新能源与高效节能

截至2021年9月初，全国新能源汽车保有量678万辆，占车辆保有量的2.28%，截至2021年9月，全国充电基础设施累计数量为222.3万台，同比增加56.8%。2020年11月，国务院办公厅发布了《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》。《规划》提出，到2025年新能源汽车销量占当年汽车总销量20%；到2035年，电动汽车将成为新销售车辆的主流。随之而来的是电动汽车安全问题，2021年1到10月电动自行车及其电池引发的事故1.4万起，死亡41人，受伤157人；2021年全年共发生3000余起新能源汽车火灾事故，2021年相较于2020年车辆保有量增加了69%，即使事故率不变，据网上公开资料仅仅2019年就发生100余起充电安全事故，2020年被媒体报道的烧车事故共124起，2021年仅5月国内共发生电动汽车起火事故34起，因充电过程中起火原因占事故总数的23%，造成的经济损失高达1654万，人均造成的经济损失高达28万。 新能源汽车国家监管平台确认充电阶段是最适合进行电池指标安全监控分析的阶段。 新能源汽车动力电池在各种因素下诱发起火，扑救难度大，复燃风险高。充电安全是推动电动汽车产业发展的关键，通过对电动汽车充电预警防护关键技术研究，可以推动电动汽车产业的发展，促进绿色能源的大范围应用。在电动汽车充电预警防护关键技术研究方面能够迅速发现充电安全问题、解决问题，可大大提高安全性，满足用户要求，保障人民生命财产安全。 当前市面上对充电过程的预警并没有较好的办法，存在的问题主要有采用市场上现成的板卡，接口多，不稳定，可靠性差；通信一致性较差；随桩不方便，厂家众多，由于成本问题，导致运营商 无法做到充电安全的实时监控。 本项目预警装置通过CAN协议实时解析电动汽车充电桩上的充电数据，分离出所需要的SOC（电池充电状态）、单体电池最高电压、单体电池最高温度、充电时长等等，解析完成并采用大数据分析后，通过Lora组网、5G/4G光纤传输，上传到远程的电脑计算机端，实现充电过程的实时监控、预警，做到可测、可控、可预。基于大数据和深度学习实现了电池温升、压差的分析，准确预测了电池的老化和衰退轨迹，实现了充电故障的诊断。 依托该项目获批河北省电动汽车充换电技术创新中心省级平台。在技术方面，针对电动汽车充电安全技术领域，提出了双层防护模型，构建了基于智能学习算法的防护知识体系，实现了对充电数据的实时监控和评估，形成了充电安全预警平台的原创性重大突破，在国内处于领先水平，电动汽车充电安全性有了保障。 先进性和独创性：具体成果包括： 1、开发便携式电动汽车充电安全实时监测与预警系统。 2、创造性提出了双层防护模型。 3、创造性构建了基于智能学习算法的防护知识体系，实现车辆充电安全闭环管理，提高了48%的运维比例。 技术发明点1：研制了电动汽车充电安全监测与预警系统。 研制了基于ARM CortexM4构架的电动汽车充电安全监测与预警系统。构建了云平台+充电安全装置架构，具备5G/4G无线通信、光纤有线网口模块，满足车桩GB/T27930 CAN通信协议，基于光通信模块的冗余通信架构实现与“控制器”和“云端”互连，满足车桩监视和预警的实时性，具备可控、可监、可测与可预，实现了居民区、商业区和工业区多场景应用和充电数据的实时监控和评估。解决了充电安全预警不完善、适应性差的问题。 技术发明点2：提出了双层防护模型关键技术。 建立了主动和大数据两层防护模型，构建了基于大数据分析的充电安全事故分析概率模型，充电安全分析准确率提高60%，解决了充电安全防护方案不完善，模型完备的问题。 技术发明点3：提出了基于智能学习算法的防护知识体系。 基于云端海量数据，通过机器学习算法识别出 27个关键特征，建立了多维度组合的防护知识体系，实现了云端与设备侧的知识协同，实现了亚健康及高危车辆的分级管控，基于自适应学习的防护知识体系技术，实现车辆充电安全闭环管理，提高了48%的运维效率。 查新：2021年8月18日经华北电力大学（教育部科技查新工作站），查新结论：在检索到的国内外公开发表的文献中未见报道。 领先性：2021年9月30日经天津市科学技术评价中心评价为：该项目研究成果整体达到国际领先水平。

市场规模： 按照国家电网2020.4.14日充电设施项目集中联动开工7.8万台计算，具有3900-7800万元市场规模；根据工信部《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）征求意见稿、充电联盟、电动汽车百人会知：2025年新增电动汽车占当年汽车销售量的25%即360万辆，到2030，新增电动汽车占当年汽车销售总量的76.4%即840万辆。按充电桩与电动汽车1:1完成基础设施建设，则市场规模如下： 表1 市场预测规模 年份 充电桩新增（车桩按照1:1配比） 单个装置按1000元/台 2020 70万台 70000万元 2025 360万台 360000万元 2035 840万台 840000万元 利好政策： 面对新能源汽车安全问题，政府采取了一系列激励措施：2019年6月17日，工信部正式下发了《关于开展新能源汽车安全隐患排查工作的通知》；2020年中共中央将充电桩列为“七大新基建”之一；2020年11月2日，国务院办公厅发布《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》，其中就安全问题提出了明确要求；2021年1月1日，国家强制标准《电动汽车用动力蓄电池安全要求》正式实施；2021年2月，《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》和《商务部办公厅印发商务领域促进汽车消费工作指引和部分地方经验做法通知》，以加强充换电服务，支持依托其他城市建设。