Lập lịch sạc điện cho xe buýt điện: Làm thế nào để đảm bảo mọi xe buýt đều sẵn sàng đúng giờ

Lập lịch sạc điện cho xe buýt điện là gì?

Lập lịch sạc xe buýt điện là quy trình vận hành quyết định Xe buýt nào sạc, tại trạm sạc nào, trong khoảng thời gian nào, với công suất bao nhiêu và đạt mục tiêu năng lượng nào.Kết quả đầu ra là một kế hoạch có thể thực thi, kết nối các nhiệm vụ của đội xe với các nguồn sạc vật lý.

Việc này phức tạp hơn một bộ hẹn giờ cơ bản. Lịch trình xe buýt có thể thay đổi trong ngày, nhiều xe có thể cùng quay về và tổng công suất sạc có thể vượt quá công suất điện hiện có của trạm. Do đó, kế hoạch sạc cần phải xem xét cả bối cảnh của đội xe và các hạn chế của địa điểm.

Ghi chú của chuyên gia: Thời gian bắt đầu dự kiến là chưa đủ. Dự đoán thời gian hoàn thành cần tính đến giới hạn công suất của bộ sạc, công suất sạc cho phép của xe buýt, sự suy giảm pin gần mức SOC mục tiêu, công suất đầu ra ổn định tối thiểu của bộ sạc và bất kỳ thời gian nào cần thiết để di chuyển hoặc ngắt kết nối xe.

Cái hệ thống quản lý sạc xe buýt điện Đây là lớp điều khiển phần mềm tổng quát hơn. Lập lịch là phần tạo và cập nhật kế hoạch cho từng xe buýt và nguồn sạc.

Cần những dữ liệu nào để xây dựng một lịch trình đáng tin cậy?

Kết quả lập kế hoạch chỉ có thể đáng tin cậy khi dữ liệu và các quy tắc vận hành đằng sau nó đáng tin cậy. Một mô hình khả thi tối thiểu thường cần bốn nhóm dữ liệu.

Dữ liệu về xe và pin

• Mã số xe và loại xe buýt
• Trạng thái sạc hiện tại và dung lượng pin khả dụng
• Công suất sạc tối đa được chấp nhận
• Hạn chế về pin hoặc xe
• Vị trí hiện tại và trạng thái kết nối

Dữ liệu điều động và nhiệm vụ

• Giờ khởi hành tiếp theo
• Phân bổ tuyến đường hoặc khối
• Nhu cầu năng lượng dự kiến
• Dự trữ hoạt động cần thiết
• Thời gian dự kiến trở về và các nhiệm vụ sau đó

Dữ liệu cơ sở hạ tầng sạc

• Khả năng cung cấp bộ sạc và đầu nối
• Công suất định mức và công suất hiện có
• Khả năng tương thích giữa xe và bộ sạc
• Các phiên hoạt động và thời gian hoàn thành dự kiến
• Trạng thái lỗi, ngoại tuyến và bảo trì

Các hạn chế về kho bãi và kinh doanh

• Mức công suất tối đa của trạm biến áp hoặc máy biến áp
• Tải không sạc
• Các kỳ tính thuế và quy tắc về nhu cầu
• Hạn chế về chỗ đậu xe và quyền truy cập trạm sạc
• Các hạng ưu tiên, chế độ ghi đè thủ công và chính sách an toàn

Cơ quan Năng lượng Quốc tế lưu ý rằng việc lập kế hoạch trạm đỗ xe cho đội xe buýt và xe tải điện cần một phương pháp tích hợp kết hợp giữa việc lập hồ sơ tuyến đường, kích thước pin, chiến lược sạc và số lượng trạm sạc. Xem thêm Phân tích về công nghệ sạc trong Báo cáo Triển vọng Xe điện Toàn cầu năm 2026 của IEA.

Nên tính toán thứ tự ưu tiên sạc như thế nào?

Một mô hình ưu tiên mạnh mẽ không nên chỉ dựa vào một biến số duy nhất. Mức SOC thấp không phải lúc nào cũng cho thấy xe buýt nào cần ưu tiên gấp nhất. Câu hỏi quan trọng là liệu xe buýt có thể đạt được mục tiêu năng lượng cần thiết trước khi khởi hành hay không.

Các yếu tố ưu tiên hữu ích bao gồm:

• Thời gian khởi hành: Thời gian còn lại càng ít thì tính cấp bách càng tăng.
• Thiếu hụt năng lượng: Sự khác biệt giữa năng lượng hiện tại và năng lượng cần thiết để khởi hành.
• Thời gian sạc: Thời gian ước tính cần thiết với công suất hiện có.
• Mức độ quan trọng của tuyến đường: tầm quan trọng của dịch vụ, độ khó thay thế hoặc ưu tiên theo hợp đồng.
• Khả năng tương thích của bộ sạc: Liệu xe buýt có các tùy chọn sạc điện thay thế khác hay không.
• Rủi ro vận hành: Đến muộn, giới hạn pin, lỗi bộ sạc hoặc dữ liệu không chính xác.

Quy trình lập lịch bảy bước

1. Xác định tất cả các tuyến xe buýt được kết nối hoặc dự kiến. Đối chiếu thông tin nhận dạng xe với kế hoạch nhiệm vụ mới nhất.
2. Tính toán mục tiêu năng lượng khởi hành. Kết hợp yêu cầu về tuyến đường và dự trữ vận hành.
3. Ước tính thời gian sạc. Sử dụng trạng thái sạc hiện tại (SOC), khả năng chấp nhận của pin và công suất sạc khả dụng.
4. Kiểm tra tính khả thi về mặt vật lý. Kiểm tra tính hợp lệ của các ràng buộc về đầu nối, vị trí lắp đặt, bộ sạc và dung lượng của địa điểm.
5. Xếp hạng các tác vụ sạc pin. So sánh mức độ khẩn cấp và tác động của dịch vụ.
6. Cấp phát hồ sơ tính phí hoặc hướng dẫn cho người vận hành. Bắt đầu, trì hoãn, giới hạn hoặc phân công lại các phiên theo hướng dẫn.
7. Theo dõi và tính toán lại. Cập nhật kế hoạch khi các yếu tố đầu vào vận hành thay đổi.

Nghiên cứu được lập chỉ mục bởi Phòng thí nghiệm Quốc gia Rockies cũng xem việc lập kế hoạch cơ sở hạ tầng, lập lịch trình phương tiện và quản lý sạc điện là các vấn đề tối ưu hóa có liên quan với nhau chứ không phải là các quyết định độc lập. Xem thêm hồ sơ nghiên cứu tối ưu hóa chung.

Ví dụ minh họa: Bốn xe buýt, nguồn điện hạn chế tại trạm.

Giả sử có bốn xe buýt được kết nối, nhưng trạm sạc chỉ có thể cung cấp công suất sạc 240 kW. Ví dụ sau đây cho thấy tại sao phương pháp sạc vào trước ra trước (FIFO) có thể không đảm bảo chất lượng dịch vụ.

Một kế hoạch hợp lý có thể phân bổ 160 kW cho trạm sạc A và 80 kW cho trạm sạc C. Sau khi trạm sạc C đạt mục tiêu, 80 kW của nó có thể chuyển sang trạm sạc B hoặc trạm sạc D. Việc phân bổ chính xác phụ thuộc vào công suất của bộ sạc, khả năng chấp nhận xe và các quy định tại địa điểm lắp đặt.

Tối ưu hóa lập lịch tĩnh so với tối ưu hóa tính phí động

Lịch trình cố định

Lịch sạc cố định chỉ định các khung giờ hoặc thứ tự ưu tiên sạc đã được xác định trước. Phương pháp này dễ triển khai hơn và có thể phù hợp với một đội xe nhỏ có lợi nhuận ổn định, bộ sạc đáng tin cậy và công suất lớn.

Lịch trình linh hoạt

Lịch trình động cập nhật các ưu tiên và phân bổ công suất dựa trên trạng thái sạc hiện tại (SOC), thời gian đến thực tế, thay đổi lịch trình, tình trạng bộ sạc và công suất khả dụng tại địa điểm. Phương pháp này phù hợp hơn khi chi phí cho mỗi lần khởi hành bị trễ cao hoặc điều kiện tại kho bãi thay đổi thường xuyên.

Các tình huống ngoại lệ mà bộ lập lịch phải xử lý

Xe buýt đến muộn

Khoảng thời gian khả dụng ngày càng ngắn lại. Hệ thống cần tính toán lại rủi ro hoàn thành và, nếu khả thi, chuyển năng lượng từ các phiên ít khẩn cấp hơn sang các phiên khác.

Lỗi bộ sạc

Xe buýt bị ảnh hưởng cần được kết nối với yêu cầu khởi hành của nó, chứ không chỉ hiển thị như một cảnh báo thiết bị. Người lập lịch cần kiểm tra các bộ sạc thay thế hoặc các ưu tiên được điều chỉnh lại.

Điều phối lại nhiệm vụ

Một nhiệm vụ mới có thể thay đổi cả mục tiêu SOC và mức độ ưu tiên. Yêu cầu được cập nhật sẽ tự động được tích hợp vào kế hoạch tính phí mà không cần nhập lại thủ công.

Giảm dung lượng trang web

Khi tải trọng công trình tăng lên hoặc trần công trường bị hạ thấp, bộ lập kế hoạch và quản lý tải trạm xe buýt điện Lớp này nên giữ lại những nhiệm vụ khẩn cấp nhất.

SOC bị thiếu hoặc lỗi thời

Hệ thống cần xác định tuổi đời dữ liệu, áp dụng chính sách dự phòng đã được xác định và yêu cầu xác nhận từ người vận hành khi sự không chắc chắn có thể ảnh hưởng đến dịch vụ.

Yêu cầu tích hợp cho lập lịch có nhận biết điều phối

Việc lập lịch trình thường phụ thuộc vào dữ liệu từ nhiều hệ thống khác nhau. Các giao diện phổ biến bao gồm quản lý đội xe, điều phối, viễn thông, API xe, giao thức sạc, đồng hồ đo và nền tảng bảo trì.

• Tích hợp đội xe và điều phối Phân công nhiệm vụ cung cấp vật tư, khởi hành và phân bổ phương tiện.
• Tích hợp xe hoặc hệ thống viễn thông Cung cấp thông tin về trạng thái sạc (SOC), giới hạn pin và vị trí.
• Tích hợp bộ sạc Cung cấp trạng thái phiên và cho phép điều khiển sạc được hỗ trợ.
• Tích hợp năng lượng Cung cấp thông tin về dung lượng và giá cước của trang web theo thời gian thực.
• Tích hợp bảo trì Liên kết các lỗi với lệnh công việc và tình trạng sẵn có của thiết bị.

Để biết thêm thông tin về kiến trúc tích hợp và các vấn đề trao đổi dữ liệu, hãy xem xét tài liệu của TrendPower. Hướng dẫn tích hợp API sạc xe điện.

Các chỉ số KPI cho việc lập lịch sạc xe buýt điện

• Tỷ lệ sẵn sàng khởi hành: Số lượng xe buýt cần thiết phải đạt hoặc vượt chỉ tiêu trước khi khởi hành.
• Tỷ lệ trễ hạn sạc pin: Các khoản phí bị ảnh hưởng do việc tính phí không đầy đủ.
• Sai số dự đoán: Chênh lệch giữa thời gian hoàn thành dự kiến và thời gian hoàn thành thực tế.
• Tỷ lệ can thiệp thủ công: Số lần ghi đè lịch trình cho mỗi chu kỳ hoạt động.
• Mức lợi nhuận trung bình khi sạc điện: khoảng thời gian giữa lúc sạc đầy và lúc cần khởi hành.
• Tần suất và nguyên nhân lập lại kế hoạch: Xe buýt đến muộn, lỗi bộ sạc, thay đổi lịch trình hoặc hạn chế về nguồn điện.
• Năng lượng cung cấp cho các phương tiện ưu tiên: Bằng chứng cho thấy quyền lực được phân bổ theo nhu cầu hoạt động.

Khung đo lường chi tiết có sẵn trong tài liệu liên quan. Hướng dẫn về KPI sạc xe buýt điện.

Danh sách kiểm tra thực hiện

1. Xác định nguồn thông tin chính thức về giờ khởi hành, lộ trình và thông tin nhận dạng phương tiện.
2. Thống nhất cách tính toán năng lượng tiêu hao và dự trữ cho toàn tuyến đường.
3. Kiểm tra tính tương thích giữa bộ sạc và xe cũng như các chức năng điều khiển nguồn.
4. Thiết lập mức công suất tối đa và giá trị dự phòng cho trang web.
5. Xác định các quyền ghi đè của người vận hành, hồ sơ kiểm toán và quy trình leo thang cảnh báo.
6. Kiểm tra tình trạng đến muộn, bộ sạc ngoại tuyến, trạng thái SOC lỗi thời và thay đổi ca làm việc.
7. Thử nghiệm trên một nhóm xe buýt tiêu biểu trước khi triển khai trên toàn bộ đội xe.

Bộ Giao thông Vận tải Hoa Kỳ khuyến nghị nên xem xét cấu trúc tuyến đường, lịch trình, sức chứa bến bãi, giá điện, khí hậu và địa hình khi lập kế hoạch triển khai và cơ sở hạ tầng xe buýt điện. Xem thêm tại đây. Lập kế hoạch cho xe buýt điện hướng dẫn.

Câu hỏi thường gặp

Lập lịch sạc điện cho xe buýt điện là gì?

Đây là quá trình phân bổ khung giờ sạc, bộ sạc, công suất và mức năng lượng mục tiêu cho các xe buýt dựa trên nhiệm vụ tiếp theo và các hạn chế của trạm đỗ.

Phương pháp nhập trước xuất trước có phù hợp với các bến xe buýt không?

Hệ thống này có thể hoạt động tốt trong các thao tác đơn giản, nhưng nó có thể ưu tiên xe buýt khởi hành muộn hơn xe buýt cần khởi hành sớm. Hệ thống ưu tiên dựa trên thông tin đội xe thường đáng tin cậy hơn.

Cần tính toán lại lịch trình bao lâu một lần?

Tần suất chính xác phụ thuộc vào hoạt động. Việc tính toán lại nên được thực hiện bất cứ khi nào có sự thay đổi về dữ liệu đầu vào, chẳng hạn như thời gian đến, trạng thái sạc (SOC), thời gian xuất hàng, trạng thái bộ sạc hoặc công suất của trạm.

Liệu việc lên lịch sạc có thể giảm chi phí sạc pin?

Đúng vậy, các công việc linh hoạt có thể được chuyển sang các khung giờ biểu giá ưu đãi sau khi đã đảm bảo sự sẵn sàng và giới hạn điện năng. Mức tiết kiệm phụ thuộc vào biểu giá địa phương và tính linh hoạt trong vận hành.

Hệ thống lập lịch có cần SOC thời gian thực không?

Việc cập nhật SOC giúp cải thiện độ chính xác. Khi dữ liệu thời gian thực không khả dụng, dự án cần xác định các cảnh báo về tuổi thọ dữ liệu, ước tính dự phòng và quy tắc xác nhận của người vận hành.

Một người lập lịch có thể quản lý nhiều kho hàng không?

Có, với điều kiện mỗi trạm sạc có giới hạn công suất, cấu hình bộ sạc, lịch hoạt động và quy tắc truy cập riêng, trong khi các nhóm trung tâm nhận được thông tin tổng hợp.

Các hướng dẫn liên quan của TrendPower

• Hướng dẫn Hệ thống Quản lý Sạc Xe buýt Điện
• Giải pháp quản lý sạc xe buýt
• Quản lý tải tại trạm xe buýt điện
• Hướng dẫn phần mềm quản lý đội xe điện
• Hệ thống sạc thông minh cho xe buýt điện tự hành tại Singapore