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年萬鋼部長和美國能源部的部長在全球第一屆清潔能源部長會議上就提出了電動(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，我們會問，油車在哪里？電動(dòng)車的發(fā)展趨勢非常得快。

 

 

 

中國2022年6月一千萬輛，乘用車已經(jīng)進(jìn)入了市場驅(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，國家當(dāng)時(shí)有一個(gè)目標(biāo)，到2020年全國要建成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，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160萬臺的目標(biāo)，但是私人充電樁只有240萬臺，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)充電將會是主戰(zhàn)場。

 

 

 

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_，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。

 

 

 

如圖是國標(biāo)采集的數(shù)據(jù)，所有的字段大家如果對這個(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)測數(shù)據(jù)，我們通過每個(gè)月一天的監(jiān)測大概率可以推算知道，到今年年底上海的日充量兩會到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線發(fā)生了變化，但是我們很快會拉起來。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)有充電樁的車會遠(yuǎn)少于PHEV，原因是近兩年我們對純電動(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?。充電是意愿，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)長約6.5小時(shí)，75%的PHEV車輛充電時(shí)長小于4小時(shí)，10小時(shí)大概率可以充滿兩輛新能源車。

 

 

 

 

 

 

 

國網(wǎng)一直講有序充電，希望大家把電放在國網(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6.5個(gè)小時(shí)，和國網(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)營商和車企會有不同的需求，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。

 

 

 

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。

 

 

 

我們再切另外一個(gè)系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)是講公共充電樁評價(jià)，所有的公共充電樁每個(gè)月監(jiān)測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，如圖是眾國明仕充電站，好像在嘉定，它的波幅非常大，這樣就可以評價(jià)跟樁數(shù)配合起來，可以評價(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，對不對大家可以批判，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)營商，特別是新建區(qū)，如果是一個(gè)運(yùn)營商統(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)然大家會說“電”。大家想想，如果全面電動(dòng)化是趨勢，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，還有電力市場的供應(yīng)問題。