新能源车辆补能站智能充电策略

北京市

 数据来源：北京国际大数据交易所 

（一）需求背景

为促进新能源汽车产业发展，为新能源汽车用户提供更高效便捷的换电补能方式，解决用户出行问题，提升换电站运营效率，提供满足司机用户体验、换电站运营方运营利益需求及电池持有方等电池保值需求的数据服务方案。蓝谷智慧（北京）能源科技有限公司搭建了智能化换电运营决策系统，通过车辆的换电意愿预测模型与换电推荐策略、站端的服务需求预测模型与充电管理策略两种数据服务方式一定程度上满足了司机用户高效补能、消除里程焦虑，提高换电站运营收入，加强电池保值的需求

（二）解决方案

换电站运营通过提供换电服务，峰平谷电价差价获取利润，因此换电站运营方通常通过调整充电峰平谷时段降低成本，但如只在谷时段充电成本虽可以下降，但无法满足车辆换电需求。此外还需考虑充电对电池的健康衰减，因此就形成了一个多方博弈的问题，需要一个系统解决方案。

针对现有业务痛点，蓝谷智慧（北京）能源科技有限公司（简称”蓝谷能源“）构建了智能化换电运营决策系统，通过大数据、AI技术及优化算法等数智化手段解决换电运营中面临的关键问题，提升运营效率与用户体验，满足业务中的多方诉求。

智能化换电运营决策系统的核心思想为基于数据与AI算法构建多种预测模型与算法策略，主要包括车辆的换电意愿预测模型与换电推荐策略、站端的服务需求预测模型与充电管理策略。

（1）车辆的换电意愿预测与换电推荐策略

可实时掌握并AI分析车辆行为与车况、车辆实时位置等数据，进行换电服务需求预测，通过预测结果对司机进行车辆换电提示并推荐合理的换电服务地点，有效缩短服务半径，缓解司机里程焦虑。

（2）站端的服务需求预测与充电管理策略

通过分析站端现有的电池数量、电池状态、电池充电Map图、电池健康状态、整站功率配额、当前电价等数据，实时获得未来1-2小时的换电需求量，调整电池的充电策略，通过对电价的削峰填谷与功率调控实现在可满足换电需求的前提下，最大化降低电池的充电成本，延缓电池衰减。

智能化换电运营决策系统智能决策最直接的服务对象是包含出租车、网约车司机在内的车辆驾驶人、换电站运营商与电池资产持有方等，蓝谷能源技术团队完成了整套方案的设计与开发，实现从后端数据与算法模型开发到用户交互的全链路打通。

在业务功能上司机可以通过手机APP实时掌握周边换电站分布与电池信息，解决里程焦虑问题；

换电站运营方则可提前获取未来一段时间的服务需求量，结合电价情况与电池状态计算最优充电策略，节约成本。蓝谷能源算法平台以数据接口的方式为站端提供每块电池的充电策略数据，策略数据实时更新，在保证精细化的同时也兼具时效性。

策略模型构建需要足够的数据支撑，其中主要包含换电站历史运营数据与基本信息，基于GBT32960的车辆数据，电池信息，电价信息，以及天气、路况等环境数据。对数据的处理与建模面临数据多样化、数据动态性高、数据关系复杂等诸多挑战。蓝谷能源以自建大数据平台为底座，融合多种数据源，依托于数据平台的数据处理能力完成对数据的集成与重构，构建了多维一体的数据架构模型，确保数据的完整性与可靠性，为算法模型发开提供了充分的数据与技术支撑。

（三）技术亮点

在业务层面，智能决策的创新点主要体现在将车辆、场站、电池以及其他关联数据进行有效打通，并通过对业务流程全链路的拆解构建多个模型与策略最终形成一套让多方收益的决策方案。

在技术层面，突破性的实现了大数据与AI技术在换电行业领域中的应用。在算法设计中使用了多模型融合与依赖的混合架构，比如换电意愿预测模型作为站端需求预测模型的输入特征，而站端需求预测模型同时使用了将LSTM与Prophet等多种时序模型融合的方案，最大限度满足结果数据的准确性。

此外，基于蓝谷能源大数据平台的智能化决策系统具有很强的推广应用价值。首先，智能决策可应用于全国所有的乘用车及商用车换电站，甚至储能等能源场站。其次，智能决策的车辆数据可用于出租车公司或交通管理部门对车辆的实时监控与管理，换电站数据则可用于运营商对站端的运营管理，比如根据换电需求数据合理配置站内电池数量，有效降低固定资产的投放成本。

（四）应用成效

1）经济效益方面：最直接的体现便是有效降低充电成本5%以上，在站端控制中减少对人工的依赖，提升换电站运营效率。

2）可通过提升用户满意度增强用户粘性与忠诚度，从而达成订单量的提升，增加运营营收。

3）对于出租车司机，可以更合理的规划车辆补能计划并以最小成本完成补能，有效提升了补能的合理性与经济型。

4）对于电池资产持有者，可通过智能化决策系统选择最优充电管理方式，可延缓电池衰减，延长电池寿命，有效提升了资产利用率和保值率。

换电运营智能决策系统从以下多个方面体现了社会效益。

1）首先，智能决策促进了行业生态圈中各方的利益共赢，对行业的良性发展起到了积极的推动作用。

2）其次，出租车在公共交通领域扮演了重要角色，对出租车辆的服务提升可保证车辆本身的服务能力，这在一定程度上对城市的公共交通设施建设起到了积极作用。

3）最后，智能决策中对电池充电安全保护的功能，极大的降低了电池安全隐患，对生命财产安全起到了保护，同时还避免了因安全问题而引起的社会影响