng)態(tài)分配的。因?yàn)樗€剩多少度電你可以知道的，充電過程讓它自己發(fā)一個(gè)給你，或者從我們這邊給你一個(gè)數(shù)據(jù)你也可以。“一樁雙槍”、“車樁互動(dòng)”是關(guān)鍵，隨后實(shí)現(xiàn)“智能充電”。有序充電不過多贅述了，大家非常容易接受，但是要向V2G轉(zhuǎn)變有一個(gè)過程，既有價(jià)格引導(dǎo)機(jī)制，還有電力市場(chǎng)的供應(yīng)問題。