演講實錄

 

 

 

 

上海市新能源汽車公共數據采集與監測研究中心丁曉華出席論壇并發表主題演講——《從上海社區充電大數據分析看社區充電難之破解路徑》。

 

以下為演講實錄：  

 

今天我既是“裁判員”，也是“運動員”，下面由我給大家進行分享。講一下上海市新能源汽車公共數據采集與監測研究中心，從我們的數據看上海社區充電存在的問題和破解的路徑，破解的路徑只是代表個人的思考。

 

 

 

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

 

 

 

第一，全球新能源汽車市場進展概況。

 

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，同時發展極不均衡。兩千萬輛什么概念？當年我記得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汽車倡議EVI，當時的目標到2020年兩千萬輛電動汽車上路，而今天是2022年6月，差了兩年時間，實現了兩千萬輛，這是極不容易的。

 

 

 

回到十年前看今天，我們會發現這樣一個問題。如圖是1900年代的紐約，都是馬車，但是只有一輛電動車，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？電動車的發展趨勢非常得快。

 

 

 

中國2022年6月一千萬輛，乘用車已經進入了市場驅動階段。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，它離全面電動化的距離非常遠，尤其物流領域，公共交通領域例外，這些數據都在上面，我不多展開了。

 

 

 

我們看看上海，在上海現在大約已經接近80萬輛了，商用車的新能源只有總量的6%，所以上海商用車領域的電動化依然挑戰艱巨。2018年以前，插電式混合動力占比始終在70%，但是到了2019年開始變了，純電動占主要了。也就是說，現在我們的保有量里面至少有50%已經是純電動了，這是上海市場結構的巨大變化。

 

 

 

第二，上海新能源汽車社區充電特征。

 

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充電的特征。社區充電的重要性看一下右邊，國家當時有一個目標，到2020年全國要建成480萬個分散式充電樁，包括50萬個公共充電樁，430萬個私人充電樁。我們看到今年7月總量400萬臺，離480萬目標還有距離，但是關鍵是公共充電樁是超額完成了，從50萬的目標已經達到了160萬臺的目標，但是私人充電樁只有240萬臺，差距很大。

 

 

 

從中電聯盟的數據來看，隨車送樁里面大約有32%的車沒有隨車送樁，沒有實施下去。原因在下面寫著，我不展開了。未來專家的觀點是，社區充電將會是主戰場。

 

 

 

為什么我們能做這件事呢？我們能把這個事情講得清呢？因為我們是上海的地方平臺，78.1萬輛，現在將近79萬輛了。我們最早成立是來自于2009年，我們當時做電動汽車示范，到了2010年我們承接了科技部電動汽車示范城市的項目，科技部當時和美國能源部簽了《電動汽車數據交換協議》。既然要交換首先得有數據，所以我們成立了數據中心，并且發布了全國第一個新能源汽車的數據采集標準。沒有標準我們根據什么采集數據？2014年這個數據中心正式成為上海市的新能源汽車數據中心，一直運作到今天。

 

 

 

如圖是國標采集的數據，所有的字段大家如果對這個標準比較熟悉的，看一下就知道了。我們主要利用的是整車的數據，還有位置的數據和動力電池的數據，今天不僅僅是極值數據了，是所有車企幾乎都發電池包所有單體電壓和所有探針溫度，都上傳了。采樣也從國家標準的30秒，大家都提到了10秒。在這個基礎上，我們不僅能提取出狹義的充電數據，充電電流、充電電壓、充電位置三個叫狹義的。我們還能在上面做什么？標簽充電數據。你是一個私家車，你是一個通勤的私家車，還是做網約車的私家車，我們要把它識別出來我們叫貼標簽。貼了這個標簽可以進一步講清楚它們是怎么充電的。我們把時空疊加起來，你是在社區充電的，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據基礎上增加兩類標簽數據，構成完整的一輛車或者一個用戶的充電數據。

 

 

 

社區充電的幾個特征：

 

一，上海日均充電量已達400萬kwh，預測2022年底將達到700~850萬kwh區間。

 

 

 

總量方面，如圖是我們每個月的監測數據，我們通過每個月一天的監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到800萬度的區間是完全可能的。

 

 

 

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

 

 

 

社區交流充電樁多，還是社區的車跑到社區外用直流充電多？如圖是51%是純電的車，49%是插電式混合動力車。在這樣一個數據群里面，我們分析了大約上海一半的車輛（乘用車）。我們發現有73%的新能源車顯著采用交流慢充，這個顯著是什么概念？大數據只知道你是交流，是你所有的交流充電次數除你的總充電次數，占0.8%以上，80%以上我們就認為你是顯著的交流充電特征。在這個特征下，其實45%是社區交流慢充，也就是說社區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%。

 

 

 

由此得出一個結論，目前為止公共充電樁和加油站不一樣。加油站是強需求，你所有的加油必須去加油站，但是對公共充電樁不是強需求。在所有的交流慢充里面我們發現，BEV快充的和PHEV慢充不一樣，BEV67%的車在社區，PHEV有59%，上海購買新能源汽車有一個叫“充電樁安裝證明”，必須開出這個證明才能買車。因為這個證明的強驅動，所以使得PHEV在社區充電站占比很高。所有的分析是從充電次數來的。

 

 

 

如果你在一個小區里沒有充電樁，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，這只是從充電次數的結論。

 

 

 

三，上海PHEV車主38%有社區固定充電位，32%無固定充電位，而BEV車主對應的比例分別是19%和44%。停車位問題制約社區充電規模。

 

 

 

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，你發現這個車可能有5個充電站有聚類特征的。這個聚類特征里面，最主要的特征如果是個社區，我們就定義為你是居住地充電。一邊是純電的，一邊是PHEV的，純電居住社區有充電樁的車會遠少于PHEV，原因是近兩年我們對純電動車不去嚴格管理你是不是有那個充電樁安裝證明了，因為純電動車不用管，沒電不行，只有PHEV要嚴監管。

 

 

 

如圖可以看到沒有固定充電樁的BEV有44%，沒有固定點充電樁的PHEV22%。在PHEV還有不充電的人，因為有樁不等于充電。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，有具備這兩個都能裝樁的很少。

 

 

 

四，上海社區充電呈現出75%的BEV車輛充電時長約6.5小時，75%的PHEV車輛充電時長小于4小時，10小時大概率可以充滿兩輛新能源車。

 

 

 

 

 

 

 

國網一直講有序充電，希望大家把電放在國網負荷最低的那塊區域，最低的那塊區域用電負荷只到30%左右，時長有6個小時。符合電動車的充電需求嗎？以上這個數據能回答，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分，你是通勤的、網約還有兼職網約的，在社區充電這些BEV車輛75%以下的用戶充電時長6.5個小時，和國網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個小時，我們一直在呼吁，10個小時的夜間時間大概率可以滿足兩輛新能源汽車的充電。什么概念？充電可以把它從時間上切成兩個時間段，后面我會提建議。

 

 

 

這些大概念大家實操無法用，我們看兩個系統。我們如何從底層幫助大家深刻地知道電動汽車的充電。如圖是我們的實際系統，從這個系統可以看到左邊是上海所有的行政區，包括BEV和PHEV可以選擇。這邊是我們的網格，我們把上海切成很小的網格，多小是可以隨機的，這里是100米乘100米。每個網格可以精準地看到網格內的停留用戶，這個網格有多少用戶？這些用戶里面在網格內充電和網格外充電的用戶數。你大致地知道有多少輛車在網格內有樁，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。網格內網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：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，在這個網格里面是146輛充了多少的電（數據全部都有）。下面是講網格內的充電量，上面講的是網格總充電量，這是分類型的充電量。這是我們的理解，可能運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，基于價格段，都是可以做切分的。統計出這些東西，這些東西才能精準地告訴大家，充電樁往哪里去布設，換句話說你要進社區，先進什么社區。剛才移動充電寶進哪些社區，我們就在這種方面給他們提供了幫助。如果網格內電動車非常多，但是充電的車很少，那就是你的主戰場。

 

 

 

如圖換一個行政區，這就是整個靜安區的分析。你關心什么行政區域，你就可以切到這個行政區做分析，每天的情況其實是不一樣的，因為車輛保有量在變化。所以，每隔半年你可以看到不一樣的特征。

 

 

 

我們再切另外一個系統。這個系統是講公共充電樁評價，所有的公共充電樁每個月監測700個公共充電樁，哪一個好？這個好從充電量來看，當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）。這個總量里面有多少是純電動貢獻的，有多少是插電貢獻的。再看“公共充電特征”，如圖是我們監測的700多個公共充電站，這是所有公共充電樁的特征。里面分了幾個品牌，比如榮威、特斯拉。榮威出租車比較多，特斯拉私人消費者比較多。這個標都是可以變的，你關心哪一個車型就可以把這條曲線做上來。左邊隨便選任意一個，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，下面是這個站下面最主要的兩個品牌：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，這樣就可以評價跟樁數配合起來，可以評價它每小時、每根樁、每天的充電負荷、充電率、利用率等等。它還有一個好處，如果你能to C跟我們合作，我們能導流。可以看到，它每天都有低谷的充電時間，幾乎這個時間點上，樁上沒有充電車輛這時候我能知道離這個站一公里或者兩公里或者五公里半徑內有多少電動車，以及它的電量，你能to C，你就可以給它推送，它有優惠信息，本來要等到40%去充，反正可以便宜5塊錢，我就去充了，這叫導流。

 

 

 

第三，破解上海社區充電難路徑建議。

 

有點“吹牛”性質的三個錦囊，對不對大家可以批判，這是我個人比較大膽的建議。

 

 

 

一，社區充電難的破解一定要向統一建設管理轉變。隨車送“樁”轉變到隨車送“裝”，最后是隨車送“通”。隨車送“樁”，這也是上海最先開始的，但是現在就出問題了。隨著大規模的社區普及，這個樁如果是送的，它的產權屬性是私人的，一旦往那里一裝無法管理，而且送的那個樁可能質量非常好嗎？三年壽命。你如何管？我們建議慢慢地過渡，先送一個隨車送“裝”，你可以送一個實物，你可以送一個費用。最好的辦法是這個社區是一個運營商，特別是新建區，如果是一個運營商統裝統管的，這個樁的屬性本來就是一個企業的，它才能真正管起來，真正解決這個問題。

 

 

 

另外，電動汽車普及率越來越高，一個社區充電位里面，大約10%~20%已經是電動車占用了。如果到了50%，我們真的是鼓勵運營商直接把小區充電全部裝樁，如果全部充電停車位都有充電樁的話，還有社區充電難解決不了的問題嗎？沒有了，要么停不進去。社區充電難是一個階段難題，不是永遠的。全面電動化了就沒有這個問題了，當然大家會說“電”。大家想想，如果全面電動化是趨勢，電網是必須改造的，只是你今年改還是五年后改的問題。如果你的電網負荷是強需求了，電網就幫你增加總負荷幫你改了，你的這個問題還有嗎？也沒了。我們現在碰到的雞和蛋的問題最痛苦就是這個階段，兩頭都要兼顧，所以電網提出有序充電，希望把電挪到低谷時段，不得而為之。

 

 

 

二，申請難、管理難。只有統一建設、統一運維，統一服務，就沒有這些難處了。

 

 

 

三，向有序充電、V2G轉變。我們一直在倡導一個概念“一樁雙槍”（交流式），一個交流充電樁配兩把槍，也是7.5千瓦的。為什么這個可以？我們前面分析過了，我們BEV充電時間75%在6.5小時以下，PHEV的充電時間75%在4小時以下。因此，如果相鄰兩個車停在那里一個樁兩把槍插上，一晚上10~12小時分配給兩輛車就可以了，這樣負荷減少了一半。如果你知道它的SOC，我給它充6小時，給它充2小時，都是可以動態分配的。因為它還剩多少度電你可以知道的，充電過程讓它自己發一個給你，或者從我們這邊給你一個數據你也可以。“一樁雙槍”、“車樁互動”是關鍵，隨后實現“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轉變有一個過程，既有價格引導機制，還有電力市場的供應問題。