企業應用案例

交通部運輸研究所_電動大客車智慧充電系統(獲2024智慧城市創新應用獎_智慧交通領域)

2024-03-28

單位名稱

交通部運輸研究所

得獎領域類別

智慧交通

合作單位名稱

財團法人工業技術研究院、新動智能股份有限公司、鼎漢國際工程顧問股份有限公司、中興大業巴士股份有限公司

應用或服務概述

在市區公車電動化政策的實際推動進程中,客運業者會面臨包括停車場土地取得、充電樁設置、大功率用電申請、電池使用效率與安全等議題挑戰與營運管理制度轉型等課題。
因此本應用以電動大客車營運監控數據、客運業者排班調度系統與充電設備為基礎,透過系統整合與大數據分析、人工智慧技術,就客運業者電動公車能源管理、智慧充電服務與營運管理建構完整規劃方案。
本智慧充電管理系統已完成建置於北士科場站,歸納具有以下四項具體成果:
一、優化客運業者充電作業程序,減少場站人力配置,降低人為操作失誤機率
二、提高充電效率與充電樁稼動率,減少電費支出與設施設置成本
三、提高電池健康度,降低電池故障風險,延長電池使用年期
四、減輕區域電網供電壓力,並做為台電虛擬電廠使用,提供緊急應變電力備援服務
本服務不僅對可協助客運業者克服電動公車導入過程中的諸多困難,有助於提升傳統客運業者汰換油車之意願;同時亦可減輕區域電網負擔、協助台電穩定供電,達成我國淨零碳排及永續發展之終極目標
 
試煉場域說明

本系統目前試煉場域為中興巴士集團北士科站,目前設置27座符合國際標準(CCS1)之充電樁(各120KWh,一樁雙槍),配備64輛電動公車,場站申請台電供電之契約容量為1,800瓩。
其原充電操作模式為公車駕駛進站將公車停妥後,插上充電槍,至站務室通報完成程序並回報電量需求,由站務員手動計算剩餘電力契約容量是否足夠,操作供電作業。此一完全人工充電作業的繁瑣程序,不僅造成站務員疲於操作充電流程,計算失誤更導致用電超過台電契約容量的罰款,並會影響電池健康程度,降低電池使用壽命。

創新指標

1.首創專為電動公車車隊建置之智慧充電管理系統:國際上智慧充電系統多以乘用車(小汽車)充電系統為主之發展設計,對應商用車車隊管理多採附加功能方式提供,本系統直接從電動公車車隊充電管理之角度思考功能與介面設計,更切合電動公車業者營運需求。
2.涵蓋全日的自動化充電管理服務:整合公車行車動態資料(包含車牌、GPS、SOC及電池溫度)、客運業者動態班表(包含車牌、路線、休息時間)及場站資料(包含充電樁狀態、功率、契約容量)等跨系統資料建構雲端大數據資料庫,運算日間、夜間、尖離峰時段等各類限制條件下的充電排程,提供全面性的自動化充電服務。
3.結合電池健康度的追蹤管理:除滿足車隊班次營運調度之充電需求外,本系統對應電池特性進行最適充電功率安排,並且依據累積充放電紀錄,進行電池健康度的全生命週期追蹤。
4.國際上最完整的電動大客車資料平台:國際上電動大客車營運數據應用,仍處於車輛製造商、客運業者或軟體服務商各自單打獨鬥的方式,交通部運輸研究所藉由公路局公運計畫支持所建置之電動大客車營運數據監控管理平臺,為政府單位整合不同業者、不同路線的電動大客車營運數據,同時建立統一的資料傳輸格式,利於跨域資料整合的加值應用。

未來計畫

1.國際宣傳與交流:本系統後續將於APEC TPTWG向亞太地區各會員體分享具體成果,另亦將於ITS World Congress 2024會議中向國際分享交流應用成果,以實際協助業者在國際交流合作與開拓海外市場。
2.擴充至跨場站、跨業者及跨系統的充電調度:延伸服務至跨場站、跨客運業者及跨系統的充電調度,提升充電系統稼動率、降低建置成本及避免跳電危機,進一步本可投入電動大客車公共充電站之服務,更可針對電動物流車及電動計程車等電動車隊進行充電管理,大幅縮短車隊業者電動化之陣痛期,提升汰換傳統油車之意願,加速達成淨零碳排之終極目的。
3.系統功能提升持續優化:透過車隊累積數據與人工智慧運算建構之能耗模型,依實時資料滾動更新與對應不同情境下預測之能耗值,回饋自動化的充電命令下達;此外,持續優化介面設計,滿足營運端、管理端更直覺化的使用需求。
4.輔導推廣國內客運業者建置本系統:本計畫將於112年底辦理成果發表會,除向各客運業者介紹系統外,並提供地方政府及國內客運業者專業諮詢與技術支援,配合交通部電動公車補助計畫,輔導推廣電動公車智慧充電系統,以擴大整體計畫成效。以台北市為例,若客運業者全面設置本系統將可減少30-50%電力契約容量需求,不僅可協助客運業者節省電費支出,更可降低台電供電壓力。
5.強化智慧城市電力供應韌性:未來將應用V2G技術,可將電動公車視為「移動儲能系統」,除可支援特定地區或關鍵基礎設施(例如醫院) ,因災變事件造成的臨時停電,提供緊急電力供應之外;亦可配合台電虛擬電廠機制,動態提供停車場內公車上所儲存的電能,協助區域電網提供穩定的電力服務,強化台電區域電網服務韌性。