二、案例主体内容
背景和问题
近年来,电动汽车保有量上升迅猛,老旧小区车位少,私人充电桩安装难度极大,公共充电车位又常被油车占用,老旧小区充电难问题日益凸显。
一是建桩难,充电不自由。难以满足老旧小区内普遍为公共停车位的现状,不符合充电桩报装申请条件,同时土地资源稀缺、公共车位紧张,在地面或地下停车位统一建桩布点势必挤占小区紧张的公共土地资源。
二是占位多,充电不灵活。因老旧小区的车位缺乏管理,公共桩频发“油车占位”“满电占位”等问题,导致新能源汽车无法充电,车主只能望“桩”兴叹。
三是工期长,充电不便捷。在老旧小区,新建传统公共充电桩需进行掘路、开挖等土建工程及电气工程,电缆敷设复杂,安装工期长。同时涉及消防、人防、绿化等设施,存在较大施工安全隐患。
行动方案
国网金华供电公司把电动汽车充电难的问题与电网建设的优势相结合,整合社会资源,携手多个利益相关方,在实现多方合作共赢的同时,创造经济、社会、环境综合价值。
研发电动汽车充电桩产品。国网金华供电公司项目研究团队携手利益相关方研究推出能够适应不同场景需求的“地空两栖”充电桩,“吸顶式”“移动式”等不同方式充电设备,配套“充电魔方”充电策略,通过软硬件结合共同解决充电难题。
吸顶式可移动充电桩
吸顶式可移动充电桩由吊装架、轨道、滑触线、电气箱组成,电气箱内含驱动电机组、收线轮、充电套装、控制模块等附件,整套设备重量约150千克。
新型轨道吸顶式移动充电桩一般直接安装在停车位上方的天花板或后方墙体上,不占用停车位空间,通过电控的方式驱动充电桩本体沿轨道智能移动至需求车位,实现“一桩充多车”的充电需求。
一名电动汽车车主在老旧小区路边使用吸顶式可移动充电桩为电动汽车充电
改变传统“车找桩”的充电模式,车主只需一键扫码,桩体精准定位,充电枪头自动释放,实现“桩找车”智能充电。每个停车位后方墙体上都附有独立的二维码,车主用手机扫描停车位对应的二维码,充电桩会自动移动至需求停车位,而内置的自动卷放线系统也会将充电电缆长度释放到合适长度,便于车主充电,有效实现精准定位、精准释放。
一名电动汽车车主正在用手机扫描二维码使用“充电魔方”策略为电动汽车设定充电时段
在整个操作流程中,车主只需用手机扫描停车位对应的二维码,充电桩便可自动触发启动信号,移动至需求停车位上方的感应点位,满电拔枪后自动返航。当吸顶式可移动充电桩接收到充电异常或满电信号时会自动断开供电,减少传统充电桩桩体的噪声和安全隐患。此外,吸顶式可移动充电桩还具备多区域测温功能,对线缆、电箱、充电枪头等易发短路故障的关键部位进行重点监测,为车主充电构建一面智能安全防火墙。
新型移动式智能充电机器人
新型移动式智能充电机器人集“路线规划、储能系统、智能识别”于一体,车主只需在手机端安装应用程序并输入车位号后,移动充电机器人便可以根据预先规划好的路线自主行驶至指定位置,智能识别、自动定位充电插口。充电完成后,机器人自动返航回到充电设施位置补充电量。
新型移动式智能充电机器人在老旧小区人行道边给电动汽车充电
除了满足充电需求,新型移动式智能充电机器人还可以利用物联网技术实时读取“车辆电量状态+电池数据”,通过对汽车底盘温度、充电温度的实时监测,及时提醒车主充电安全,为车辆充电、放电保驾护航。在车辆行驶过程中,它还可以实现自主避障。
推拉式充储一体机
推拉式充储一体机的重量约200千克,配置助力系统,通过人工推拉方式进行,充电功率为30千瓦·,属于快充桩。当推拉式充储一体机工作时,人为推动其沿行车路线缓慢移动,覆盖范围可达30个车位。
这三款智能充电桩有一个共同的优势,就是很少占用地面空间,充电模式从传统的“车找桩”摇身变为“桩找车”,大大提高了充电灵活性,为破解老旧城区充电“顽疾”提供了一种新思路,同时也为政府、运营商、车主提供一个技术交流、充电体验、绿色科普的综合展示平台。
集各利益相关方之智,共建充电桩运营商业模式。国网金华供电公司组织团队进行多形式充电桩建设相关课题研究。通过研究发现,基于吸顶式可移动充电桩、新型移动式智能充电机器人、推拉式充储一体机三种形式多场景应用的充电新模式,并应用“充电魔方”基于负荷跟从的柔性充电策略,既能解决车主充电难的问题,又能起到对电网“削峰填谷”的作用。在此研究基础上,国网金华供电公司根据企业资源主动联系充电桩运营商(投资机构)、小区物业、业主委员会及政府机构(建设局、经信局)、行业协会等,通过多次沟通,明确各方诉求、资源优势、预期收益、风险点等,确定项目合作模式。
充电桩运营商(投资方)出资在小区内建设充电桩,物业对小区内的充电设备进行日常运维。国网金华供电公司运用“充电魔方”基于负荷跟从的柔性充电策略,让车主选择柔性方式充电,在不着急充电的情况下利用夜间谷电时段充电储能,降低车主的总充电成本。
由小区物业代替充电桩运营商(投资方)收取车主充电产生的电费,投资方获得由峰谷电价差产生的电费投资回报。运营的回报收益由小区物业收取30%的管理费用,由充电桩运营商获得70%的利润。国网金华供电公司则运用柔性充电策略进行削峰填谷,保护电网安全可靠、稳定运行。
构建并完善电动汽车充电站项目建设流程。如一名电动汽车车主确定安装吸顶式可移动充电桩后,国网金华供电公司作为牵头方,通过用电数据分析和小区预留容量,指导建设充电桩的型号、数量和位置。物业则负责完成小区内建设充电桩相关问题的协调,充电桩运营商进行投资建设,各方共同构建充电桩建设项目流程。
构建供电部门、发展和改革委、住建局、物业等多方协调的管理运行制度。国网金华供电公司与金华市发展和改革委、住建局、物业签订四方共建协议,提前做好充电桩线路预埋,针对地下车位,按照车位布局划分若干网格,并在各网格中心设置一个接电点,提前挂设单、三相多表箱;针对地面车位,依据车位数量,在小区合理位置统一规划3~5个接电点,整体安装多表箱。开通办理安装充电桩用户的绿色通道,简化建桩审批程序,与建设局做好相关流程报备。
关键突破
行之有效的问题解决方案
吸顶式可移动充电桩直接将0.11立方米大小的充电桩铁盒安装在梁柱或天花板上,解决老旧小区缺少充电空间的问题,实现最大化高效利用。通过收缩充电枪,不仅可实现多个车位共用,扩大充电覆盖面,也降低了投资、安装和使用成本。
集“路线规划、储能系统、智能识别”于一体的移动式智能充电机器人,可适应多种地面情况,对充电配套设施要求很低,安装更加简单方便,解决了老旧小区公共停车场充电车位不足的问题。从“车找桩”转换为“桩找车”,普通车位也可充电,不受固定充电桩限制,真正实现“车桩分离”,大大提高充电灵活性。
利益相关方的社会资源整合
供电公司从解决充电桩布局不合理及建设难的角度出发,利用自身技术上的优势和电网管理规模优势,突破原先的供电企业“电网运营者”的角色,识别社区和小区物业、充电桩运营商、小区居民、政府相关部门等核心利益。整合各方资源共同构建电动汽车多形式充电桩建设运营新商业模式,既解决了建桩难的问题,又解决了建设时长问题,还解决了小区公共区域位置紧缺问题,实现了电动汽车车主、充电桩运营商、小区物业和供电企业等各利益相关方的共赢。同时,国土局、规划局等政府机构和汽车行业协会等作为一般利益相关方,共同解决老旧小区和核心商圈充电桩建设的政策处理和协调问题,推进项目顺利落地。
问题解决的内外部视角转换
在以往的工作中,解决老旧小区、商圈等“充电难”的主要方式是与物业、充电桩车主协商充电桩安装的土地资源并给变压器增容,这将产生不菲的费用。该解决方式合理、合法,却无法从根本上解决充电难的问题且容易产生矛盾。
国网金华供电公司以建桩便利、充电便捷为立足点,充分考虑充电运营商建桩营运的需求、车主充电难的焦虑、小区物业充电安全的顾虑、政府部门解决民生问题的社会责任,采用老旧小区电动汽车充电为典型营运场景,以智能充电桩为硬件基础,并就此部署一套柔性充电软件策略。这样,既解决了老旧小区变压器容量超容、油车占位、公共土地资源稀缺等“老大难”问题,又缩短了充电桩建设安装周期,极大提高了充电桩运营商建桩投资的热情,使物业、车主、运营商均受益,同时降低了电动汽车车主充电电价,解决了电动汽车车主找桩、用桩难等问题。
在项目实施中,国网金华供电公司从原先“电网运营者”或“供电者”的角色转换为“服务者”角色,从电动汽车车主和社会发展的根本性需求出发,以牵头方的角色推动电动汽车充电桩建设,在为老旧小区解决“有车无桩”充电难问题的同时,也让参与的社会利益相关方共享价值。
多重价值
经济价值。对投资商而言,一个吸顶式可移动充电桩的成本为1.5万元,新型移动式智能充电机器人的成本为3万元。按照每桩每天充电60~80度电量,服务费为0.2元/度,和物业分摊利润后,4~6年可以回本,回本后每年每个充电桩可获取利润4088元。
对物业而言,一个智能桩每天可收入4.8元,建设一个充电桩一年可为物业获取利润1752元。
对电动汽车产业而言,可有效促使人们购买电动汽车,拉动汽车行业消费升级。
社会价值。对电网运行来说,柔性充电策略的使用能有效避免在电网高峰时充电,有效保护小区变压器不超容量,使之安全稳定运行。
对车主而言,能够有效缓解老旧小区电动汽车车主充电焦虑,大大减少车主之间的停车矛盾。
环境价值。解除无桩可充电的后顾之忧后,可刺激人们对电动汽车的购买热情,助力百姓低碳出行。
小区内充电汽车的增加,不仅可以减少尾气污染,而且小区的空气环境还会得到有效改善。
各方评价
充电桩生产厂家:吸顶且能移动的设计形式新颖,能够解决当前电动汽车用户的充电难题,这种形式如果能在市面上推广下去,对于我们厂家来说也是利好优势,带动了新型充电桩行业的经济发展。
社区受益居民:像卷尺一样,充完电枪线就自动收回了,真的是太方便了,以前我总是需要花大力气移动枪线。
金华市发改委:老旧小区充电难一直是我们十分关注的热点,也是我们为民办实事的重点工作,你们的项目给百姓提供充电便利,值得广泛推广。
汽车生产商:这个项目为我们的车主打开了一种充电新模式,在一定程度上缓解了大家在买新能源汽车前的充电顾虑,提高了我们的车主对购买新能源汽车的消费热情。
社区业主委员会(物业公司):这个项目很好地降低了小区电容的安全隐患,零投资、零风险,还能给我们带来额外的收入,我们非常支持!
建设局和住建局:这个项目帮助我们解决了老百姓回家“充电难”的民生热点问题,还助力绿色低碳城市建设,提高城市绿色电力的使用率,感谢你们!