以柔克刚的“柔性充电”，究竟是什么？

以柔克刚的“柔性充电”，究竟是什么？

近年来，“柔性充电”已成为新能源汽车充电行业的高频词汇，到底什么是“柔性充电”？其优势何在？今天的充电小课堂就带各位走近“柔性充电”，一起来深度了解吧！

柔性充电的缘起

要了解“柔性充电”，首先就要了解这项技术是如何应运而生的。

据乘联会数据显示，近半年销量前15的纯电动车型，续航大多已超过500km，有的甚至超过700km。但在实际续航“打折”的情况下，这只缓解了用户的部分焦虑。如果能解决电动汽车充电速度慢的问题，将能极大缓解用户的用车焦虑。

燃油车加油仅需要5分钟左右，倘若电动汽车使用大功率超充，也可以实现5~10分钟的快速充电，里程焦虑、充电焦虑等问题将被逐一击破......

2020年8月交通部颁布政策《交通运输部关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》，提及“引导在高速服务区建设大功率充电设施”。

2022年1月份发改委颁布的《关于进步提升电动汽车充电基础设施服务保障能力的实施意见》中提出:“鼓励推广智能有序充电鼓励大功率充电、无线充电、自动无人充电等新技术新模式发展”。国家多部门陆续出台一系列政策，支持和推动大功率充电技术的发展与应用，各大车企和充电运营企业正在加快布局大功率充电设施投放及运用。

需要解决电动汽车快速充电的问题，对充电桩的功率要求将会越来越高，当充电桩的电压、电流、功率越做越大，充电桩的形式也从单体充电桩向大功率充电堆发展，360kW及以上功率的充电堆将逐渐成为主流。同时，这对充电模块的功率调度智能化要求有所提高，以实现单模块级别的柔性投切。



而智能柔性充电堆，恰好可与直流终端配合使用，解决电动汽车对于充电桩不同功率的需求，于是“柔性充电”这一概念也应运而生。

什么是“柔性充电”？

“柔性充电”，是一种基于充电堆的充电方式。具体来说，是指将电动汽车充电站全部充电模块集中在一起，通过功率切换单元，按电动汽车实际需要充电功率，对充电模块进行动态分配，并可集成站级监控系统，对充电设备、配电设备、辅助设备进行集中控制，可为多辆电动汽车同时充电的充电技术。



▲充电堆示意图

根据深圳市市场监督管理局2017年发布的《电动汽车柔性充电堆技术要求》技术标准定义，柔性充电堆是“将电动汽车充电站全部或部分充电模块集中在一起，通过功率分配单元按电动汽车实际需要充电功率对充电模块进行动态分配，并可集成站级监控系统，对充电设备、配电设备及辅助设备进行集中控制，可为多辆电动汽车同时充电的系统”。



如何实现“柔性充电”？

实现柔性充电需要通过以下几个方面的技术支持：

首先是智能充电控制技术。柔性充电需要通过智能化的充电控制系统来实现。这个系统需要有高精度的传感器和智能算法，能够实时监测电池的状态、电动汽车的运行情况和电网的负荷情况，根据这些信息调整充电功率和时间，实现充电过程的自适应调节。

其次，是柔性充电设备技术可以在充电的同时，具有快速充电、高效转换和低功耗等特点。

此外，还需要电动汽车和电网的等方面的技术支持，在充电设备、电动汽车、电网等多个领域的实现技术创新和协同发展。

柔性充电有哪些优势？

柔性充电堆的核心优势在于:

解决充电桩单桩功率固化问题：单个充电桩功率固定，无法满足更高功率车型的充电需求，伴随着快充电池以及车型的升级，无法“向上兼容”。而柔性充电堆是电源集群，可以按需分配充电功率，满足更高功率的充电需求;此外，后续即使电动车快充技术迭代，也可以通过升级充电堆来满足更高功率的充电需求，解决“向上兼容”问题。



灵活分配充电功率，提升设备利用率：柔性充电堆可根据车辆 BMS 下发的充电需求，按需分配充电功率，有利于充电设备工作在最佳负载率范围，提升充电桩的设备利用效率。

显著降低投资成本，不需要重复增加后续投资：对投资者来说，柔性充电堆解决“向上兼容”问题，无需担心前期投资建设的充电桩不匹配后续更高功率车型充电需求，无需重复增加后续投资，显著降低投资成本，提升充电桩建设意愿。

此外，“柔性充电”也可以在后期升级为超级充电终端，以达到满足具备超级快充汽车的超充需求。

来源：充换电研究院
2023.07.26

“以柔克刚”柔性智能充电技术如何成就充电桩未来

壁挂式交流充电桩、落地式交流充电桩、智能路灯交流充电桩、一体式直流充电桩、分体式直流充电桩……我们如今可以研制并生产的充电桩越来越多。然而，充电桩未来将如何发展?究竟何种充电桩才最适合未来的充电市场?充电市场问题多多，充电桩(企业)又该如何“以柔可刚”?

充电桩市场面临的现状：刚需却又“需不受补”!

充电设施在近十年时间发生的一些历史年鉴性事件：

经过了十年的发展，充电技术得到了长足的发展。

(1)技术类型包括：电池换电技术、交流充电技术、直流充电技术

(2)主要的衍生出来的产品：壁挂式交流充电桩、落地式交流充电桩、智能路灯交流充电桩、一体式直流充电桩、分体式直流充电桩等等。

(3)按照工作模式还有还分：单枪单充、双枪轮充、双枪均充、多枪轮充等。

但是在有这些技术产品之后，如何能实施有效的管理和控制，还有就是在营收和运维方面怎么才能实现实时数据收集及整理呢?那么就出现了各种各样的管理系统。

例如：为充电桩安装提供服务的安装服务管理平台，它是为购买充电桩的客户提供安装服务的一个系统性管理平台。

在充电桩的安装流程中提供的功能有：(1)为自安装客户提供可行性技术支持，预约、联系、跟进安装充电桩;(2)快速响应上门勘测安装环境，提供安装方案;(3)提供安装方案，合理价格;(4)安装人员均受专业培训，标准化流程作业。

还有就是充电站运营管理系统。在系统的管理下，能够让充电桩管理企业能在一个运维管理系统中，实时与下属充电桩进行通讯，能下达各项指令到各个充电桩，监管下属各个充电桩各项运营指标。同时对整各充电站运营和供电情况进行监管。

当然，如果企业再大一点，企业拥有多个充电站，则又诞生了充电桩运营管理平台，这样一种群管群控的中心级管理系统。这个平台让运营企业能在一个运营中心，实时与下属各站级充电站运营平台进行通讯，能下达各项指令到下级站级运营平台，监管下属站级平台各项运营指标。同时有权接管下属站级平台运营工作。

在各种各样的系统、平台都纷纷出现之后。政府为了统一管理，规范化管理需求，研发出了政府级别的充电设施监管平台，在政府层面进行对行政区域内所有充电桩运营企业、单位及个人进行有效监督和监管，按照最新物联网设计，具而细之。能在大局上进行管控、调节。

可以说，就目前而言，充电设施无论是从设计到技术还是安装、系统管理，都已经做到了有很好的保障，相对的完善。截止到今年2016年6月份，我国充电设施存有量约11万支，充电桩与电动汽车配比是1：4。也就是说，平均4台电动汽车才能分配到1个充电桩，并且充电桩建设分布很不均匀，市区繁华地段基本没有充电桩或是很少，基本都在郊区或者是一些快速路服务区内，居民小区基本很难见到。

为解决新能源汽车最关键的充电问题，全国已有60个省市出台了推动充电设施建设的相关文件，预计到今年年底，全国有望建成充电桩超过18万个。

去年国家印发的《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020)》中，就明确提出到2020年，我国要建成充电桩480万个，满足全国500万辆电动汽车充电需求。业内称之为“双五百万”目标，即车桩比接近1:1。

而官方数据显示到2015年底，我国新能源汽车保有量达58.32万辆，其中纯电动汽车保有量33.2万辆。

用户数量达不到一定规模也正是目前充电产业的最大命门。

充电桩建设为什么这么难?充电桩高效吗?环保吗?节能吗?智能吗?

充电桩是一种用户终端产品，困扰着大众的这些问题，将直接影响到了充电设施的发展，也是我们这些作为充电设施的研发、生产企业也是必须思考和解决的问题。

处在这样的发展阶段，不少充电设施企业就提出了一个新的技术命题，充电设施柔性充电技术。

什么是充电设施柔性充电技术?

1)合理缩短充电时间;(2)自动调整充电功耗对电动汽车进行充电;(3)能同时满足不同车型的充电需要;(4)充电负荷不对电网造成冲击;(5)快慢自动切换，延长车载动力电池寿命;(6)主动防护，实时监控;(7)多接口，多能源自动融合。

具有代表型的，比较成熟的有以下几种充电设施柔性充电技术：

(1)CMS主动柔性智能充电系统，主要技术特点：柔性充电、主动防护、模块结构、群管群控、无电插头、无桩充电;(2)自动功率分配群充充电系统，主要技术特点：高智能化、节能经济、自由放置、高灵活性、高易用性、高扩展性;(3)矩阵式柔性充电堆，主要技术特点：功率共享、柔性充电、平滑扩展、节能高效;(4)光伏柔性充电系统，主要技术特点：消纳柔性、储能柔性、功率柔性、智慧充电。

上面是几种比较成熟的充电设施柔性充电技术，但是上述技术主要集中于后端，比如是充电设施的输出方面做出了各柔性技术结合，有就是进行除市电以外的能耗补充等。

供充柔性充电技术填补市场需求空白解决市场诸多难题!

兴国新能源自主设计研发的一套供充一体全方位供充柔性充电技术——GGFW供充柔性充电技术，其主要构成包括三部分：柔性配电系统、直流充电终端和GGFW充电站运营管理系统组成。

该技术由广东兴国新能源科技有限公司产品总监徐文提出。北极星输配电网获得了上述技术的提出者，广东兴国新能源科技有限公司产品总监徐文先生对于该技术的详细解答，本网特整理相关内容如下：

北极星输配电网获得了上述技术的提出者，广东兴国新能源科技有限公司产品总监徐文先生对于该技术的详细解答，本网特整理相关内容如下：

1、柔性配电系统

《GGFW供充柔性充电技术》柔性充电输入端控制由柔性配电系统实施完成。柔性配电系统包含配电站后台监控模块和GGFW充电站运营管理系统、供电系统监控模块两部分。柔性供电系统根据城市供电峰谷平时段(按照国家有规定:7：00-11：00和19：00-23：00为用电高峰，23：00至第二天的7：00为用电谷底，11：00-19：00为平缓时段。)出现不同的负荷情况，分时实施为充电桩总系统进行负荷调整，实施对充电网络供配电合理化使用。同时限制《GGFW供充柔性充电系统》总负载量不超出额定容量。

柔性配电系统具备功能：

(1)实时对变压器运行状态和高低电平开关状态，经过星型网络实时将运行数据反馈到GGFW充电站运营管理系统。(2)根据峰谷平时段负载不同，控制《GGFW供充柔性充电系统》输入总功率标定量，达到一个正弦波状态。

2、直流充电终端

直流充电终端由智能直流充电桩构成，是《GGFW供充柔性充电技术》实施柔性充电输出的主要模块。智能直流充电桩内部又由若干高频直流充电模块和柔性控制阀组合而成，通过桩体内部核心控制板与新能源电动汽车的BMS通讯，自动匹配需要进行充电的新能源电动汽车的充电技术参数;同时实时将整个充电过程中车载动力电池各项技术参数状态反馈到GGFW充电站运营管理系统，进行充电需求调整。

直流充电终端具备功能：(1)系统的安全节能控制系统(2)系统可调配需求的模块数量(实际充电电流大小)(3)对冗余模块进行软关断或开启(4)对模块进行休眠、开启(5)周期性的自动轮换工作方式

3、GGFW充电站运营管理系统

GGFW充电站运营管理系统作为《GGFW供充柔性充电技术》的运算大脑，负责整个《GGFW供充柔性充电技术》的数据公式运算及指令下达，同时收集、整理由直流充电终端收集回来的各类运营、运维数据。GGFW充电站运营管理系统主要包含以下模块：充电桩监控、营销管理、供电系统监控、安防监控、故障中心、系统管理六大模块。

GGFW充电站运营管理系统内部设定有两种功率分配模式：

(1)功率分配平均模式，通过柔性配电系统获得实际输入功率，继而平均分配给已经部署的直流充电终端，且进行电动汽车进行充电实施。

(2)功率实时线性分配模式，通过柔性配电系统获得实际输入功率，当电动汽车需要进行充电时，通过车与桩体的BMS通讯，获知车载动力电池所需充电功率大小，再向GGFW充电站运营管理系统申请分配功率，GGFW充电站运营管理系统会按照现有功率进行功率分配给直流充电终端，为车充电。

4、GGFW供充柔性充电技术特点

(1)全智慧化，供充均柔性管理，市电在峰谷平阶段，充电就是谷峰平阶段，相互为正反弦波功率使用。一台直流充电终端可对不同充电终端车辆自动分时轮充充电，不需要人工干预及值守。直流充电终端能够对大车进行充电，也可对小车进行充电，并且可以根据车辆需求、电网限制、设置的充电策略等进行智能地功率分配，既保证了充电模块的充分利用，又满足了用户多样化的充电需求。

(2)节能经济，从投资经济的角度来讲，系统可对不同类型电动车同时充电，设备利用率高，降低投资成本;从充电经济的角度来讲，该系统利用低谷电、低价电，降低充电成本;从运营经济的角度来讲，设备利用率高，夜晚无需人工挪车，降低运营成本;从电网经济的角度来讲，利用现有电网容量，不增容，节省投资;从扩容经济的角度来讲，系统可并机平滑扩容，降低扩容改造成本。

(3)全自助化，定制化充电方式，可实现即插即充、打卡充电、定时预约充电、APP远程充电等。

(4)高拓展性，预留新能源发电与电池储能系统的接入通道，使充电站建设便于与新能源发电及电池储能相结合。主动防卫，系统定时实施全面心跳巡检，提高整体系统安全运行指标。

(5)模块设计，系统服务N+1冗余配置方案，保障系统安全运行。

(6)高拓展性，预留新能源发电与电池储能系统的接入通道，使充电站建设便于与新能源发电及电池储能相结合。

广东兴国新能源科技有限公司(简称“兴国新能源”)，广东中外建集团有限公司旗下全资子公司，集新能源汽车充电基础设施研发、设计、生产、销售、安装与运营为一体，有机结合包括充电桩运营、管理平台与APP产品等各种充电桩软件和增值服务，专业、专注为新能源汽车提供充电桩整体解决方案的充电基础设施综合服务商。

自成立以来，兴国新能源一直致力于推动新能源汽车产业的发展、普及和应用，是以建立和完善新能源电动汽车充电补给网络和信息化管理能力为核心的创新科技型企业。2014年，成为特斯拉(中国)签约充电桩安装服务的三大提供商之一，2015年市场占有率达41%，并推出全国首个研发安装管理软件平台，是中国最早的充电桩综合服务公司之一，也是国内第一家电动汽车充电桩安装服务提供商。

通过潜心研发，兴国新能源稳步突破，踏实沉淀，2015年10月正式推出自主研发的直/交流充电桩及充电桩运营管理平台等系列产品，成为了国内屈指可数的集研发、设计、生产、销售、安装与运营等服务最全面的充电桩综合服务商!

兴国新能源将以“绿色环保，合作共赢”作为企业价值观之一，竭力打造绿色无污染的电动汽车生活和助力国家新能源发展战略，与合作伙伴一起努力为发展新能源基础设施建设而共赢，并致力于成为新能源汽车行业的先行者和最全面的充电桩综合服务商，为世界环境保护和治理做出应有的贡献!

来源： 北极星输配电网
2016.11.29