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特来电充电网两级安全防护体系介绍

在近日举办的相关论坛上,青岛特来电新能源有限公司副总裁、首席科学家鞠强对特来电充电网-两级安全防护体系进行了介绍。

2018年,全国纯电动汽车燃烧的事情发生了几十起。今年9月26日,汽车工业协会、充电联盟召集全国主机厂、电池厂和充电桩生产厂家及运营商开了一个会,专门讨论新能源汽车的安全问题。会议上,很多厂家都在会议上做了汇报,我代表特来电从安全的角度也讲了一下,后来又专门去工信部装备司给部委领导汇报。我今天的内容基本上就是前一段时间讲的,但是时隔两个月,数据上发生了一些变化,这里我做了一些更新和修订。

我的内容一共有几个方面:特来电的基本情况、两级安全防护体系、数据分析、案例分析,最后是建议。

公司情况我简单介绍下。汽车加油要去加油站,要去三桶油那里;电车充电要去充电站,而充电站有公共站、专用站等的区分。这个图是充电联盟的最新数据,展示了对外公开运营的超过一千个充电桩的运营商情况。这个大表大家可以看一下,蛮有意思的。特来电是全国第一位,然后是国网、星星和普天,这四家都是全国性之的运营商,充电桩占了目前全国86%的市场。纵览全表的,我们会发现市场发展是非常不均衡的,第一名和最后一名差了两个数量级。这是一个基本的市场格局。

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特来电是2014年7月份成立的,到现在四年半的时间,每年充电量都有一定的增长,今年7月2日累积充电量突破了10亿度,之后平均每28天充电量就增加1亿度,现在即将到了16亿度,注册用户数也突破了120万。

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在12月初的时候,我从系统中拿的这个图,当时充电量是420万度,14万个有效的订单,每单平均是30度电。而到昨天(12月7日),则是充电量达到了500万出头,订单达到了17万笔。这是一个充电量的情况。

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特来电在安全层面,做了两层防护。第一层我们叫CMS主动防护。大家都知道,电动汽车有三电,电机、电控和电池。对于电池而言,BMS就是它的大脑。大脑出了问题,就会行为紊乱。在BMS控制整车充电行为的同时,特来电CMS主动防护技术会针对BMS的相关异常情况进行二次检测,如果发现BMS数据超出范围,甚至BMS死机,那么就会触发主动防护终止这笔充电订单,保证充电安全;同样,对于电池的温度过高、过低,增长过快,电压过高、过低等情况,也会触发主动防护及时终止充电订单,保护充电安全。

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在CMS基础之上,我们还建立了基于大数据的第二级安全防护体系。特来电大数据平台是搭建在云基础设施之上,基于Hadoop的分布式架构与组件,自主开发了相关的引擎、工具和子平台,支撑主动防护、电池健康、智能运维、实时运营分析等大数据应用。这个平台目前支撑着特来电每天14万笔订单、4.2TB的数据(不包含音频、视频等)、合计1.3PB的数据(一年),每天有40亿次的调用交互。

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电动汽车在充电桩上充电时,一方面有能量的流动,一方面有数据的流动。充电时产生的数据,包括电池的单体电压、最高/最低温度、需求电压/电流、SOC等,以一个比较高的频度经过采集、清洗,最终被存储到大数据平台上。这些数据,经过机器学习算法的训练与校准,形成了针对单用户单车的模型,也形成了分品牌分车型的模型,涵盖了安全、健康、经济和运维四个维度。每笔充电数据,在大数据平台都会被甄别,其中异常的数据会产生报警,如果触发了主动防护的指标之一,则会被停止充电。当某辆车在一段时间内,连续触发了主动防护(停止充电),那么这个行为将会被通知用户、运维岗与安全岗,进行相关的检修检测。

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看一下特来电两级安全防护体系的总体防护情况。这是截止到12月1日,今年前11个月的情况,总订单数超过3800万笔,被主动防护掉的是37万出头,比例接近1%,每一百笔正常订单里面有一笔会在主动防护下被停掉,这里面涵盖了137个品牌,885种车型。

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这是一个分车型的整体防护情况。车辆类型我们分为了乘用车、商用客车、商用货车。左面的柱状图和右边的表格,表达的是同一个内容。我们先看右边的表格,有四个列,第一个列是车型,第二个列是主动防护订单数,第三个是总订单,第四个是被主动防护的订单比例。比如商用货车,在特来电的充电桩一共充了158万次多的订单,其中主动防护订单数是17785个,有1.12%被防护了。对应到柱状图,橙色的1.12%是被防护的比例,蓝色就是被我们防护的订单数(下面几页和这个一样),这个橙色的被防护比例越低越好。整体来看,我们得出一个结论:乘用车的BMS稳定性和可靠性是最好的,商用客车其次,最差的是商用货车。

这些车型,少部分是车辆传给我的,大部分其实是特来电根据充电过程中产生的数据,利用监督式学习中的决策树C50算法,训练“猜车”模型,计算出来的。这个猜车模型虽然准确度很高,但是还是有大量的车的充电曲线资料不完善,所以导致还有很多“未知”车型的数据。

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下面看一下乘用车分品牌的情况,这里面我们可以看出越是订单基数大的厂家,BMS稳定性和可靠性越好;而订单基数少的这个排第一名的品牌,一共 10万笔,就被防护掉了5000笔,占比5%,相当于每20次充电里面有1次就防护掉了,这个质量是非常差的。这种情况,在某些BMS产品上,体现的很明显。

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再看商用客车的情况,我们看到比乘用车要差了不少的,最高的被防护比例是12.43%,这意味着它充8次电就会被我停掉。

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