星星之火如何点起?又将如何燎原?
自2006年涉足电动汽车,国家电网公司由零起步,直至建成首个智能充换电服务网络,将电动汽车这一束之展厅的概念带到寻常百姓身边。从科研到生产,从建设到运营,公司推动电动汽车产业的起步与加速,始终建立在稳固的产研结合基础之上。
在国家发展电动汽车的大政方针和公司战略部署的指引下,中国电力科学研究院和国网电力科学研究院发挥各自特长,在电动汽车产业基础研究、技术和设备研发、标准制定、示范工程建设等方面稳扎稳打,走出一条具有启示意义的产业化道路。
探路
作为一项系统性工程,电动汽车产业集科学、技术、管理于一体,涉及汽车、电池与电网三方的诸多企业。率先在前期基础研究和关键技术与设备的研发方面有所建树,既是国家电网公司作为能源央企的责任所在,也对形成电动汽车产业的引导力至关重要。
围绕基础研究与关键技术和设备的研发,中国电科院与国网电科院先后迈出了探索电动汽车产业化道路的第一步。
早于2006年成立的电工与新材料研究所,是中国电科院针对未来智能电网急需技术而成立的,研究领域包括电动汽车、储能装置和超导等新兴产业。中国科学院院士、中国电科院名誉院长周孝信,将其评价为中国电科院“十一五”期间拓展科研领域的重要举措之一。
从2006年到2007年,围绕标准制定和关键技术研发,中国电科院开展了大量前期研究工作。2008年,借助北京奥运会倡导“绿色奥运”的重要机遇,中国电科院参与北京奥运会电动汽车充换电项目,在奥运会和残奥会期间,为奥运电动公交更换电站提供全天候的技术支撑与保障。2009年,公司承担的国家863计划“电动汽车电能供给系统关键技术研究与运行考核”课题相关研究工作由中国电科院执行完成。
随着电动汽车推广应用的力度加大,以电力二次科研产业见长的国网电科院于2010年春节前夕组建电动汽车充换电设施研发团队,支撑公司在27个网省区域推广充电站和充电桩建设的战略布局。在管理尚处政策真空期、少量试验示范性质的充电站技术水平参差不齐且缺乏相应标准规范的状况下,国网电科院确定研发先行的方针,编写了《电动汽车充电设施典型设计》并通过公司评审。同时,由电力电子、保护测控、结构设计等技术骨干组成的产品研发团队,将既有的同源技术拓展至电动汽车充电设施领域,仅用两个多月的时间,就成功研制出CEV1000电动汽车充电设施运行系统。2010年全国两会前夕,该系统中的5台CEV1100交流充电桩亮相北京公司展厅,引起了社会公众的广泛关注。
铺路
相比具体的产品研发,标准与模式因其牵涉范围的广泛性和对产业核心竞争力的决定性,成为电动汽车产业化之路向前延伸的最大关隘。为此,立足于在技术研究与设备研发方面进行的积极探索,中国电科院和国网电科院承担了公司部署的一系列相关标准与规范的研究课题,并在大范围内积极参与一系列充换电设施工程的建设,为探索符合国情、切实可行的电动汽车商业模式铺平道路。
借助早期介入的优势,中国电科院侧重于电动汽车充电机、充电桩标准、计量标准、监控以及通信协议等基础标准的编制,牵头编写了《电动汽车充电站通用要求》《电动汽车车载充电机和交流充电桩之间的通信协议》两项国家标准。2010年,国家出台了有关电动汽车的三个标准,其中,《电动汽车非车载传导式充电机技术条件》即由公司牵头、中国电科院主导完成。此外,还包括《电动汽车非车载充电机通用要求》《电动汽车非车载充电机电气接口规范》《电动汽车非车载充放电装置电气接口规范》《电动汽车充电设施建设技术导则》等十余项企业标准。
上海世博会期间,中国电科院为其电动公交车充换电站开发了充换电监控系统,并为其运营提供技术支持。2010年9月,中国电科院设计并建成的苏州邓尉路电动汽车充换电站首次探索为多种车型提供充换电服务。中国电科院电工与新材料研究所副所长李武峰认为,随着电动汽车标准化的推进,统一的电池、统一的充电接口、统一的服务,能实现跨城市的充换电站建设,使电动汽车得以畅行无阻。
与李武峰的观点一致,国网电科院配电与用电研究所副总工程师倪峰坦言,电动汽车真正的困难不是技术本身,而是多方协调确定标准。如果没有标准的支撑,未来的充换电站运营将会陷入混乱。
在研发和建设实践中深感标准之重的国网电科院,以国家标准化管理委员会电动汽车充电设施专家组成员的身份,积极参与相关标准的制定,共参与制定国家标准6项、行业标准3项和公司企业标准10项。
纸面的标准落于实际应用,方能显示价值。2010年3月31日,由国网电科院担任总包商的唐山南湖充电站交付运行,这也是公司系统第一座采用典型设计的充电站。时任项目负责人的倪峰经常要在深夜一两点接起电话,小到一条电缆沟的走向和深度,大到解决汽车厂商设计的充电接口通信协议非标准化问题,都要协调解决。南湖充电站的建设,除了解决国内电动汽车行业对充电接口无统一标准、各厂商电池充电软硬件接口五花八门的难题,还形成了包括方案设计、施工设计、过程监督及生产管理等全过程的工作流程图——通往电动汽车明天的路线图,逐渐成形。
拓路
2011年春节前夕,作为技术支持单位的代表,倪峰率项目团队几位成员赴合肥参加了四方签约仪式,安徽合肥供电公司与两家电池厂、江淮汽车厂共同签署了推动电动汽车发展的合作协议。作为私人购买新能源汽车补贴5个试点城市之一,合肥投资近2亿元,兴建国内首家也是最大的电动汽车充换电产业基地。
近几年,作为世界上电动汽车发展速度最快的国家,我国从中央到地方政府,从企业到用户,都明显加快了推动电动汽车普及运用的速度。开拓电动汽车的产业化道路,成为当下最热切的课题。
早在去年4月建成江苏省首座符合公司典型设计的示范工程扬州吴州路电动汽车充电站时,国网电科院就明确了电动汽车充电设施的产业化方向。“我们的定位不仅只是产品的供应商,我们将致力于成为充电站一体化解决方案的提供者。”国网电科院副院长奚国富如是说。
以擅长将科研与市场相结合而著称的国网电科院在电动汽车这个全新的领域里,又一次找到了开拓者的成就感。四川成都石羊充电站、河北石家庄位同充电站、安徽合肥瑶海充电站、辽宁大连市内充电站……2010年,投资1400多万元的电动汽车充换电设施项目签订的总合同额近2亿元,实现当年研发、当年量产、当年出效益,全年建成充换电站40座和交流充电桩3572个。产业化的规模效益显而易见:这一年间,充电桩的成本已下降三分之一。
在直观的数字背后,蕴藏着继续开拓的压力。在公司明确了“集中充电、统一配送、换电为主、插充为辅”的模式后,覆盖电池更换设备、集中充电站、电池配送站等基础设施的研发和电池租赁、换电、充电、车辆租赁等运营模式的探索成为产研结合投入的重点。
李武峰表示,要更好地支撑公司充换电网络布局和建设,必须加大研发力度,对原有技术和产品持续更新,升级完善。为此,中国电科院开展了分箱式充电机、仓储式电池更换系统、换电机器人、充换电监控系统等一系列设备和系统的研发工作,并积极申请国家863课题“电动汽车远程监控和信息终端系统研究与开发”。国网电科院用于研发和展示的电池更换站示范站也于2月底在南京浦口建成。
除了产品的升级换代,与商业模式相呼应的运营服务管理也正式提上了日程。目前,国网电科院承担的国家863课题“电动汽车与电网互动技术研究”中的产品CEV3000智能充换电服务网络营运系统和中国电科院承担的公司课题“基于物联网的电动汽车智能充换电网络运行管理系统”都是今年研发的重中之重,将运用多种信息通信手段,开发资产管理、充电卡管理、客户服务管理、充电网点管理、计量计费等功能。此外,相应的后续标准仍在加紧制定中,今年,两院承担编制工作的公司或行业标准均在20项左右。
如周孝信所言,“这些有前景的新领域,需从现在开始积累,一步步实现关键技术的突破,进而引领发展潮流”。围绕电动汽车所形成的研发、生产、服务、营销紧密配合的产研之路,不仅是电动汽车产业的实现之路,也是电力科研机构在能源结构调整格局下的突破之路。