中越友谊关 - 友谊货运通道智慧口岸充换一体站项目

　　一、基本信息

　　1. 案例名称：中越友谊关 - 友谊货运通道智慧口岸充换一体站建设运营项目

　　2. 单位名称：

　　◦ 牵头实施单位：广西交科集团有限公司

　　◦ 协同推进单位：广西凭祥综合保税区管理委员会、友谊关口岸管理部门、越南友谊口岸管理局

　　◦ 建设运营单位：项目联合体(广西交科集团有限公司、广西能源发展集团有限公司、三一动力能源科技有限公司)

　　◦ 核心设备供应商：三一动力能源科技有限公司

　　二、项目总体介绍

　　中越友谊关 - 友谊货运通道智慧口岸充换一体站项目(以下简称 “充换一体站项目”)是中国首个跨境智慧口岸核心能源配套工程、“中国 - 东盟交通能源融合发展试点” 重点项目，2023 年 9 月 15 日随智慧口岸同步开工，2024 年 9 月 11 日完成 IGV 无人车换电站及配套系统调试，进入试运行阶段，目前已稳定运行超 3 个月。

　　项目依托友谊关口岸 “中国通往东盟最便捷陆路通道” 区位优势，以 “绿色能源支撑智慧物流、跨境协同提升通关效能” 为定位，整合 5G、北斗三号高精度定位、工业互联网等技术，采用三一动力定制 RGV 型智能换电站，建成国内首个口岸集装箱运输场景专用 IGV 充换电一体化设施。核心建设内容包括 1 座智能换电站、1 座 2500kVA 专用变电站、4 台应急充电桩、1 套 1000kWh 储能系统及 1 套 “5G + 北斗” 调度平台，通过 380V 三相五线制独立供电，满足 50 台多型号 IGV 全天候补能需求，为 “无人驾驶接驳-自动化吊装-智能查验” 全流程提供能源保障，构建 “跨境物流 - 智慧调度 - 绿色能源” 融合新模式，填补国内跨境智慧口岸能源补给体系空白。

　　三、背景介绍

　　(一)跨境物流通关效率亟待突破

　　友谊关-友谊口岸是中越经贸 “黄金通道”，2023 年跨境货运量 1200 万吨，占中越陆路货运总量 35%，水果旺季单日入境车辆峰值超 1200 辆。受喀斯特地貌限制，口岸作业区域狭窄，吞吐能力饱和，拥堵常态化。传统 “人工驾驶接驳 + 人工查验” 模式存在三大瓶颈：人工对讲机调度导致车辆等待接驳 40 分钟/次;人工驾驶日有效作业仅 12 小时;信息分散管理使协同效率低下。2023 年数据显示，货物平均通关 4.2 小时，能源补给与作业衔接耗时占比超 20%，生鲜货物因延迟损耗率达 5%，远不能满足企业 “快进快出” 需求。

　　(二)传统物流模式绿色转型压力突出

　　口岸接驳长期依赖燃油重卡，2023 年日均投入 80 辆，单车日均行驶 120 公里、油耗 82 升，单日燃油成本超 600 元/车。全年跨境货运碳排放 3.26 万吨，接驳环节占比 45%，与 “双碳” 战略及边境生态保护要求相悖。同时，燃油车年均 8 次保养、3 次大修，维修成本 2.83 万元/ 车;发动机故障年均 15 次/车，每次中断影响 20 个集装箱通关，直接损失超万元。高能耗、高污染、高成本模式难以为继。

　　(三)智慧口岸建设亟需能源配套支撑

　　2022 年广西启动 “友谊关-友谊跨境智慧口岸项目”，规划 50 台 IGV、20 套自动化龙门吊等设备，实现 “24 小时无人化” 通关。但传统充电桩无法匹配需求：200kWh 电池充电需 2.5-3 小时，远低于 IGV“每小时作业 4-5次、日均 20 小时” 的高频需求;“充电桩+备用车” 模式需增配 25台IGV，额外投资1250 万元，且分散布局占用口岸空间。更关键的是，充电桩缺乏智慧调度联动能力，充换一体站成为智慧口岸落地 “刚需”。

　　(四)跨境交通能源融合缺乏实践范本

　　此前国内口岸多为 “单点充电 + 人工运维” 模式，未形成跨境智慧物流协同能源体系。中越在设备标准、数据交互、收费机制上存在空白：电池接口不兼容、换电数据跨境传输无规范、定价无依据。同时，行业缺乏适配口岸 “高湿高温、高粉尘、高频作业” 环境的充换电设备案例，设备性能与运维便捷性无实践验证，跨境场景能源服务模式亟待探索。

　　四、主要做法

　　(一)技术创新：打造口岸专用智能换电系统

　　定制化换电技术体系：联合三一动力研发 RGV 型换电站，采用 “自动换电+智能充电” 方案，支持顶换、侧换双模式，适配 20 吨、30 吨、40 吨 3 种 IGV，兼容性 100%。核心配置双液压抓手装置，具备高可靠性优势：正常工况下双抓手协同作业，换电效率较单抓手提升 40%;若单抓手出现故障，系统自动切换至单抓手应急模式，换电流程不中断，设备连续运行保障率达 99.9%。通过专利六点激光定位技术与 “视觉识别 + 激光定位” 双重校验，定位精度达 ±5mm，远超行业常规水平。配合吊具小旋转功能(最大旋转角度 ±15°)与底部加长光栅装置(检测范围扩展至 1.2 米)，可适应 IGV 更大角度停靠偏差与更宽范围电池对接需求，将车辆停靠误差容忍度从 ±300mm(长)、±200mm(宽)进一步放宽至 ±500mm(长)、±300mm(宽)，大幅降低对无人车自动驾驶的精度要求。

　　系统实现全自动识别 + 换电一体化：通过车载 RFID 标签与换电站识别模块联动，自动读取 IGV 车型、电池型号等信息，无需人工干预即可匹配换电程序，配合 VMS 系统构建闭环流程：IGV 电量<30% 自动发请求，系统规划 800 米内最优路径，换电站提前备电;车辆到达后 10 秒内完成身份识别与对接准备，单台换电仅 1.9 分钟，效率较传统充电桩提升 63 倍。该方案使 IGV 日均作业从 8 小时增至 22 小时，备用车从 25 台减至 5 台，初期投资降 1000 万元，总成本降低 20%。

　　全要素系统集成设计：换电站采用环形布局结构，将换电装置、充电仓位、抓手运行轨道整合为环形作业单元，相较传统线性布局节省占地 30%，在 120m²(11.7m×10.5m)的紧凑空间内实现 10 个电池仓位的分层存储与高效调度，单日服务能力达 240 次，空间利用率较同类设备提升 45%，显著降低口岸核心区域用地成本。

　　换电站模块化集成 8 大核心部分，形成闭环单元。站控系统采用 PLC + 触摸屏架构，与车载设备通讯延迟<50ms，把控 12 个换电节点，成功率 99.8%。充电系统配置 10台 15kW 充电机，“三段式” 策略使电池 20% 充至满电<1小时，效率>95%;10 个分层仓位存储 10 块 200kWh 电池，满足50台IGV 需求。钢结构站房配防水防晒涂层与通风百叶窗，适配口岸用地与气候条件。同时采用全模块化设计，换电站主体分为换电模块、充电模块、控制模块等 6 个独立单元，每个模块重量不超过 5 吨，通过标准化接口连接，整站拆装可在 8 小时内完成，大幅提升设备搬迁、升级与维护的便捷性，适配口岸未来扩容或布局调整需求。

　　“主备协同” 能源保障体系：构建 “换电站为主、充电桩为辅” 模式，换电站检修(≤10 小时)时，周边 100 米内 4 台 60kW 充电桩应急补能(4 小时 / 台)，3 次检修均实现作业率 100%。单独建设 2500kVA 变电站，10kV 进线、380V 出线，与换电站分置 300 米，经电缆传输损耗<2%。配套 1000kWh 储能系统，高峰削峰填谷、停电支持 10 次应急换电;预留光伏接口，2025 年接入 500kW 光伏，可再生能源占比将达 40%。

　　“5G + 北斗” 智能调度体系：换电站与口岸智慧平台集成，依托 5G 专网(时延≤20ms、速率 1Gbps)实现数据实时传输，北斗三号定位(误差≤10cm)追踪 IGV 与车位状态。开发预测算法，结合 15 项参数提前 5 分钟预判需求，规划路径避免排队。水果旺季(9:00-11:00)预判换电 12 次 / 小时，提前调整电池充电顺序，保障 3 块以上满电电池待命，等待时间<2 分钟，较初期缩短 50%。

　　(二)模式创新：建立跨境协同能源服务机制

　　“设备 - 能源 - 物流”联动运营模式：将充换电站纳入智慧物流闭环，工业互联网平台整合 IGV 运行、换电站状态、通关三类数据，实现 “需求 - 调度 - 供给” 动态平衡。生鲜货物优先通关时，系统提升承运 IGV 换电优先级，通关时间缩短 40%;水果旺季自动提频至 12 次 / 小时，优化 IGV 路线减少空驶。2024 年 9 月东盟博览会期间，IGV 周转率提升 30%，换电站利用率达 92%。

　　跨境技术标准衔接机制：联合 12 家单位成立标准工作组，6 个月制定两项区域标准，统一电池接口、电压等级等 8 项技术标准，明确数据脱敏、加密等 6 项安全要求。搭建 “云端中转 + 脱敏” 信息通道，经跨境专线同步换电站状态、接驳计划至越南口岸，实现协同调度。越南提前 1 小时同步货物清单，中越接驳衔接从 2 小时缩至 30 分钟。

　　“政府引导 + 企业运营” 长效机制：政府方统筹规划，将充换电站纳入口岸整体建设，保障 “三同步”，给予 200 万元补贴并协调供电。运营方负责设备采购与运维，推出 “按次 + 套餐” 收费：单次 120 元(较燃油省 66.7%)，月卡 36000 元(200 次)、年卡 30 万元(2000 次)。建立 “1+2+N” 运维团队，24 小时轮班监控。目前 15 家企业签约，日均营收 2.88 万元，预计 6 年回本。

　　(三)管理创新：构建全链条智能管控体系

　　多维安全防控体系：换电站采用 IP68 防护，适配高湿粉尘环境，故障率降 60%;配置 8 套安全装置，电池超 45℃或冒烟时 3 秒内断电灭火。充电系统实时监测 12 项电池参数，健康预警准确率 99.2%;建立电池全生命周期档案，2000 次充放电强制退役，实现 “可查可追可控”。试运行预警 16 起隐患，处置响应<5 分钟，零安全事故。

　　数字化运维平台：物联网采集设备参数，大数据预测故障，响应从 4 小时缩至 30 分钟，年运维成本降 35%。平台可提前生成检修计划，调度备用资源衔接作业，保障运维不中断。

　　弹性扩容模式：模块化设计初期 1 个单元(10 仓位)服务 50 台 IGV，预留 3 个扩展接口，最大可服务 200 台，适配吞吐量从 600 万吨至 1000 万吨的升级需求。

　　五、取得成效

　　(一)节能减排成效显著

　　试运行支撑 50 台 IGV 完成 12 万吨运输，每台年均减排 36.5 吨，项目年减排 1825 吨(相当于 10.1 万棵乔木固碳)。智能能耗算法年省电 28 万度，节能率 22%，助力口岸成为中国 - 东盟边境首个 “零碳接驳” 示范口岸。

　　(二)效率提升成本降低

　　1.9 分钟极速换电支撑 IGV24 小时作业，集装箱接驳从 8 辆 / 小时升至 25 辆。2024 年 9 月博览会期间，通关时间缩至 1.5 小时，提升 64.3%。单次换电成本 120 元，较燃油省 240 元;备用车减少与维修降低，单车年均运营成本降 8.7 万元，12 家试点企业利润率平均提升 3.2 个百分点。

　　(三)服务能力与跨境合作升级

　　实现全天候通关，单日最大通关量从 800 辆升至 1500 辆;流程智能化使申报材料减少 60%。跨境协同使接驳时间从 2 小时缩至 30 分钟，2024 年 9 月吞吐量同比增长 45%，中越口岸合作机制更完善。

　　(四)安全与运营保障强化

　　双抓手应急机制与高精度定位系统保障设备零安全事故，IGV 运行事故率 0(较人工降 100%)。3 次检修通过备用充电桩实现无缝衔接，作业率 100%;储能保障能源供给可靠性 99.9%，较传统提升 2.3 个百分点。

　　(五)产业升级与示范效应凸显

　　带动 “智慧装备 - 能源补给 - 跨境服务” 生态形成，吸引 15 家企业入驻，创造 800 余个岗位。形成 3 项行业标准、5 项核心专利(含六点激光定位等关键技术专利)，三一 RGV 技术成标杆，换电站 “多快好省” 特点与全模块化、环形布局等创新设计成行业评价指标。甘其毛都等口岸借鉴方案，被列为国家 “交通能源融合示范工程”，将在 12 个沿边口岸推广。