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看一项国际专利如何创新“破局”

来源:科技日报   2014-09-29 16:56:46   点击:

导读: 近日,由国网杭州供电公司提出的发明专利“一种里程数据控制电池更换的方法及系统”获美国专利商标局授权。

“我们找到了一条适合自己市场需求的电动汽车商业化运营方法,为电动汽车市场的发展打下了基础,电动汽车的每一次换电、行驶的每公里都包含着这项专利的功劳。”

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新能源时代,面对大规模发展电动汽车的种种桎梏,郑正仙对团队的自我评价饱含自豪却并不夸张。

近日,由国网杭州供电公司提出的发明专利“一种里程数据控制电池更换的方法及系统”获美国专利商标局授权。这不仅是该公司首个获得国际授权的发明专利,也是其母公司浙江省电力公司首个国际专利。这标志着该公司提出的换电技术和里程计费的运营模式在国际范围内得到广泛认可,也树立了该公司在电动乘用车换电领域的领先地位。

“这一创新成果来之不易,它提出了一种全新的技术路线和商业模式,打破了国内发展电动汽车的困局,成功推动了杭州电动汽车市场的发展。”郑正仙介绍。

打破桎梏:探索电动汽车能源供给模式

2009年初,杭州成为我国13个新能源汽车试点推广城市之一。当时,发展电动汽车最大的障碍主要有两方面,一是电池续航里程不高,导致电动汽车行驶里程受限,二是基础设施运营的商业模式也只处在摸索阶段,导致大量的电动汽车止于试验阶段而未见量化生产和推广。

如何打破大规模发展电动汽车的桎梏,就成了摆在杭州供电公司这一能源供应商面前的重大难题。而建设电动汽车配套基础设施,首先要确定电动汽车能源供给模式。

通常,能源供给模式分为慢充、快充和换电三种。慢充的充电电流相当低,一般充电时间约为5—10小时,有的甚至达到10—20小时;快充是以较大电流在汽车停车的20分钟至2小时内给电池充电;换电是借助专业机械来快速完成电池的更换、充电和维护,一般在2分钟左右。

为了进一步确定技术路线,2010年1月,杭州供电公司在杭州进行了充分的市场调研。结果表明,87.4%的被访者能接受几分钟更换电池和电池配送上门的模式,而只有12.6%的被访者接受电动汽车整车充电的模式。为此,该公司从用户需求出发,开始积极研发以电池更换和电池配送上门服务为中心的技术体系。

2010年6月,国网杭州古翠电动汽车充换电站正式建成,这是全国第一个以“换电为主,插充为辅”思路建成的电动汽车换电站,它开启了杭州新能源汽车发展的新篇章——

在站内以电池转运箱和移动充电仓为模块进行搭配对电池进行充电,以电池搬运装置等配套工具进行换电操作,以电池配送抢修车等作为抢修专用作业,对电动汽车上即将用尽电量的电池进行更换服务。按照此技术模式,全杭州开始陆续进行了换电站建设,截至目前,杭州城区平均每2座充换电站(配送站)的服务间距约4.5千米,城区15分钟充换电服务圈已经建成,并实现了大杭州范围的充换电站全覆盖。

里程计费:找到电动汽车服务网络运营出路

郑正仙介绍说,电动汽车基础设施的配套问题解决了,但是当电动汽车需要进行换电时,如何进行计费是决定电动汽车服务网络商业化运营的成败所在。此外,如何进行用户管理,用户在什么情况下可以在电动汽车服务网络内接受服务,都是摆在面前的棘手难题。

计费模式一般包括里程计费模式、电量计费模式、按次计费三种计费模式,里程计费模式为按照用户行驶的里程收取费用,电量计费模式为按照用户每次实际使用电量收取费用,按次计费为按照用户换电次数收取费用。

“还是让市场说话,哪种模式更适合更快推动电动汽车发展,哪种模式更加符合一般用户的消费心理,我们就采用哪种模式。”里程计费可以引导用户更加合理使用电池以及规避用户的忧虑,可以免除一些不必要的纠纷。

为了更好地为电动汽车服务,杭州供电公司成立了电动汽车服务公司,提供专业化运营服务。截至2014年8月31日,杭州充换电网络已服务纯电动汽车723辆,累积换电次数约为95万次,累积行驶里程约为4728万公里。这个里程可以绕着地球1000多圈。

无线物联:充换电里程计费驶入“智能时代”

提到这项发明的具体应用原理和方法,郑正仙为笔者描述了里程计费的详细“攻略”——

电动汽车的用户可以拥有多个用户账户信息,一个用户账户对应一张充电卡,而每张充电卡必须选择一种计费策略,比如选择里程账户。用户可以根据需求预先设置计费策略,并和自己与用户账户信息对应的充电卡进行绑定。里程账户对应的计费策略的充电卡不止是跟用户账户信息绑定,还必须跟电动汽车进行绑定。

“里程计费离不开电动汽车能源供应运营系统的支持,电池更换信息需要记录到数据库中,记录的更换电池信息可以包括哪几组电池更换成功信息,或者更换电池的电动汽车标识信息,更换电池的时间信息等等,以便于运营系统对于电池更换情况的了解。”郑正仙介绍说。此外,也可通过手机短信的方式来接收用户发送的电动汽车相关充电信息。

专利技术里也有一个物联网环境,每辆电动汽车都安装有带有无线收发模块的里程计,能定时发送车辆当前里程。当车辆进入安装充电站(充电桩)的里程读取终端范围内,里程读取终端收到车辆的里程数,上报给主站平台。所述里程读取终端可以采用加密芯片、里程计通信接口、微控制单元芯片和无线射频芯片来实现,里程读取终端无线通信的范围为半径500米,可达容纳50辆车的规模。

“这项专利已经经受了3年多的考验,我们希望这个技术能带动我们的电动汽车跑得更远、更快。”郑正仙说。

汇桔观点:

在这个中国企业都在谋求转型升级的环境下,企业能够找准自己的定位,发展的方向并且践行是让许多企业都羡慕的事情。此前,国家对新能源汽车的补贴政策出台,导致准车主们也“食指大动”,新能源汽车销售量的提升反而促进了新能源汽车的产业升级。

所以,作为汽车企业,如果可以在新能源汽车研发上有所突破,那么将遥遥领先与其他汽车企业。

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