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《【Scientific Reports】基于深度学习的超快速充电站最佳光伏电池容量预测》

  • 来源专题：新能源汽车
  • 编译者： 王晓丽
  • 发布时间：2025-09-11

  • 研究机构与人员: 本研究由 K. Lalbiakhlua, Subhasish Deb, Ksh. Robert Singh, Subir Datta, Hassan Abdurrahman Shuaibu & Taha Selim Ustun 共同完成。

    发表期刊: 《科学报告》（Scientific Reports） (2025年)。

    核心研究内容与效果:

    本研究旨在解决超快充电站（UFCS）高耗电和对电网依赖性强的问题。研究团队开发了一个创新的优化框架，将深度学习太阳能预测与遗传算法（GA）优化相结合，用于精确计算光伏（PV）和电池储能系统（BESS）的最佳配置容量。

    • 深度学习方法： 采用门控循环单元（GRU） 模型来预测光伏发电输出，提高了预测准确性。优化算法： 使用遗传算法（GA） 以净现值（NPV） 最大化为目标，针对工作日和周末不同的充电需求曲线，分别优化光伏和储能系统的规模。
    • 显著经济效益： 模拟结果显示，仅集成光伏系统即可提升NPV达619万欧元；而光伏与储能系统结合的方案，能将NPV大幅提升至3397万欧元。考虑到未来设备成本下降，系统最高NPV可达3405万欧元。
    • 系统可靠性： 通过能量充足率（ESR） 和自给率（AR） 两项指标进行分析，证实该方案显著增强了充电站的能源自给自足能力，降低了对主电网的依赖。

    研究创新点： 本研究的核心新颖性在于将GRU深度学习预测与基于NPV经济性驱动的优化模型相结合，并 explicitly考虑了工作日与周末的需求差异，提供了更贴近现实的数据驱动解决方案。

    结论: 该研究通过智能预测和进化优化，证明了采用光伏-储能混合供电的超快充电站具有巨大的技术潜力和经济价值，为部署智能、有弹性的电动汽车充电基础设施提供了重要参考。


  • 原文来源：https://www.nature.com/articles/s41598-025-17408-0
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相关报告

  • 《5分钟液冷快充!宁海再添一座“光储充一体站”充电站》
    • 来源专题：能源情报网监测服务平台
    • 编译者：郭楷模
    • 发布时间：2025-05-08
    • “真没想到，仅仅5分钟车子就充好电了，这个‘光储充一体化’充电站真是太方便了!”近日，一位新能源汽车车主在刚投运的西门城楼范家桥头综合供能站，体验了一把“液冷超充”带来的高效与便捷。 作为全县第二个以充电型微电网为核心的“光储充”智能微电网综合供能站，该站凭借光伏发电、储能调节与智能充电技术的深度融合，不仅让新能源车充电效率实现质的飞跃，更成为宁海推动绿色低碳转型的创新样本。 从车位顶部铺设的光伏车棚到储能系统的智能调度，这座占地1700平方米的供能站处处彰显科技赋能环保的巧思。 据了解，站内两座光伏车棚总装机容量达114.68kWp，年发电量约11万度，每年减少二氧化碳排放94.83吨。同时，具备“自发自用，余电上网”功能，打开了新能源消纳通道，提高了可再生能源的使用比例，真正实现“新能源车充新能源电”。 配套的215kWh储能系统则像一块“超级电池”，在用电低谷时低价储电、高峰时段放电，既缓解电网压力，又降低了运营成本。 值得一提的是，站内配置的4个400A液冷超充桩峰值功率达600kW，配合26个直流快充桩，可适配主流车型快速补能。 项目的落地，得益于宁海县城投集团与特来电新能源公司深度合作的创新模式。双方共同组建的宁海启城特来电新能源有限公司自2023年9月运营以来，已建成37处充电站，覆盖城区商圈、交通枢纽及乡镇重点区域，累计服务超58万车次，充电量突破1560万度，并于2024年12月成功入选规上企业，标志着宁海充电基础设施进入规模化、专业化发展新阶段。 通过“政府引导+市场化运作”模式，宁海正以“光储充”网络为核心，加速构建覆盖城乡的“15分钟充电服务圈”，让绿色出行更高效、更智能。
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  • 《神行超充电池，超充生态的“能量基座”》
    • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2023-10-19
    • 电动车行业再出重磅消息。奇瑞科技DAY上，宁德时代与奇瑞集团共同宣布，神行超充电池落地奇瑞星途星纪元。   认知迭代已然跟不上超充落地的迅雷之势，8月16日，我们曾撰文展望超充的美好前景；时间仅仅过去2个月，阿维塔、哪吒、奇瑞、北汽就宣布搭载神行超充电池。继充电快、量产快之后，我们看到神行超充电池在“上车快”方面不断提速。 超充生态的建立，需要在电池、电车、充电桩三个核心环节发力，电池是基座。在最重要的基座环节，神行超充电池在磷酸铁锂上做到了4C超充，正以优异性能推动超充电车的发展，未来有可能进一步推动超充充电桩的铺开，超充时代正呼啸而来。 01 “神行速度”引领，超充生态蓝图初现 能否超充是新能源车用户的核心焦虑，但解决这个焦虑需要整个产业链生态的共同推动。 今年8月份，神行超充电池迈出了第一步。神行超充电池在磷酸铁锂上实现4C超充，能够做到“充电10分钟，神行八百里”，相较于当前主流车型的充电需要半个小时以上，神行超充电池大幅领先。 短短2个月落地4家汽车品牌，神行超充电池还在带动电车实现超充提速。11月的广州车展，甚至会有更多车企密集官宣。而根据公开报道，不久前的IAA慕尼黑车展上，众多欧洲车企也在和宁德时代洽谈神行超充电池的合作。 搭载神行超充电池的新能源车越来越多，超充桩建设也正蔚然成风。宁德时代国内乘用车事业部CTO高焕接受采访时表示：“我认为超充桩才是主流，慢充桩肯定会慢慢退出市场。”据高焕介绍，国家政策不遗余力地进行鼓励，9月13日，工信部发布电动车直流充电新国标，将最大充电电流从250A提高到800A、充电功率提升至800kW。从今年起，3C以上的快充桩已大面积渗透至中高端市场，2C 级别也开始步入大众市场，根据中国汽车工业协会统计，近四年180kW及以上大功率充电桩占比提升10%；预计到2025年，新建充电桩将大部分具备 3C+充电能力。 宁德时代已经在全工况下验证了4C超充的能力。根据宁德时代国内乘用车事业部技术总工李永坤博士透露：“我们的电池在几百条、上千条的验证条件下，可以满足高寒、高温甚至高海拔下的极端天气情况。” 最好的例证便是：10月12日，宁德时代与西藏自治区墨脱县人民政府签署捐赠协议，在墨脱捐建超级充电站，这将是严苛气候考验下的首个4C超充站，结合神行超充电池，宁德时代将为高原地区的新能源车提供4C补能速度。 图：宁德时代青藏高原超级充电站。来源：宁德时代 02 “能量基座”持续夯实，超充未来可期 硬科技场景中，生态必须依托于最优质的硬件基座。 今年大火的AI大模型，最为关键的就是算力基座。众所周知，AI产业链有三个核心环节：算力、算法和数据。算力为AI生态的转动提供原生动力，基于超高算力芯片GPU，互联网和AI企业利用自身数据开发算法，才使得ChatGPT等新型生产力工具成为可能。因此，谁拥有更多、更新的GPU，谁就可能训练出更好的大模型。 另外，最为关键的GPU，虽然供应商众多，但只有英伟达的A和H系列，凭借远超同行的优异性能和完备生态，才具备了核心竞争力。海内外的AI企业，都争相采购英伟达的GPU，力争在这波AI浪潮中拔得头筹。 作为AI基座的GPU，成为AI产业链的内核，英伟达也凭借对GPU的引领式创新，成为拓展边界的“无人区”半导体企业。市场借此认知到英伟达的深度价值，2023年公司市值上涨超过230%，达到1.14万亿美元，成为全球半导体市值最大的公司。 图：英伟达GPU是整个AI产业链的算力基座。资料来源：英伟达2023GTC大会，锦缎研究院 超充生态的打造，也正在演绎类似的逻辑。 超充生态的基座，必须是电池。电池连接起车桩网，是补能的直接载体，也是终端体验最重要的决定因素。宁德时代全球领先的动力电池技术，成为超充生态当之无愧的技术基石；围绕电池深挖护城河，宁德时代也将成为新能源领域的伟大企业。 图：神行超充电池是整个超充经济的能量基座。资料来源：锦缎研究院 宁德时代带动整个产业链跃迁向上，行业也由此进入研发的正循环。奇瑞董事长尹同跃在2023奇瑞科技日活动现场表示：“我们要持续学习苹果、华为、宁德时代，要大胆追求颠覆式创新”。 诚如奇瑞董事长尹同跃提到的颠覆式创新，宁德时代作为拓展新能源边界的创新开拓者，创新永不止步。材料及材料体系-结构-极限制造-商业模式，宁德时代的四大创新体系是矩阵式的，而支撑高强度研发的背后，是公司持续不断的研发投入，从2018年至今，公司研发费用从20亿提升到2023年半年度的98.5亿元，今年的研发费用可能将达到200亿元。 永攀高峰沉淀的结果，就是市场看到的宁德时代在电池领域不断颠覆超越，保持全技术路线的领先：从2019年推出全球首款CTP技术，到2021年发布第一代钠离子电池，到2022年发布续航超1000公里的麒麟电池，到2023年推出航天级应用的凝聚态电池，再到最新的神行超充电池… 细数宁德时代的每次创新，都在打破行业固有认知，创造巅峰标准。电池作为整个新能源行业的能量基座，就像GPU作为整个AI行业的算力基座一样，成为推动产业生态建设、技术进步的核心环节；而这个高技术密度核心环节的进步，又依托于诸如宁德时代和英伟达这样勇闯“无人区”的企业。 图：宁德时代研发费用逐年提升。资料来源：公司公告，锦缎研究院 作为媒体人，也是新能源汽车的使用者，我们期待宁德时代通过四大创新体系的不断加持，持续推动超充技术的迭代升级，让超充生态的“能量基座”越来越坚实，让“人人可享，车车可用”的超充时代真正到来。
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