展望新時代——汽車充電樁收費運營平臺

摘要：當(dāng)前全球環(huán)境污染日益嚴重，人類的生存和發(fā)展面臨著嚴峻考驗，為倡導(dǎo)節(jié)能減排，提高能源利用效率，促進低碳經(jīng)濟和循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展，電動汽車的發(fā)展作為新興產(chǎn)物勢在必行。但因充電 電池存儲能量低，續(xù)航時間短，成為發(fā)展弊端。為解決這一需求，除克服對電池本身研究外，還需大力建設(shè)電動汽車充電站作為配套實施，以滿足長時間運行的需求?；诖?，文章就新能源電動汽車充電站發(fā)展趨勢進行分析探討。

關(guān)鍵詞： 電動汽車；充電站；發(fā)展趨勢

一、新能源電動汽車充電站發(fā)展背景

電動汽車碳減排能力是指電動汽車行駛時消耗電量對應(yīng)發(fā)電側(cè) 排放CO2 相對于同等型號燃油汽車行駛時排放 CO2的減排量。電動汽車所消耗的電力由發(fā)電廠提供，相當(dāng)于“以煤代油”，并非意義上的新能源汽車；在完全由電廠發(fā)電對電動汽車充電時，電動汽 車行駛每公里排放的CO2與燃油汽車基本相同。但隨著電力系統(tǒng)發(fā)電側(cè)低碳化進程不斷推進，電動汽車的節(jié)能減排效益還會繼續(xù)增加。所以，如何協(xié)調(diào)投資清潔能源與電動汽車充電站是一個值得研究的問題。

1.1 充電站相關(guān)設(shè)施以及功能分析

充電站設(shè)施：配電系統(tǒng)、充電設(shè)備(充電器，電池充電平臺)，調(diào)度系統(tǒng)(存儲、更換和維修)。充電樁作為電動汽車智能終端的功能。電動汽車的消費者可以 購買充電樁智能充電卡后，立即將個人信息在智能卡上激活，從而更好的體驗的智能充電樁的功能。當(dāng)汽車進入到充電軌道后，充電樁充電和充電端口可以自主進行車距離分辨率的計算，電源接口通過自動紅外傳感器和用戶汽車充電接口對接，完成充電過程。

智能充電站資源網(wǎng)絡(luò)共享。需要投入更多的智能充電站信息共享，如每個充電站的當(dāng)前存儲容量、充電樁空閑時間、充電等待時 間等。用戶可以通過全球定位系統(tǒng)、實時無線網(wǎng)絡(luò)的新能源電動汽車充電站、充電站和電動汽車的負載恢復(fù)運行，及時反饋給調(diào)度中心，以保證電網(wǎng)的安全運行。

新能源電動汽車充電站是未來智能城市、智能電網(wǎng)建設(shè)的一部分。充電站的第一個層次是智能充放電控制單元結(jié)構(gòu)：智能控制與數(shù)據(jù)采集模塊(PM)，智能電表(SM)、電池管理系統(tǒng) (BMS)，用戶終端(UT)和其他相關(guān)部件。第二個層次是綜合控制和管理系統(tǒng)：汽車充電站系統(tǒng)包括充放電、計量計費、安全等相關(guān)方面。利用SCADA 監(jiān)控系統(tǒng)的功能、綜合監(jiān)控、智能負載調(diào)節(jié)和有效的網(wǎng)絡(luò)通信控制和管理功能。第三個層次是在充電和放電的電源管理系統(tǒng)：智能電網(wǎng)運行從整體的角度來看，電動汽車充電站區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一管理使用，監(jiān)督和對運行的微電網(wǎng)能量存儲設(shè)備進行有效控制。

1.2 運行模式

電動汽車本質(zhì)動力是儲能電池，其充電時可以看作隨機性的負荷、放電時可以看作移動電源，即電動汽車運行在V2G模式。電動汽車充電時，由于受控制策略和動力電池特性的限制，電動汽車相當(dāng)于一個低電壓、大電流的負荷。電動汽車對應(yīng)著三種充電模式：慢充方式、快充方式和快換方式。慢充方式主要針對續(xù)航能力大的電動汽車，積極利用晚間停運時間給蓄電池充電；快充方 式針對續(xù)航能力適中的電動汽車，由于快速充電電流沖擊較大，只能用于標準的充電站；快換方式適合于車輛電池組設(shè)計標準化，易更換，電動汽車快速更換模式只適合有人值守的標準充電站。電動 汽車作為移動負荷，需要對其進行隨機負荷建模。分析大規(guī)模電動汽車接入對電網(wǎng)的影響，包括對電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響、接入點系統(tǒng)諧波處理等。

1.3 新能源電動汽車充電站發(fā)展趨勢分析

新能源電動汽車是汽車行業(yè)未來發(fā)展的主要方向，這是能源及環(huán)保雙重壓力下的必然?！笆濉逼陂g，國家將大力普及新能源汽車、多能源混合動力車。電動轎車、氫燃料電池轎車將會在民眾普及，這樣背景下電動汽車充電站這種配套設(shè)備將迎來新的發(fā)展。2010 年到 2013 年三年間，我國充電站從原有的90座快速攀升至619座， 增長率達到89%，充電樁數(shù)量也從1129增長至22628個，年負荷增長率近 200%。我國新能源汽車示范推廣的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一就是充電設(shè) 施的建設(shè)，得益于國家對新能源電動汽車的大力推廣，新能源電動汽車充電設(shè)施建設(shè)行業(yè)將迎來一個新的爆發(fā)期。在這之前，受到電動汽車數(shù)量及規(guī)模的限制，加上充電設(shè)施建設(shè)過程中需要大量資金投入，短時間內(nèi)得不到明顯效益回報，因此充電設(shè)施建設(shè)數(shù)量較少。根據(jù)工信部數(shù)據(jù)，截至2014年底，我國共建設(shè)完成充電站823個、充電樁3.8萬個。而2014 年我國新能源汽車產(chǎn)銷量已達9.39萬輛，充電設(shè)施供需之間的矛盾日益突出。但在2015年，全國計劃建成的充電站數(shù)量達到了2549個，而計劃建成充電樁的數(shù)量更是達到了34萬個，相比于14年，有了近20倍的增長。這些數(shù)據(jù)充分說明在未來時間里，新能源電動汽車充電站具有良好的市場空間。相關(guān)研究人員應(yīng)該做好設(shè)計及建設(shè)水平的研究工作，有效促進行業(yè)進步發(fā)展。

新能源電動汽車充電站是未來智慧城市、智能電網(wǎng)建設(shè)的一部分。充電站中的第一層次是智能充放電控制單元建設(shè)：智能控制和數(shù)據(jù)采集模塊(PM)，智能電表(SM)，電池管理系統(tǒng)(BMS)，用戶終端(UT)和其他相關(guān)部分。第二層次是綜合控制和管理系統(tǒng)：汽車充電站系統(tǒng)包括充電和放電，計量和計費，安全等相關(guān)方面。利用SCADA監(jiān)測系統(tǒng)的功能，完成綜合監(jiān)控、智能負載調(diào)節(jié)和有效的網(wǎng) 絡(luò)通信控制和管理功能。第三層次是地區(qū)充放電站管理系統(tǒng)：從整體的角度操作的智能電網(wǎng)，在充電站區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一管理操作、監(jiān)管大量的電動汽車電池的使用和有效地控制微電網(wǎng)儲能設(shè)備。

二、安科瑞汽車充電樁收費運營系統(tǒng)的優(yōu)勢

2.1 充電設(shè)施搜索，充電設(shè)施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結(jié)算，導(dǎo)航等。

2.2 總覽當(dāng)日、當(dāng)月開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，累計的開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，以及相應(yīng)的環(huán)比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導(dǎo)航、本月充電統(tǒng)計。

2.3 充電價格策略管理，預(yù)收費管理，賬單管理，營收和財務(wù)相關(guān)報表。

2.4 故障管理故障記錄查詢、故障處理、故障確認、故障分析等管理項，為用戶管理故障和查詢提供方便。

2.5 統(tǒng)計分析支持運營趨勢分析、收益統(tǒng)計，方便用戶以曲線、能耗分析等分析工具，瀏覽樁的充電運營態(tài)勢。

2.6 按用戶指定周期分析汽車、電瓶車充電站、樁運行、交易、充值、充電及報警、故障情況，形成分析報告。

審核編輯 黃宇