安全與能效的博弈：換電站智能充電系統的算法突圍戰.pdf

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1、安全與能效的博弈：換電站智能充電系統的算法突圍戰分享人：王賽鵬行業困局：數字解讀進站即充的代價 落地攻堅：從實驗室到3000+換電站商業實證：江浙滬的數字戰報技術破局：電池充電與線性規劃的交響曲探討答疑致謝行業困局：數字解讀進站即充的代價 第一章節新能源車發展趨勢新能源車保有量占比從不足1%到超10%僅用了5年年份新能源車保有量（萬輛）占乘用車總量比例20191200.6%20217843.5%20232,2008.3%20242,90910.5%滲透率加速提升，2025年3月零售滲透率首次突破51.1%注：純電車型占比超70%，意味著有2100多萬的車需要被充電0.300.621.100.6

2、20.30進站即充：虧電電池一進站就進行充電由于電價的尖峰平谷特性，肯定會使得某些電池充貴了同時由于電池所用材料的特性，電池在不使用時，電量越高活性越大，也就越不安全換電站電池充電行為&影響換電站電池充電行為&影響8492486642108783112991107664115672822087817879063010000002000000300000040000005000000600000070000000200004000060000800001000001200001400004/1/254/2/254/3/254/4/254/5/254/6/254/7/254/8/254/9/25每

3、日單量&電量趨勢全量訂單電量在今天，換電站日均換電次數約9萬次，節假日可高達11萬次，這意味著平均每一秒鐘都有一次換電完成電池應該如何充電更安全？1.充電溫度適宜2.盡可能慢充3.定期滿充4.避免長時間滿電存放技術破局：電池充電與線性規劃的交響曲第二章節多目標優化的充電問題規劃周期內，電池以多大功率充電，使得充電總成本最小多目標優化的充電問題將電價按照行為分特征段，基于電價時段特征離散化決策，優化充電成本，提升能效。真正做到低電價能充盡充，高電價按需充電電價時段分段決策提出充電功率階梯選擇方案，根據不同工況靈活調整功率。通過MILP模型優化充電功率，實現能效和安全的平衡充電功率階梯選擇針對不同

4、日期屬性和站點特征，使用不同的訂單需量預測方法，并融合考慮電價變化、現場訂單、導航訂單等因素，最終輸出更為準確的訂單需量，保證整體規劃是合理的訂單需量融合處理創新設計電池健康狀態-充電應力耦合方程，量化老化指標為整數約束條件。通過MILP模型動態設定充電安全閾值，確保充電過程安全可靠。多目標優化的充電問題1.訂單需求的多少：直接決定了選擇多少塊電池充電 以及 這些電池的充電功率2.站內電池狀態：每塊電池的繁忙程度，影響其充電功率的高低3.電價的高低：充電成本的關鍵組成部分，決定充電功率多目標優化的充電問題定義問題：規劃周期內，電池以多大功率充電，可以使得充電總成本最小，目標函數如下：約束條件：

5、用戶需求約束、電池電量約束、電池充換電狀態約束、電池安全約束等舉個場景假設：站內只有一塊電池用戶會在3個時段（T0、T1，T2）后到來，需要45度電每個時段下可選擇2個功率檔位（10，20）進行充電電價0.3 0.61.1電費成本未滿足訂單成本電池安全成本充電總成本功率檔位組合序號T0T1T211010102010001202102010261000126310102031100013141020203705425201010231000123620102034053972020102905348202020400545問題：每個時段應用怎樣的功率檔位，可以保證本次充電的成本最小約束條件：1.

6、如果沒有滿足用戶所需電量，則成本增加100元2.如果平均充電功率大于15kW，則成本增加5元策略1和策略5：雖然電費成本很低，但是因為滿足不了需求，所以總成本變高了策略4和策略6：雖然可以滿足用戶，但是電費成本高，所以總成本還是高最終策略：選擇策略7，總成本最低落地攻堅：從實驗室到3000+換電站第三章節實驗室驗證與優化實驗室仿真環境搭建搭建換電站仿真環境，進行多場景仿真驗證。通過實驗室測試，優化算法性能，確?？煽啃?。01實驗室驗證與優化設計評價指標針對換電站電池充電場景，結合多目標背景，設計出一套既可以評估充電效率又可以評估電池安全的評價指標02實驗室驗證與優化小批量實站檢驗仿真環境中驗證方法可行，但終究和實際場景有差異，所以在大批量推廣之前，還會先小批量實站檢驗具體效果，該階段發現問題，會設計回退功能，并快速修復03大規模推廣上線當小批量檢驗通過之后，才會大規模上線推廣，并做好閉環觀察措施04商業實證：江浙滬的數字戰報第四章節上線前后效果對比進站即充充電成本：168.3元調整后充電成本：61.7元該站一天電費節省106.6元該電池可以放在夜間谷時進行慢充，以保證電池安全探討答疑第5章節嘻嘻嘻嘻嘻嘻嘻嘻嘻嘻嘻嘻嘻嘻嘻嘻嘻分享人：王賽鵬