淺談新能源汽車充電樁建設(shè)及優(yōu)化

淺談新能源汽車充電樁建設(shè)及優(yōu)化

張穎姣

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：本文針對新能源汽車充電樁建設(shè)工作進行探究，采用案例分析法、文獻查閱法，指出了新能源汽車充電樁建設(shè)存在的問題，闡述了充電樁建設(shè)與優(yōu)化的對策。研究表明：目前新能源汽車充電樁建設(shè)中存在不少的問題，優(yōu)化充電樁建設(shè)區(qū)域布局，制定優(yōu)惠政策，普及私人充電樁，優(yōu)化運營管理模式，才能有效解決這些問題，促進新能源汽車充電樁建設(shè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；充電樁；建設(shè)問題；優(yōu)化對策

0引言

當(dāng)今的中國汽車市場已被新能源汽車強勢占領(lǐng)，回想2018年左右汽車充電公司（資陽明瑞新能源科技有限公司）進入四川資陽地區(qū)時，這項投資還屬于一片藍海，同時也開啟了電力企業(yè)融入汽車能源市場的新局面。作為新能源汽車的動力保障，充電樁無疑是影響汽車行駛里程、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。隨著近年來“新基建”的推進，我國開始大力發(fā)展充電基礎(chǔ)設(shè)施，各地有關(guān)部門也在通過對消費者、運營商的引導(dǎo)，不斷對充電樁的建設(shè)進行完善和發(fā)展。

1新能源汽車充電樁建設(shè)存在的問題

1.1 充電樁建設(shè)區(qū)域分布不均

調(diào)查顯示，很多車主會通過高德地區(qū)等軟件尋找充電樁。多數(shù)車主表示，在用相關(guān)軟件找尋附近充電樁時，其分布不均勻情況相當(dāng)嚴(yán)重，市區(qū)分布密集，郊區(qū)分布松散，需要花費很長的時間才能找到下個充電樁。從市場份額上看，在遠離市區(qū)10公里范圍內(nèi)的充電樁，一般由類似星星充電提供服務(wù)，而國內(nèi)的充電樁數(shù)量較少，出現(xiàn)了服務(wù)商戶分布不均的情況，市場競爭力的缺失，嚴(yán)重限制了行業(yè)的發(fā)展，這對于新能源汽車充電樁的建設(shè)而言并不是一件好事。以特斯拉品牌為例，即便是大型新能源汽車企業(yè)，也很難做到為自己銷售的汽車建設(shè)足夠的充電樁，而且為了節(jié)約成本，通常不會將充電樁均勻分布在所有區(qū)域，且充電效率有限，難以滿足車主的充電需求。

1.2 社會公共停車場充電費用高

隨著國民教育水平的提升，人民群眾的思想觀念也在發(fā)生變化，從一味的追求經(jīng)濟演變?yōu)槿伺c自然的相處。同時，大多數(shù)企業(yè)也愿意承擔(dān)社會責(zé)任，通過新材料、新技術(shù)的是用來控制能耗，減少污染物的排放。在出行方面，伴隨著交通設(shè)施的不斷完善，共享單車的日益發(fā)展，越來越多的人選擇低碳出行的方式。在這樣的背景下，很多人開始用新能源汽車取代傳統(tǒng)汽車，在減少污染排放、保護生態(tài)環(huán)境的情況下，也增加了對電能的需求，充電費用也得到了相應(yīng)的提升。在新能源汽車的充電費用上，主要包括服務(wù)費、基礎(chǔ)費兩個部分，收費方式基于用電度數(shù)收取。這種收費模式下，由于充電樁的位置不同，服務(wù)費用跨度較大，占比25%-100%不等。另外，車主充電時還要承擔(dān)停車費用，尤其是在公共充電樁充電時，綜合起來用戶需要承擔(dān)的費用并不輕松。

1.3 部分充電設(shè)施維護不及時

很多充電樁在投入使用后，經(jīng)過長期的風(fēng)吹日曬，設(shè)備會出現(xiàn)不同程度的損壞，給充電用戶帶來安全隱患。同時，充電公司沒有及時維護受損的充電樁，再加上充電樁管理不到位，出現(xiàn)充電故障、無法充電等諸多問題；由于充電樁建設(shè)速度快，相應(yīng)的條件、技術(shù)發(fā)展跟不上速度，使得充電樁在出現(xiàn)問題時，無法及時進行優(yōu)化，影響充電樁的正常使用；充電樁無人看管，部分燃油車停放在充電樁的位置，妨礙新能源汽車的充電，使車主產(chǎn)生焦慮感。此外，人為使用充電樁時，也會出現(xiàn)無法避免的問題，如有的車主不小心扯斷充電槍，會在停車后出現(xiàn)無法充電的情況。

2新能源汽車充電樁建設(shè)及優(yōu)化的對策

2.1 優(yōu)化充電樁建設(shè)區(qū)域布局

新能源汽車充電樁建設(shè)區(qū)域布局的優(yōu)化，要堅持“以人為本、適度超前”的原則，可從以下幾點進行：（1）在現(xiàn)有停車場的基礎(chǔ)上，適當(dāng)擴大充電樁的建設(shè)面積。建設(shè)過程中，國家電網(wǎng)等充電樁的建設(shè)力度。結(jié)合充電樁的規(guī)劃、發(fā)展要求，對現(xiàn)有設(shè)施進行改擴建?，F(xiàn)階段，各大運營商充電樁已基本覆蓋各城市，但隨著新能源汽車數(shù)量的增加，充電樁規(guī)模也要不斷擴大，從而縮短服務(wù)半徑，提高新能源汽車的充電效率。（3）城鄉(xiāng)結(jié)合。分析充電樁的分布情況來看，我國公共充電樁的建設(shè)區(qū)域集中。其中，北京、廣東、山東、湖北等地公共充電樁的建設(shè)率達73.9%，這些城市激勵政策力度大，資金量充足，但三線、四線城市由于財力不足，激勵政策不到位等，導(dǎo)致充電樁運營商的投資主動性不高，不利于新能源汽車的推廣。鑒于此，要發(fā)揮以城市帶動農(nóng)村的作用，實現(xiàn)城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展，使新能源汽車能夠真正“走出去”。

2.2 制定補貼政策，減免停車費用

對于公共停車場充電費用高的問題，要針對各區(qū)域的新能源汽及充電樁情況，提供針對性的補貼政策。在補貼政策制定過程中，要全面考慮每個地區(qū)的充電市場需求，及未來的發(fā)展態(tài)勢。除了要給予資金補貼外，還要不斷豐富服務(wù)類型、補貼方式。采用不同性質(zhì)區(qū)分、郊區(qū)和國家發(fā)改委相關(guān)通知精神，相繼發(fā)布川府發(fā)[2020116]號文件、川發(fā)價格[2021]401號文件等，確定對經(jīng)營性新能源汽車快速充電設(shè)施用電實行價格優(yōu)惠，執(zhí)行大工業(yè)電價，實行峰谷平分時電價政策，2025年底前免收基本電費。

2.3 基于共享機制優(yōu)化運營管理模式

對于部分充電設(shè)施維護不及時的問題，可從優(yōu)化運營管理的角度著手，以共享機制為依據(jù)，將私人充電樁引入市場，實現(xiàn)雙贏的目標(biāo)。新時代背景下，私人充電樁數(shù)量增加，規(guī)模擴大，基于該特點，可在市場范圍內(nèi)引入私人充電樁，從而不斷擴大運營商的服務(wù)范圍。通過限時舉措釋放供電潛能，將閑置的私人充電樁引入其中，統(tǒng)一管理，科學(xué)調(diào)配。對于各運營平臺而言，可通過峰谷電價機制，引導(dǎo)新能源汽車車主的充電需求，根據(jù)削峰填谷的方式，改善高峰階段的充電情況；對于由政府管理的停車場，可采用免費限時開放政策，短期停車充電的新能源汽車可適當(dāng)減少費用或免費；對于其他類型的公共停車場，積極鼓勵停車場和運營商合作，并在服務(wù)商的管理中納入停車費，以此來減少停車場的充電費用，降低新能源汽車車主的充電負擔(dān)。

2.4 普及私人充電樁

相較于公共充電樁，私人充電樁的建立更加容易，尤其是對回鄉(xiāng)過年的新能源汽車車主而言，鄉(xiāng)村幾乎沒有充電樁，如果車輛沒電就會陷入困局，影響車輛的正常使用。為此，國家要大力普及私人充電樁，尤其是一種依靠轉(zhuǎn)換裝換器使用家庭用電的設(shè)備。需要注意，在私人充電樁設(shè)計過程中，要確保其大小合適，過大搬運不方便，過小電量不足；且費用也不能過高，要讓更多車主用得起。以四川省為例，國網(wǎng)四川電動汽車服務(wù)有限公司、資陽市雁江區(qū)長遠汽車充電服務(wù)站等多家電動充電樁企業(yè)已在四川省資陽市遍地開花，而一般居民也隨時可申請自己的專屬充電樁。

3 安科瑞充電樁收費運營云平臺

3.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)的電動電動自行車充電站以及各個充電整法行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實時監(jiān)控充電樁運行狀態(tài)，進行充電服務(wù)、支付管理，交易結(jié)算，資要管理、電能管理，明細查詢等。同時對充電機過溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過壓，欠壓，絕緣低各類故障進行預(yù)警；充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶通過微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

3.2應(yīng)用場所

適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、實業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.3.1系統(tǒng)分為四層：

1）即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)中心層和客戶端層。

2）數(shù)據(jù)采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù)，并進行電能計量和保護。

3）網(wǎng)絡(luò)傳輸層：通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

4）數(shù)據(jù)中心層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數(shù)據(jù)服務(wù)器部署實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

5）應(yīng)客戶端層：系統(tǒng)管理員可在瀏覽器中訪問電瓶車充電樁收費平臺。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動充電。

小區(qū)充電平臺功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實時監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能，同時為運維人員提供運維APP，充電用戶提供充電小程序。

3.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

3.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點分布情況，對設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時長、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進行統(tǒng)計顯示，同時可查看每個站點的站點信息、充電樁列表、充電記錄、收益、能耗、故障記錄等。統(tǒng)一管理小區(qū)充電樁，查看設(shè)備使用率，合理分配資源。

3.4.2.實時監(jiān)控

實時監(jiān)視充電設(shè)施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過程中的充電電量、充電電壓/電流，充電樁告警信息等。

3.4.3交易管理

平臺管理人員可管理充電用戶賬戶，對其進行賬戶進行充值、退款、凍結(jié)、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細信息。

3.4.4故障管理

設(shè)備自動上報故障信息，平臺管理人員可通過平臺查看故障信息并進行派發(fā)處理，同時運維人員可通過運維APP收取故障推送，運維人員在運維工作完成后將結(jié)果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。

3.4.5統(tǒng)計分析

通過系統(tǒng)平臺，從充電站點、充電設(shè)施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統(tǒng)計信息、能耗統(tǒng)計信息等。

3.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)平臺建立運營商戶，運營商可建立和管理其運營所需站點和充電設(shè)施，維護充電設(shè)施信息、價格策略、折扣、優(yōu)惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、 凍結(jié)和解綁。

3.4.7運維APP

面向運維人員使用，可以對站點和充電樁進行管理、能夠進行故障閉環(huán)處理、查詢流量卡使用情況、查詢充電充值情況，進行遠程參數(shù)設(shè)置，同時可接收故障推送

3.4.8充電小程序

面向充電用戶使用，可查看附近空閑設(shè)備，主要包含掃碼充電、賬戶充值，充電卡綁定、交易查詢、故障申訴等功能。

3.5系統(tǒng)硬件配置

	額定功率120kW，三相五線制，防護等級IP54，具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監(jiān)測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網(wǎng) 支持刷卡，掃碼、免費充電
10路電瓶車智能充電樁	ACX10A系列		10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。 ACX10A-TYHN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，掃碼、免費充電 ACX10A-TYN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，免費充電 ACX10A-YHW：防護等級IP65，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YW：防護等級IP65，支持刷卡、免費充電 ACX10A-MW：防護等級IP65，僅支持免費充電
2路智能插座	ACX2A系列		2路承載電流20A，單路輸出電流10A，單回路功率2200W，總功率4400W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別，報警上報。 ACX2A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡、掃碼充電 ACX2A-HN：防護等級IP21，支持掃碼充電 ACX2A-YN：防護等級IP21，支持刷卡充電
20路電瓶車智能充電樁	ACX20A系列		20路承載電流50A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率11kW。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別，報警上報。 ACX20A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX20A-YN：防護等級IP21，支持刷卡，免費充電
落地式電瓶車智能充電樁	ACX10B系列		10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。 ACX10B-YHW：戶外使用，落地式安裝，包含1臺主機及5根立柱，支持刷卡、掃碼充電,不帶廣告屏 ACX10B-YHW-LL：戶外使用，落地式安裝，包含1臺主機及5根立柱，支持刷卡、掃碼充電。液晶屏支持U盤本地投放圖片及視頻廣告
智能邊緣計算網(wǎng)關(guān)	ANet-2E4SM

4結(jié)語

綜上所述，新能源汽車充電樁在經(jīng)過多年的發(fā)展后，整體情況良好，且充電樁的建設(shè)和以往相比，規(guī)模更大、安全性更高，這也為新能源汽車數(shù)量的增加、行業(yè)的發(fā)展提供了條件。但就目前而言，新能源汽車充電樁的建設(shè)還存在不足之處，需要相關(guān)領(lǐng)域和工作人員加大研究力度，積極采取有效的措施進行優(yōu)化，從而提高充電樁的建設(shè)質(zhì)量，提高安全穩(wěn)定的充電效率，助力新能源汽車行業(yè)發(fā)展。

參考文獻

［1］張新華.新能源汽車充電樁建設(shè)及優(yōu)化分析[J].時代汽車,2022(10):112-114.

［2］蔣慧敏,陳新,孟蜜蜜,等.常州新能源汽車充電樁建設(shè)及優(yōu)化路徑研究[J].時代汽車,2021(16):95-96.

［3］朱國海.西部城市新能源汽車充電樁建設(shè)現(xiàn)狀及建議[J].建設(shè)科技,2022(1):89-91,96.

［4］王爽伊.新能源汽車充電樁建設(shè)及優(yōu)化[J].2022年24期

［5］安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05版.

審核編輯 黃宇