新型共享充电技术加快智能交通驶入发展快车道

张楠

伴随数字化、智能化、网联化技术的不断成熟，和新能源汽车产业的迅速发展，如何提高新能源汽车充电效率成为智能交通很重要的一环，对加快推动智慧城市建设、城市更新行动都具有重要意义。清华能源互联网创新研究院张罗平教授团队研发的智慧共享有序充电平台，借助物联网、大数据、云存储等前沿技术，打造了人人泛在的电力共享模式，对于保障交通安全、缓解城市拥堵、促进节能减排、实现“双碳”目标等方面都发挥了积极的作用，“数智”技术加快智能交通驶入发展快车道。

2021年中国电动汽车銷量势头向好，向200万辆大关迈进。这个数字大概是中国整年汽车乘用车的10%。国家《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》中提出，2025年，新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%。对整个交通、能源以及电力都提出了不小的挑战。伴随电动化转型的速度加快，充电成为智能交通很重要的一环。许多大城市核心城区的电源点往往更紧张、承载量更大，而人们对于电动车的接受度又相对较高。这就对充电和电力的智能化提出了更高的要求。同时，随着充电需求的加大，人们对于场景化的充电模式、充电速度和便利性也提出了新的要求。

充电技术作为智能交通的重要一环，如何做好技术创新，充分调动头部企业和各方面的积极性，实现充电技术与智能交通的深度融合？清华大学能源互联网创新研究院研究员、中国投资协会新基建投资专委会智库专家、中国电工技术学会能源智慧化专委会委员、“中关村标准”智库专家张罗平教授表示，随着新能源汽车的普及和充电设施产业发展的成熟，充电桩制造、建设和运营，以及上下游联系更加紧密，逐渐形成新的产业闭环，但也不可避免地出现一些行业发展瓶颈，看上去简单易用的“普及型扫码付费用电插座”，实际应用中需要整合物联网、云计算、大数据、互联网、移动支付、运营服务等多个领域的最新技术，导致这个新兴行业参与的人很多，真正做好的却很少。张罗平教授认为，建立起一套低成本、易运维、能够迅速大范围推广的技术体系尤为重要。

据张罗平教授介绍，智慧共享插座，与早期家用智能插座产品完全不同。智能插座用于远程控制与时间控制，属于功能型产品。智慧共享插座属于业务应用型产品，具有“云+大+物+移+智”的属性，云平台、大数据、物联网、移动支付、智慧管理各种各样的应用，有效解决了用电场景、用电安全、充电效率和便利性等充电技术新需求。智慧共享插座终端内部由计量模块、通信模块、温度采集单元、电力信息采集单元、继电器单元、单片机控制单元以及显示输出部分组成。云平台与终端之间依赖互联网传递信息，在插座端依赖4G以及5G联网，属于5G应用领域中的典型便民服务应用。

随着清华大学能源互联网创新研究院研发新型共享充电技术的推广使用，加快智能交通跃上新的发展快车道。这将为交通基础设施智能化、交通发展模式绿色化、交通运行自动化和交通出行人性化等方面提供强有力的支持，并给社会带来生产和生活方式的极大改变。

近年来，在“双碳”目标下，越来越多的客户也赶上了新能源的“潮流”，构建绿色低碳、便捷实用的用电供需智能管理体系成为业界焦点。中国科学院院士、汽车动力系统专家欧阳明高表示，未来中国达到3亿辆电动轿车，车上电池储存的总电量能够达到200亿度电规模。这就意味着有序充电，能够实现能源分布式储能的电力系统架构将发挥重要的作用。

那么，如何为新能源汽车用户提供多方位优质服务，让绿色低碳出行方式更好融入群众生活？据张罗平教授介绍，智慧共享有序充电平台，借助物联网、大数据、云存储等前沿技术，打造了人人泛在的电力共享模式。通过这个平台，我们可以看到每个用户使用了多少绿电，监测用户的用电碳足迹。同时可以实现用电供需的智能控制管理，使用分时有序，峰谷可调。对于能源管理及碳中和都有着较高的经济适配性，为人们绿色出行绘制低碳新图景。

在位于北京市海淀区双清路双清大厦的地下停车场，张罗平教授现场演示了“普及型扫码付费用电插座”操作流程。用户无需下载APP即可通过微信扫描进入应用程序，在手机上即可远程控制充电时长、了解用电数量，随时关闭充电模式，剩余费用还可自动退回付款账户，降低安装难度、控制投入成本，并可根据市政环境需求量身定制个性化充电设施，构建起清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动的新型电力系统，让绿色低碳出行与百姓便民服务有效结合，为能源绿色低碳发展做出了贡献。

同时，“能源互联网插座”具备电网辅助移峰填谷作用，对充电电池这种分布式可中断负荷进行人工智能管理，电力供需最佳算法匹配，自动计算最佳用电成本，不仅辅助电网稳定，又把最优的电价时段传导实施给充电的用户，满足了“节约用电、绿色用电”的需求。

4月12日，北京市人民政府印发了《北京市“十四五”时期城市管理发展规划》。规划提出，到2025年，城市管理领域各项事业取得长足发展，适应首都城市战略定位和国际大都市特点的城市治理体系初步形成。推动电动汽车充电设施网络和服务体系建设，在居民意愿基础上支持鼓励将停车位及充电设施电气化改造纳入老旧小区改造工程。鼓励单位内部和居民区充电设施对外开放，力争固定车位充电设施“应装尽装”，具备社区公共充电条件。优化本市公用充电设施智能服务平台，完善充电导航、状态查询、充电预约、费用结算等便捷服务。未来，优化充电设施智能服务平台将成为北京市政基础设施服务保障体系和首都城市治理体系的重要抓手。

在政策的推动下，清华能源互联网创新研究院张罗平教授团队新型共享充电技术迎来了崭新发展契机。张罗平教授介绍，智慧共享插座的突破点在于为未来户外用电供应商提供了一个机会，能够通过智慧共享插座不断增加，打造出一种全民参与的用电服务业生态圈。只要购买插座，安装到停车位，就能够形成长期提供服务的设施，收取服务费。机器工作，无人值守。谁安装，谁收益。智慧共享插座的创新之处是通过满足老百姓户外用电的需求，自然而然形成一种零售“电”的交易平台，促使电力（能量）精细化管理走向一种全新的高度数据化，同时改变老百姓的生活习惯，彻底解除老百姓户外用电困扰。

对于如何解决户外用电难题，提高用户充电效率？张罗平教授表示，智慧共享插座利用物联网共享插座内的电能计量单元，能直接完成电能计量和对电压、电流、功率、升温的监测，误差小于1%。除此之外，智慧共享插座还提供智能化的用电服务。其内置的智能芯片，实现24小时不间断用电安全监管，且可根据不同需求设置不同计费模式，计价灵活;采用物联网技术，形成用电大数据，基于大数据的记录、分析、自学习及预警，实现对用电细节的智能化监管;若形成规模化应用，能实现有序充电，削峰填谷，在提高充电效率、保障充电安全的基础上提供最放心的户外用电服务。

据了解，清华大学能源互联网创新研究院，从2016年启动“能源互联网插座”课题，通过归纳总结未来能源管理的核心要素，提炼出能源管理发展到现阶段的任务，必须重点突破电力（能量）精细化管理的瓶颈，采用“云+大+物+移+智”最新高科技，实现传统能源管理无法实现的功能。

课题组在2017年提交了8项发明专利申请，其中已经有6项获得中国专利局授权。依靠发明专利实现的“能源互联网插座”产品，已经形成规模化的产业链，产品规格从国家标准220伏10安、16安智慧共享插座，到32安、60安，四种规格适用于各种各样的安全用电场景。

由于智慧共享插座是一种全新的电力终端产品，新产品的加工生产，可以促进制造业GDP增量，预计在国内形成新的市场需求总量超过10亿个插座，带来产品制造GDP增量2000亿元，与之加工生产配套的原材料采购、物流运输等辅助GDP增量超过2000亿元。当产品出厂后，投入应用，每年带动用电服务业产生的GDP同样会超过2000亿元。当老百姓走出户外，再也不用担心无电可用，这种未来户外用电的场景，对电动汽车产业和智能交通发展必将形成良好的促进效果。