利用大数据、共筑大生态,桩企主动打造充电防

利用大数据、共筑大生态,桩企主动打造充电防

时间:2020-02-12 07:15 作者:admin 点击:
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“安全就像悬在电动汽车之上的一把达摩克里斯之剑。” 中国电动汽车充电基础设施促进联盟理事长董扬 的一句精准比喻,让人感受到确保电动汽车安全的迫切性与重要性。据不完全统计,自今年4月21日特斯拉车辆自燃后的一个月内,国内11起电动汽车着火事故又接连发生。

作为电动汽车产业下游的充电基础设施行业,也开始越来越多地将目光聚焦于充电安全上。最近的一个例子就是,我国第一大充电运营企业——特来电对外发布“面向新能源车安全的充电网两层防护技术”。

桩企可以为提升电动汽车的安全性做些什么?充电安全应该如何保证?围绕这一系列不应被忽视但目前尚未得到应有重视的问题,记者进行了一番了解。

借大数据做充电安全防护

据特来电相关负责人介绍,该公司以科学大数据模型为依据,基于新能源汽车充电主动防护和大数据监测保障,研发并建立了两层安全防护体系——CMS(柔性智能充电管理系统)主动防护和大数据防护两层安全防护体系。其中,CMS主动防护层包含了11个安全充电模型,1个电池特征监测模型,27个计算维度;大数据防护层则包含了8个大数据防护模型,一套车辆与车型档案库。这项“面向新能源汽车安全的充电网两层防护技术”(以下简称“两层防护技术”)首次打破了动力电池安全完全依靠BMS(电池管理系统)管控的传统观念,实现了从电网、充电、BMS到电池、车辆的贯穿。

具体来说,CMS主动防护是在BMS控制整车充电行为的同时,进行二次检测、分析、计算,根据模型计算的结果,如果触发了防护阈值,存在异常充电行为,会及时终止充电订单,保护充电安全。反之,不会有任何安全问题,可以继续充。大数据防护则是在CMS基础之上,基于大数据的第二层安全防护体系,针对充电网数据、车辆历史档案、车型历史档案三种数据,进行处理、清洗,放到8个防护模型中进行计算、分析——通不过防护校验的,会被终止订单;数据正常,则可以继续充电。充电结束后,系统仍会对车辆安全风险进行评估,并把本次充电的数据,更新到车辆档案库、车型档案库中。

特来电的两层防护技术,通过充电网实现了对动力电池的冗余安全防护,不仅让防护范围在空间轴从BMS扩展到充电侧、能源侧、用户侧,也在时间上贯通了车辆的历史数据,同期打通了全国同类型车数据,构建了多角度、多维度、系统化的电动汽车充电安全模型,建立了规模最大的动力电池充电过程数据库,使得充电过程对汽车安全隐患,做到可监视、可预警、可控制、可追溯。

能源行业电动汽车充电设施标准化技术委员会秘书长刘永东 在接受《中国汽车报》记者采访时表示:“特来电的两层防护技术,采用大数据的方式提供预警服务。”

来自特来电大数据云平台的统计数据显示,2018年特来电的5300万笔订单中,其充电安全防护体系共防范了32万次不安全充电,安全防护比达0.6%,避免起火事故16起,今年1~3月也避免了多起重大事故的发生。

据了解,大数据检测目前已成为充电桩企业实施安全预警的一种措施。星星充电方面告诉《中国汽车报》记者,该公司根据在用户充电过程中的数据监测情况,通过抓取包括全车型大数据、全周期充电数据、场站和车辆信息数据、电桩运行数据、电桩日志数据、运营数据、行为数据、电池数据等核心数据,通过独创的充电设备安全自检、主动防护术、主动侦测技术保障充电过程的安全。另外,星星充电还能通过智能大数据个人SOH电池健康报表、行业级车辆电池状态监控分析报告保障电池互动安全,不断完善电桩主动报警、防御、停止模型,实现精准高效的安全保障。

充电环节为车辆安全再添保障

“如果电动汽车着火,最主要的原因还在动力电池本身,说明BMS未能肩负起监控作用。”刘永东告诉《中国汽车报》记者,“要保障安全,最核心也最基本的前提条件,是动力电池及BMS品质过关。”BMS的意义不仅在于提高动力电池的效能,而且要防止其出现过度充电和过度放电的现象。“从动力电池安全的角度讲,BMS的重要性处核心位置。不过,保障充电安全也是桩企必须要做好的事情。”他说。

中国汽车动力电池产业创新联盟副秘书长王子冬 曾指出,快速充电技术对动力电池要求很高。在业界对锂电池安全事故的分析中,过充电导致的热失控引发电池组爆炸也是原因之一。锂电池一旦过充,电压会快速上升,导致电池内部热失控,最后发生事故,这与充电器和BMS厂家的制造水平有直接关系。

特来电相关负责人向记者介绍道,电动汽车在充电过程中,随着电量的逐步增加,动力电池内的锂离子开始变得活跃。这个时候,电池内部的细微缺陷可能导致起火事故。因此,研究安全可靠的充电技术是解决电动汽车自燃的重要抓手。

在中国汽车工业协会、中国汽车动力电池创新联盟和中国充电基础设施促进联盟组织编制的《电动汽车安全指南》中,充电安全便是11个组成部分之一(其他10个部分分别是电动乘用车安全、电动客车安全、电池单体和模组、电池管理系统、数据监控管理、维修保养、动力电池回收再利用、安全事故处理、操作安全、运营车辆安全管理)。

业界呼吁打破边界共享数据

据介绍,电动汽车动力电池和充电基础设施之间目前遵循的通信标准是《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》(GB/T 27930-2015)(以下简称“《通信协议》”)。整个充电过程包括六个阶段:物理连接完成、低压辅助上电、充电握手阶段、充电参数配置阶段、充电阶段和充电结束阶段。

在这个过程中,BMS实时向充电机发送电池充电需求,充电机根据电池充电需求,调整充电电压和充电电流以保证充电过程正常进行。在充电过程中,充电机和BMS相互发送各自的充电状态。除此之外,BMS根据要求向充电机发送动力蓄电池具体状态信息及电压、温度等信息。

刘永东告诉记者:“目前,充电桩无法获取动力电池的型号、厂家等信息。如果能够打通渠道,建立起更加完整的上下游大数据,行业和企业做出的分析才能更具针对性,起到更好的效果。”

根据《通信协议》,充电基础设施会根据电压电流算出充电时间,最多能充多少电量。当到达某个数值时,充电会自动终止。“这种保护是从属性的。”刘永东强调,“首先要确保BMS提供准确信息,如果反馈的是错误信息,充电端就没有办法进行后续有效的保护。”

充电基础设施的相关标准中也涉及对过充的保护:充电基础设施会检测电池的单体电压,如果超过规定值,即使BMS下达继续充电的要求,充电基础设施也会主动停止充电。特来电根据多例防护订单和充电网的大数据发现,这样的订单存在隐患,是发生安全事故的前兆,严重的可能引发过充、过放、电池热失控,最后导致车辆自燃。对这些“可疑”的数据,特来电会进行更进一步的梳理与分析,并做相应的处理,提醒用户进行车辆检测。

目前,电动汽车产业还在“爬坡过坎”,全行业必须重视电动汽车的安全问题,整车企业、动力电池供应商、充电运营企业应打开边界,充分交换电动汽车在生产和使用过程中产生的数据,建设提高电动汽车安全性的系统工程。特来电相关负责人也向记者表示:“三方数据形成互联互通,才能打破壁垒,让安全防护技术有的放矢,而不是‘头痛医头、脚痛医脚’。”

文:赵琼 编辑:庞国霞 版式:曹亚玲

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