安科瑞 劉邁

　　摘要：如今,，新能源汽車充電站的建設(shè)和運(yùn)營已經(jīng)成為推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型、減少碳排放的重要一環(huán),，隨著能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和公眾環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng),，新能源汽車正逐漸走進(jìn)人們的生活，充電站能源消耗以及運(yùn)營過程中的能源浪費(fèi)等問題正逐步凸顯,，節(jié)能措施成為推動(dòng)新能源汽車行業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié),。基于此,，簡(jiǎn)單討論節(jié)能措施在充電站建設(shè)及運(yùn)營中應(yīng)用的價(jià)值和挑戰(zhàn),，并深入探討節(jié)能措施,，以供參考。

　　關(guān)鍵詞：新能源汽車,；充電站建設(shè),；節(jié)能建材

　　0引言

　　在新能源汽車充電站的建設(shè)和運(yùn)營中，節(jié)能措施是實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié),，通過選用高效節(jié)能的充電設(shè)備,、優(yōu)化充電站布局以及采用智能化管理系統(tǒng)等手段，可以至大限度降低能源消耗,，提高能源利用效率,，從而降低充電站的運(yùn)營成本，減少對(duì)環(huán)境的影響,。

　　1節(jié)能措施在充電站建設(shè)及運(yùn)營中的應(yīng)用價(jià)值

　　首先,，采用節(jié)能設(shè)備和技術(shù)可以有效降低充電站的能源消耗，降低運(yùn)營成本,。例如,，選擇高效率的充電樁和變壓器，以減少能源轉(zhuǎn)化過程中的能量損耗,；利用智能充電管理系統(tǒng),，提高充電設(shè)備的運(yùn)行效率，避免浪費(fèi)能源,。其次，合理規(guī)劃充電站設(shè)計(jì)布局,，優(yōu)化充電樁安裝的位置和數(shù)量,，使充電站更好地適應(yīng)用戶需求，避免資源閑置浪費(fèi),，同時(shí)利用可再生能源,，如太陽能、風(fēng)能等作為充電站的能源供應(yīng),，不僅可以減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴,，還能減少碳排放，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,。再次,，隨著社會(huì)對(duì)環(huán)保節(jié)能的重視程度不斷提高，采用節(jié)能措施可以提升充電站的形象和品牌價(jià)值,，獲取更多用戶關(guān)注和選擇,，提高充電站的盈利能力，從而增強(qiáng)其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,。最后,，隨著能源技術(shù)不斷發(fā)展,，節(jié)能措施將會(huì)不斷更新、完善,，為充電站可持續(xù)發(fā)展提供更多的可能性和機(jī)遇,，因此，將節(jié)能措施納入充電站建設(shè)及運(yùn)營中,，不僅可以滿足當(dāng)前的需求,，還能為未來的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　2充電站建設(shè)及運(yùn)營節(jié)能面臨的挑戰(zhàn)

　　首先,，傳統(tǒng)充電站在電能轉(zhuǎn)換和傳輸過程中存在能量損耗,，直流快充等高功率充電方式能效較低，存在能源浪費(fèi)的問題,，如何提高充電設(shè)備的能效,，降低能源損耗，是當(dāng)前亟待解決的問題之一,。其次,，合理的充電站布局和設(shè)備配置能夠減少能源浪費(fèi)和降低運(yùn)營成本，但現(xiàn)實(shí)中往往受用地成本,、城市規(guī)劃以及充電需求等多種因素制約,，導(dǎo)致充電站建設(shè)存在局限性。如何在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)充電設(shè)備布局和配置,，是設(shè)計(jì)人員需要綜合考量的問題[1],。再次，充電站的運(yùn)營涉及充電設(shè)備維護(hù),、用戶服務(wù)等多個(gè)方面,，高效的運(yùn)營管理能夠非必要的能源消耗和減少資源浪費(fèi)，而目前充電站運(yùn)營管理體系有待完善,，仍存在信息不對(duì)稱,、服務(wù)不規(guī)范等問題，導(dǎo)致能源利用效率低,。政府部門應(yīng)加大政策支持力度,，出臺(tái)相關(guān)政策措施，鼓勵(lì)和引導(dǎo)充電站建設(shè)與運(yùn)營單位創(chuàng)新和應(yīng)用節(jié)能措施,，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)朝節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展,。

　　3充電站建設(shè)及運(yùn)營的節(jié)能措施

　　3.1節(jié)能建材選用與綠色施工

　　在充電站建設(shè)中，選擇節(jié)能建材是實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)的首要步驟,。選擇具有良好保溫隔熱性能的建筑材料,，如外墻保溫板、雙層玻璃窗,、隔熱屋頂材料等,，能夠減少能量在建筑內(nèi)部散失,；選擇具有較高光反射率的外墻涂料和屋面材料，能夠有效降低建筑表面的熱吸收,，減輕空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷,，進(jìn)而降低能耗。綠色施工技術(shù)是指在建筑施工過程中采用環(huán)保,、節(jié)能的施工方法和工藝,，以減少能源消耗和對(duì)環(huán)境的影響，例如,，采用預(yù)制構(gòu)件和模塊化建筑（圖1）技術(shù),，可以降低施工現(xiàn)場(chǎng)的能源消耗和減少建筑廢棄物數(shù)量。采用低污染施工材料和環(huán)保型建筑施工設(shè)備,，也是實(shí)現(xiàn)綠色施工的重要手段[2],。在充電站建設(shè)過程中，一方面,，需要根據(jù)建筑設(shè)計(jì)和環(huán)境特點(diǎn),，合理選用節(jié)能建材，并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行應(yīng)用,。例如,，在建筑外墻和屋面采用外保溫材料，提高建筑的保溫性能,；在照明系統(tǒng)中采用發(fā)光二極管節(jié)能燈具,，降低照明能耗；在空調(diào)系統(tǒng)中采用高效節(jié)能的變頻空調(diào),，提高能源利用率等,。通過上述措施，有效降低充電站能耗,，提升節(jié)能效果。另一方面,，需要建立科學(xué)的施工管理體系,，嚴(yán)格執(zhí)行綠色施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保施工過程中各項(xiàng)節(jié)能措施的有效實(shí)施,。例如,，建立節(jié)能建材選用標(biāo)準(zhǔn)和施工驗(yàn)收機(jī)制，加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的能源消耗監(jiān)測(cè)和管理,，推行施工垃圾分類處理,，加強(qiáng)對(duì)施工人員環(huán)保意識(shí)培訓(xùn)和綠色施工技能提升，增強(qiáng)其環(huán)保意識(shí)和節(jié)能意識(shí),，使綠色施工理念深入人心,。充電站建成后,，需要進(jìn)行節(jié)能效果評(píng)估，分析各項(xiàng)節(jié)能措施的實(shí)際效果,，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決存在的問題,，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果，對(duì)充電站的節(jié)能系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,，進(jìn)一步提升節(jié)能效果和運(yùn)行效率,，實(shí)現(xiàn)充電站的可持續(xù)發(fā)展。

圖1模塊化建筑示意圖

　　3.2充電樁布局與設(shè)備配置

　　在選擇充電站的場(chǎng)地和位置時(shí),，需要考慮充電樁的布局設(shè)計(jì),，至大限度提高充電站的利用率和運(yùn)行效率。位于城市中心區(qū)域,，由于停車時(shí)間較短,，可以適當(dāng)增加快充樁的數(shù)量；而在郊區(qū)或高速公路服務(wù)區(qū),，可以增加慢充樁的配置,，以滿足長(zhǎng)時(shí)間停車充電的需求。配置充電樁智能化管理和監(jiān)控系統(tǒng),，能有效提高充電站的運(yùn)行效率和服務(wù)質(zhì)量,，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控、管理充電樁,，包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電樁的工作狀態(tài),、充電車輛的充電情況、充電服務(wù)的效率等,，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題,，提高充電站的運(yùn)行效率和用戶滿意度[3]。在充電樁設(shè)備的選擇上,，應(yīng)優(yōu)先考慮節(jié)能環(huán)保原則,，選擇高效能、低功耗,、低排放的充電設(shè)備,。可以選擇采用充電技術(shù)和材料的充電設(shè)備,，如智能充電控制器,、高效能的充電轉(zhuǎn)換器（圖2）等，以提高充電效率和降低能耗,；還可以采用可再生能源,，如太陽能、風(fēng)能等，為充電站提供清潔能源,，降低能源消耗和環(huán)境污染,。通過合理配置充電設(shè)備和優(yōu)化運(yùn)行模式，能進(jìn)一步提高充電站的節(jié)能效益,。例如,，可以根據(jù)車輛的充電需求和充電站的負(fù)荷情況，合理安排充電樁的使用順序和充電功率,，達(dá)成平衡充電樁負(fù)載和節(jié)約能源的效果,；還可以采取分時(shí)段充電、定時(shí)充電等方式,，利用低谷時(shí)段的電力資源,，降低充電成本和能耗。為了確保充電設(shè)備的正常運(yùn)行和長(zhǎng)期穩(wěn)定性,，管理人員需要定期進(jìn)行充電設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng),，包括定期檢查充電樁電氣連接的接頭、充電線路,、充電設(shè)備的散熱系統(tǒng)等,，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備的故障或異常情況，保障充電站的正常運(yùn)行和用戶的安全充電,。

圖2充電轉(zhuǎn)換器示意圖

　　3.3智能預(yù)約與排隊(duì)系統(tǒng)建設(shè)

　　智能預(yù)約與排隊(duì)系統(tǒng)包括智能預(yù)約系統(tǒng)和智能排隊(duì)兩個(gè)部分,。智能預(yù)約系統(tǒng)采用智能算法和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，根據(jù)歷史充電數(shù)據(jù),、用戶行為模式和交通狀況等信息,，智能分析和預(yù)測(cè)未來充電需求，并合理安排充電樁資源的分配和調(diào)度,。例如,，根據(jù)用戶的預(yù)約需求和車輛類型，提前為用戶分配充電樁,，并通過智能調(diào)度算法提高充電樁的利用率,，避免出現(xiàn)擁堵和等待情況，提高充電效率,。智能排隊(duì)系統(tǒng)采用云計(jì)算技術(shù)和分布式架構(gòu)（圖3）,，通過云端服務(wù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電樁的使用情況和充電效率，并根據(jù)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)調(diào)整充電樁的排隊(duì)順序和分配策略,，至大限度地優(yōu)化充電服務(wù)和用戶體驗(yàn)。例如,，當(dāng)某個(gè)充電樁出現(xiàn)故障或異常情況時(shí),，智能排隊(duì)系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)整其他充電樁的排隊(duì)順序，確保用戶能夠及時(shí)充電,，避免單個(gè)充電樁故障所導(dǎo)致的服務(wù)中斷或延遲,。智能預(yù)約與排隊(duì)系統(tǒng)可以為用戶提供充電咨詢,、故障處理等服務(wù)，提高用戶的滿意度和信任度,。智能預(yù)約與排隊(duì)系統(tǒng)通過手機(jī)APP等智能終端,，為用戶提供便捷的充電預(yù)約和排隊(duì)服務(wù)，用戶可以通過手機(jī)APP實(shí)時(shí)查詢充電樁的使用情況和排隊(duì)情況,，并進(jìn)行預(yù)約和排隊(duì)操作,，避免等待時(shí)間過長(zhǎng)而造成的不便和浪費(fèi)。智能預(yù)約和排隊(duì)系統(tǒng)還能根據(jù)用戶的充電歷史和偏好,，為用戶至優(yōu)的充電樁和充電時(shí)段,，提升用戶的充電體驗(yàn)和滿意度。例如,，智能預(yù)約和排隊(duì)系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的行程計(jì)劃和車輛類型,，智能的充電樁和合適的充電時(shí)段，減少用戶的等待時(shí)間和充電開支[4],。智能預(yù)約與排隊(duì)系統(tǒng)還具備實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程管理功能,，工作人員能隨時(shí)掌握充電站的運(yùn)行狀態(tài)和充電設(shè)備的使用情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題,。

負(fù)載均衡器

　　應(yīng)用服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)器

　　商品用戶

　　商品服務(wù)用戶服務(wù)

　　搜索

　　讀請(qǐng)求

　　寫請(qǐng)求

　　寫數(shù)據(jù)庫服務(wù)器

　　商品訂單用戶

　　數(shù)據(jù)同步

　　搜索引擎集群

　　讀數(shù)據(jù)庫服務(wù)器

　　商品訂單用戶

　　應(yīng)用服務(wù)器

　　訂單

　　訂單服務(wù)

　　緩存服務(wù)器

　　圖3分布式架構(gòu)示意圖

　　3.4能源利用效率檢測(cè)與調(diào)整

　　安裝智能監(jiān)測(cè)設(shè)備和傳感器,，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電站的能源消耗情況和充電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，獲取充電量,、充電功率,、電能消耗等數(shù)據(jù)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)共享和信息傳遞,，形成全面,、準(zhǔn)確的能源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，從而為后續(xù)能源利用效率調(diào)整提供可靠的數(shù)據(jù)支撐,。對(duì)充電站的能源利用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析,，找出能源消耗較大的設(shè)備或環(huán)節(jié)，識(shí)別能源利用效率較低的問題點(diǎn),。例如,，分析不同時(shí)間段的充電需求，發(fā)現(xiàn)高峰時(shí)段的充電效率較低,，或發(fā)現(xiàn)某些設(shè)備的能效較差,，導(dǎo)致能源浪費(fèi)。通過上述分析,，可以有針對(duì)性地確定調(diào)整策略,，提高能源利用效率，針對(duì)監(jiān)測(cè)到的問題和瓶頸，采取相應(yīng)調(diào)整措施,，優(yōu)化能源利用效率,。例如，在高峰時(shí)段采取差異化電價(jià)政策,，引導(dǎo)用戶錯(cuò)峰充電,，減輕充電負(fù)荷，提高充電效率,；或者維護(hù)和更新能效較低的設(shè)備,，提升設(shè)備的能效水平，降低能源消耗,；優(yōu)化充電站的運(yùn)營流程和管理機(jī)制,，提高設(shè)備利用率和運(yùn)行效率，進(jìn)一步提高能源利用效率[5],。建立定期的能源利用效率評(píng)估機(jī)制,，定期監(jiān)測(cè)和評(píng)估充電站的能源利用情況，檢查調(diào)整策略的實(shí)施效果,，根據(jù)評(píng)估結(jié)果,，及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化運(yùn)營策略，進(jìn)而提高能源利用效率,。利用數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù),，對(duì)能源利用數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和預(yù)測(cè)分析，為未來的能源利用效率提升提供科學(xué)依據(jù)和決策支持,。

　　4安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺(tái)系統(tǒng)選型方案

　　4.1概述

　　AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費(fèi)運(yùn)營云平臺(tái)系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的電動(dòng)電動(dòng)自行車充電站以及各個(gè)充電整法行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控,，實(shí)時(shí)監(jiān)控充電樁運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)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(xì)查詢等。同時(shí)對(duì)充電機(jī)過溫保護(hù),、漏電,、充電機(jī)輸入/輸出過壓，欠壓,，絕緣低各類故障進(jìn)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。

　　4.2應(yīng)用場(chǎng)所

　　適用于民用建筑,、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū),、實(shí)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(jì),。

　　4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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(jìn)行電能計(jì)量和保護(hù),。

　　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(shí)時(shí)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(fèi)平臺(tái),。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電,。

　　小區(qū)充電平臺(tái)功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實(shí)時(shí)監(jiān)控,、交易管理,、故障管理、統(tǒng)計(jì)分析,、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能,，同時(shí)為運(yùn)維人員提供運(yùn)維APP，充電用戶提供充電小程序,。

　　4.4安科瑞充電樁云平臺(tái)系統(tǒng)功能

　　4.4.1智能化大屏

　　智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況,，對(duì)設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率,、充電次數(shù),、充電時(shí)長(zhǎng)、充電金額,、充電度數(shù),、充電樁故障等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯示,，同時(shí)可查看每個(gè)站點(diǎn)的站點(diǎn)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,。

　　4.4.2實(shí)時(shí)監(jiān)控

　　實(shí)時(shí)監(jiān)視充電設(shè)施運(yùn)行狀況，主要包括充電樁運(yùn)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,。

4.4.3交易管理

　　平臺(tái)管理人員可管理充電用戶賬戶，對(duì)其進(jìn)行賬戶進(jìn)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(xì)信息,。

4.4.4故障管理

　　設(shè)備自動(dòng)上報(bào)故障信息，平臺(tái)管理人員可通過平臺(tái)查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理,，同時(shí)運(yùn)維人員可通過運(yùn)維APP收取故障推送,，運(yùn)維人員在運(yùn)維工作完成后將結(jié)果上報(bào)。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場(chǎng)問題,。

4.4.5統(tǒng)計(jì)分析

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

4.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

　　在系統(tǒng)平臺(tái)建立運(yùn)營商戶,，運(yùn)營商可建立和管理其運(yùn)營所需站點(diǎn)和充電設(shè)施,，維護(hù)充電設(shè)施信息、價(jià)格策略,、折扣,、優(yōu)惠活動(dòng),，同時(shí)可管理在線卡用戶充值、凍結(jié)和解綁,。

4.4.7運(yùn)維APP

　　面向運(yùn)維人員使用,，可以對(duì)站點(diǎn)和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)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(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置,，同時(shí)可接收故障推送

4.4.8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。

4.5系統(tǒng)硬件配置

　　5結(jié)語

　　隨著技術(shù)不斷進(jìn)步和政策支持力度不斷加大,，相信未來將有更多創(chuàng)新的節(jié)能技術(shù)和方法得以應(yīng)用,，進(jìn)一步提高充電站的能效，降低能源消耗,，推動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)向更加健康,、可持續(xù)的方向發(fā)展。隨著新能源汽車的普及的增長(zhǎng),，充電基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模和覆蓋范圍也將不斷擴(kuò)大,，為推動(dòng)清潔能源交通普及和實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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