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淺談電動汽車充電樁建設(shè)現(xiàn)狀及規(guī)劃方案
閱讀：789 發(fā)布時間：2022-11-25
摘 要：為實現(xiàn)對電動汽車充電樁的優(yōu)化建設(shè),，對其建設(shè)現(xiàn)狀及規(guī)劃方案展開研究,。當前充電樁建設(shè)存在建設(shè)區(qū)域分布不均勻,、社會公共停車場充電費用較高和部分充電設(shè)施維護不及時等問題,。針對建設(shè)現(xiàn)狀,，在明確用戶充電場景集中,、整體高峰充電時間呈三段式分布,、車主平均充電時長較短且用戶里程焦慮明顯等用戶充電行為的基礎(chǔ)上，擴大現(xiàn)有停車場充電樁的建設(shè)面積,，加大多種充電站建設(shè)的推動力度,；優(yōu)化充電樁運營管理模式，將私人充電樁納入到市場當中，擴大充電服務(wù)范圍,；考慮各個區(qū)域范圍充電需求,，結(jié)合資金補貼政策，豐富補貼方式和服務(wù)類型,；建立充電基礎(chǔ)設(shè)施信息管理平臺,，統(tǒng)一監(jiān)督管理，統(tǒng)一多個充電設(shè)施收費標準,，方便充電設(shè)備運行維護,，為促進電動汽車及配套充電設(shè)施和充電樁的發(fā)展提供參考意見。
關(guān)鍵詞：電動汽車,；充電樁,；規(guī)劃方案；建設(shè)區(qū)域,；充電時長
0引言
??隨著能源轉(zhuǎn)型步伐的加快,，我國經(jīng)濟由高速發(fā)展邁向高質(zhì)量發(fā)展。 “十三五"以來,，全省將節(jié)能,、削煤、降碳與調(diào)結(jié)構(gòu),、治污染,、惠民生相結(jié)合，實施能耗總量與強度雙重控制[1],。四低碳技術(shù)是未來世界發(fā)展的新趨勢,，同時也為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了機遇與挑戰(zhàn)，而與之相配套的電動 汽車充電設(shè)施建設(shè)也成為了促進這一產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要舉措,。
??為了能夠充分適應(yīng)當前以及未來電動汽車發(fā)展的需要,，在“十二五"期間已經(jīng)實現(xiàn)了對智能充換 電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的初步建設(shè)，目前該網(wǎng)絡(luò)已經(jīng) 能夠覆蓋全國26個省市,，當前的電動汽車及充換電 服務(wù)行業(yè)正經(jīng)歷深刻變革［2］,。當前石家莊現(xiàn)有能源汽車保有量已經(jīng)超過了 3.1萬輛，在我國整個新能源 汽車占比呈現(xiàn)出逐漸增長的態(tài)勢,?；凇昂侠聿季帧?適度超前,、樁站先行"的建設(shè)原則,，全市已建成2萬個充電樁，為新能源汽車的充電需求提供保障,。 公共充電站點已覆蓋住宅小區(qū),、學(xué)校醫(yī)院,、廠商超 市,、酒店賓館,、公園景區(qū)、加油站等常用區(qū)域,，實 現(xiàn)中心城區(qū)充電全覆蓋［3］,。近幾年，隨著國家對電動 汽車發(fā)展重視程度逐漸提高,，為了加強新能源汽車 的市場推廣叫政府及有關(guān)部門大力支持［5］,紛紛提出了與新能源汽車產(chǎn)業(yè)相關(guān)的發(fā)展和應(yīng)用措施,，并在政策方面從財政補貼、公共試點,、減免稅收以及管理規(guī)定等方面入手,，提出了更為具體的指導(dǎo)意見 及要求。
??本文通過開展電動汽車充電樁建設(shè)現(xiàn)狀及規(guī)劃方案研究,，分析充電樁建設(shè)區(qū)域現(xiàn)狀存在的不足,，并根據(jù)對電動汽車用戶使用充電樁的行為分析，制定充電樁建設(shè)規(guī)劃方案,。
1電動汽車充電樁建設(shè)現(xiàn)狀
1.1充電樁建設(shè)區(qū)域分布不均勻
??為實現(xiàn)對電動汽車充電樁建設(shè)現(xiàn)狀的探究,，以石家莊中心城區(qū)為例，針對該區(qū)域電動汽車充電樁 建設(shè)問題進行分析,。石家莊市中心地區(qū)（二環(huán)內(nèi)）面積共計106 km2,。通過收集e充電、E充站,、特來 電,、星星充電、云快充等APP數(shù)據(jù),，統(tǒng)計當前石家 莊二環(huán)內(nèi)公共充電站共計50座,，充電樁642個，快充與慢充比例為6：1,平均服務(wù)半徑為0.94 km ［6］,。從空間分布來看,，石家莊新能源汽車充電樁存在建設(shè)區(qū)域分布布局不均勻的問題，充電樁缺口仍然明顯叫呈南部密集北部少局面,。以中山西路至中山 東路為界,，北部充電站數(shù)量為15座，僅為南部區(qū)域 的一半,。從用地性質(zhì)分布來看,，由于充電樁建設(shè)體 系尚未成熟，當前充電樁主要建立在商場,、綜合寫字樓,、酒店等商業(yè)綜合體，整體占比68%,像居民、 教育,、醫(yī)療等非商業(yè)場所,，則分布較少，而建設(shè)在醫(yī)院的公共充電站僅有2座,。除此之外,，當前石家 莊規(guī)模較大的電動汽車充電樁較少，并且建設(shè)位置 相對偏僻,，不容易尋找,，因此無法為電動汽車車主 提供其所需的服務(wù)，在一定程度上限制了電動汽車 充電樁建設(shè)在石家莊中心地區(qū)的發(fā)展,。
1.2社會公共停車場充電費用較高
??隨著國民整體教育水平的提升,，民眾的思想觀 念也在發(fā)生變化，從一味的經(jīng)濟追求到人與自然和諧相處,。在生產(chǎn)方面,，很多企業(yè)開始主動承擔(dān)社會 責(zé)任，通過采用新技術(shù),、新型材料來控制企業(yè)能耗, 降低企業(yè)污染物的排放同,。在出行方面，隨著公共交通設(shè)施的完善,，共享單車的發(fā)展,，越來越多的民眾 選擇低碳出行方式；在生活方面,，人們開始有節(jié)約用電意識,，資源的節(jié)約已經(jīng)成為自身修養(yǎng)的體現(xiàn)。 在這樣的趨勢背景下,，越來越多的人選擇購買電動 汽車代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽車,，在降低環(huán)境污染排放的同時， 在一定程度上增加了用電需求,，相應(yīng)的充電費用也 隨之提升冋,。針對電動汽車的充電費用，通常包含基礎(chǔ)電費和服務(wù)費用2個部分,，以石家莊為例,，其充電收費方式是按照電度數(shù)進行收費的［10］。該種收費模式由于充電站位置的不同服務(wù)費用跨度很大,，服 務(wù)費占比從25%?100%不等,。除此之外，電動汽車 車主在充電時還需要承擔(dān)這一時段當中停車的費用,。 尤其是對于依賴公共充電樁進行充電的車主,，長期 來說其所承擔(dān)的整體費用較重［11］,。
1.3部分充電設(shè)施維護不及時
??石家莊中心地區(qū)部分充電設(shè)施由于建設(shè)時間比 較早，設(shè)備相對比較陳舊未能及時更新,，且充電樁管理不到位,，導(dǎo)致找到樁后無法充電或充電故障、 損毀等一系列問題,。同時,，由于當前充電樁的建設(shè) 速度較快,，而相應(yīng)的輔助技術(shù)和條件的發(fā)展無法追 趕建設(shè)的速度,，因此造成了在出現(xiàn)故障問題時，服 務(wù)條件和技術(shù)無法實現(xiàn)對設(shè)施的優(yōu)化,，造成維護不 及時的問題產(chǎn)生問,。同時由于無人看管，部分燃油車的車主會將車輛停在充電位置上,，在一定程度上 影響到電動汽車車主的充電感受,，進而產(chǎn)生因使用 電動汽車而帶來的焦慮感。
2充電樁用戶充電行為分析
2.1用戶充電場景集中
??基于國家電網(wǎng)充電樁的運營數(shù)據(jù),，對石家莊地區(qū)114座充電站,、5 400個用戶、2.6萬充電頻次 （去除無效充電）進行數(shù)據(jù)整合,、匯總,，分析石家莊用戶的日常充電行為。當前,，用戶充電場景主要集中在上下班地點,，這與電動汽車車主相對固定的充 電地點吻合［13］。同時,，高速公路服務(wù)區(qū)的充電樁使用用戶較多,，占比達到25%，這說明隨著高速公路 充電站的增加,，中長途駕駛的充電需求將得到進一 步釋放,；對于長期在市區(qū)活動的車主中，46%的車主會選擇在消費,、休閑娛樂場所進行充電,。從這一 行為也能夠進一步反映出，當前電動汽車的續(xù)航能力較弱,，并且已經(jīng)使得車主產(chǎn)生了里程焦慮問題,， 充電用戶只有通過臨時充電的方式，才能夠確保正 常的出行不受影響,。
2.2整體高峰充電時間呈三段式分布
??從整體上來看,，由于公共充電樁通常會建設(shè)在 相對開放,，且周圍建筑場所相對集中的區(qū)域，用戶在晚上9:00以后到第二天的早上9:00這一段時間當 中,，充電行為明顯減少,，大部分的充電時段集中在中午，并成為一天用電的高峰時期［14］,。同時,，上午6:00—8:00、中午 11:00—13:00,、下午 15:00—17:00這3個時間段為大部分車主集中充電的時段,，與全
??社會用電高峰期重疊。由于峰谷差價不明顯,，車主 在現(xiàn)階段未被電價合理引導(dǎo),，節(jié)假日期間充電頻次無明顯變化。按照充電樁所在地來看,，居民區(qū)域公共充電樁充電頻次波動相對較大,，早上6:00點之后至晚上20:00之間為使用頻率較高時段，其他時間 段使用頻次大幅降低,；商業(yè)區(qū)域的公共充電樁的重點集中在下午時段,，下午18:00之后呈緩慢下降趨勢，與購物,、消費時段相匹配,；在加油站的充電樁 充電集中度不明顯，僅在中午與晚上就餐時間略有 提升,。分地域來看,，中心城區(qū)充電樁使用頻率要遠高于郊區(qū)的使用頻率，一方面原因是市區(qū)人口集中 度高,，活動范圍相對固定,，另一方面因素是市區(qū)為工作場所的聚集區(qū)［15］。
2.3車主平均充電時長較短且用戶里程焦慮明顯
??從充電時長分布來看,，在車主充電行為中,，充 電時長在30 min內(nèi)的占比高達47%，充電時長僅為10 min以內(nèi)的占比為11.3%,。由于大部分停車場停 車15 min內(nèi)免費的限制,，導(dǎo)致部分車主充電時間在10 min左右。大部分用戶沒有充足的時間來等待電 量充滿,，僅有44.4%的充電行為是以充滿電為結(jié)束,。 從平均充電時長來看，在高速服務(wù)站充電頻次較高,， 平均充電時間為40 min,，中長途駕駛中用戶里程焦 慮會尤為明顯,，導(dǎo)致充電頻次高,、充電時間短,；倉儲與辦公類型用戶平均充電時長較高，接近2h,，這 體現(xiàn)該類型用戶充電時間寬裕,，且該區(qū)域為此部分 用戶的主要充電場所。
3電動汽車充電樁建設(shè)規(guī)劃方案
3.1優(yōu)化充電樁建設(shè)區(qū)域布局
??河北省能耗強度已由2015年的1.18 tce/萬元降 低至2019年的0.95 tce/萬元,，整體下降19%,，平均年降速達到4.7%。但從全國角度對比,，仍高出全國1.9倍,。在一線城市中,，整體能耗水平已控制在0.3tce/萬元左右,，其中廣州的能耗強度低，僅為0.27 tce/萬元,，接近發(fā)達國家水平,。從地區(qū)分布上 看，能耗強度降速快的是廊坊與邯鄲,，達到8%以 上,。分行業(yè)來看，河北工業(yè)能耗強度較高,，達到2.12 tce/萬元,，高出全國2倍水平；但交通運輸行業(yè)能耗為0.48 tce/萬元,，明顯優(yōu)于其他一線城市水平,。這一能源效率水平也進一步影響到了城市能源 消費結(jié)構(gòu)的改變。在這樣的發(fā)展背景下,，針對當前 充電樁建設(shè)區(qū)域分布不均勻的問題,，在進行建設(shè)規(guī)劃時，需要從對其區(qū)域布局進行優(yōu)化的角度出發(fā),結(jié)合當前城市電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要求,，按照圖1所示的充電樁分布結(jié)構(gòu)實現(xiàn)優(yōu)化,。
圖1充電樁分布結(jié)構(gòu)
??根據(jù)圖1中的充電樁分布結(jié)構(gòu)要求，可以從2 個方面實現(xiàn)對充電樁建設(shè)區(qū)域布局的優(yōu)化,。
1） 在現(xiàn)有停車場的基礎(chǔ)上擴大充電樁的建設(shè)面積,。以石家莊城市為例，近幾年該城市政府積極鼓勵充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)項目,，并通過當前已經(jīng)處于 建設(shè)或運營狀態(tài)的停車場進行擴大,，為充電樁建設(shè) 提供了充足的空間條件,。同時，在擴大建設(shè)時,，政 府可積極鼓勵各公立醫(yī)院,、企事業(yè)單位等按照規(guī)定 的比例完成對充電設(shè)施的建設(shè)。政府部門可適當對社會公共停車場充電設(shè)施建設(shè)的審批手續(xù)進行簡化,以此進一步提高社會類型的公共停車場充電樁的配比,。除此之外,，還應(yīng)當在現(xiàn)有加油站建設(shè)區(qū)域范圍 內(nèi)增設(shè)充電樁，以此為電動汽車車主提供更加方便 的充電服務(wù),。
2） 加大對國家電網(wǎng),、特來電和星星充電等充電 站建設(shè)的推動力度。根據(jù)當前石家莊城市現(xiàn)有充電 基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展與規(guī)劃的相關(guān)要求,，對充電基礎(chǔ)設(shè)施進行優(yōu)化建設(shè)或改擴建,，并且應(yīng)當在建設(shè)過程中嚴格按照規(guī)定實行。目前各大運營商充電樁已實現(xiàn)石家莊全覆蓋,，但隨著電動汽車市場的逐步增加,，公共充電站規(guī)模應(yīng)持續(xù)擴大，縮小服務(wù)半徑,，進一步 提升快充占比,。特別是高速公路、環(huán)城快速周邊,， 加大大功率直流充電樁建設(shè),，為中長途車主提供充電保證。
3.2基于共享機制優(yōu)化運營管理模式
??針對當前充電樁建設(shè)中存在的部分充電設(shè)施維 護不及時的問題,，可從優(yōu)化充電樁運營管理的角度出發(fā),，將共享機制作為其管理依據(jù)，將更多私人充電樁引入到市場當中,，實現(xiàn)共享充電雙贏局面,。在 當前互聯(lián)網(wǎng)+的時代背景下，私人充電樁的數(shù)量不斷增加,，同時其規(guī)模也在呈現(xiàn)出逐漸擴大的趨勢,。 因此結(jié)合這一發(fā)展特點，應(yīng)當將私人充電樁納入到市場范圍內(nèi),，并以此實現(xiàn)對充電服務(wù)范圍的進一步擴大,。通過手段來釋放已有供電潛能，將更多
??處于閑置狀態(tài)的私人充電樁納入到市場當中,，并對其進行統(tǒng)一管理,，按照相關(guān)要求實現(xiàn)對充電需求的 合理調(diào)配。同時,，通過該項制度的建立也能夠進一 步為充電樁樁主帶來額外的經(jīng)濟收益,，實現(xiàn)雙贏,。 除此之外，還可以通過提升公共停車場運營管理模 式的方式實現(xiàn)對管理模式的優(yōu)化,。各運營平臺應(yīng)通 過峰谷電價機制,，積極引導(dǎo)用戶充電需求，按照削峰填谷的方式,，改善高峰時段集中充電情況,。針對 已經(jīng)由政府定價管理的停車場，可實施政 策,，針對短時間內(nèi)的停車費用可適當降低或免費,。 針對其他社會公共類型的停車場，應(yīng)當積極鼓勵各個運營商與停車場進行合作,，并將停車費納入服務(wù) 商的運營管理,，以此進一步降低停車場內(nèi)部充電費費用，降低電動汽車車主的充電負擔(dān),。
3.3針對不同區(qū)域制定補貼政策
??針對當前社會公共停車場充電費用較高的問題,， 為實現(xiàn)對其優(yōu)化建設(shè)，應(yīng)當針對不同區(qū)域內(nèi)的電動 汽車充電提供不同的補貼政策,。在制定補貼政策時,， 應(yīng)當充分考慮到各個區(qū)域范圍內(nèi)充電市場的具體需 求，以及未來需求變化的增長態(tài)勢,，除了結(jié)合資金補貼政策外，還應(yīng)當不斷豐富充電補貼方式和服務(wù) 類型,。按照中心與郊區(qū)區(qū)分,、不同性質(zhì)區(qū)分等方式, 以此保障電動汽車充電樁建設(shè)規(guī)劃布局與商業(yè)運行階段的可持續(xù)發(fā)展。同時,，完成對不同區(qū)域制定補 貼政策后,，在具體實施時，還應(yīng)當注意,，不僅需要從電動汽車充電設(shè)施建設(shè)和投運數(shù)量上進行嚴格的核查,，同時還應(yīng)當針對充電樁在實際運營階段的效 果以及其具備的服務(wù)能力進行綜合考量，以此才能 夠進一步保障補貼政策發(fā)揮其實際效用,。
3.4建立統(tǒng)一基礎(chǔ)信息管理平臺
??當前,，在石家莊城市內(nèi)，包含的電動汽車充電 設(shè)施運營商主要有國家電網(wǎng),、特來電,、星星充電等多家廠商。針對設(shè)備老舊,、充電故障,、設(shè)備損毀等問題,，監(jiān)管部門應(yīng)加強管理，及時督促進行設(shè)備更新,。對于長期占用充電車位的現(xiàn)象進行治理,。由于運營廠商過多，用戶常常需要應(yīng)用多個APP上進行空閑充電樁信息查詢,，特別不利于用戶使用,。石家莊市可以建立充電基礎(chǔ)設(shè)施信息管理平臺，利用大數(shù)據(jù),、云存儲等技術(shù)對石家莊不同的充電基礎(chǔ)設(shè)施 信息進行統(tǒng)一監(jiān)督管理,，實現(xiàn)石家莊所有充電設(shè)施 的布局分析、運營分析,、用戶行為特征分析和數(shù)據(jù)統(tǒng)計,。便于用戶在一個平臺下實現(xiàn)對所有設(shè)施的查 詢，有助于實現(xiàn)各充電設(shè)施收費標準的統(tǒng)一,，方便 設(shè)備運行維護等工作,。
??通過對多個 APP 充電樁信息的統(tǒng)一管理，一方 面方便了用戶對于充電樁的使用,，在另一方面也增加了運營廠商的收益,。由于充電樁信息統(tǒng)一，增加 了訪問APP的用戶數(shù)量,，與此同時,，運營商也能夠 減少自身APP管理人員數(shù)量，節(jié)省了一部分的人力資源支出,，實現(xiàn)了多個運營廠商合作共贏的局面,。
4.電動汽車充電樁建設(shè)解決方案
??安科瑞充電樁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)的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機過溫保護,、充電機輸入輸出過壓,、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預(yù)警,；用戶通過微信小程序掃描二維碼,，進行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請求,，控制二維碼對應(yīng)的充電樁完成電動汽車的充電過程,。
5.安科瑞充電樁云平臺具體的功能
①數(shù)據(jù)概覽：統(tǒng)計該賬戶下所有充電站的充電數(shù)據(jù)統(tǒng)計。
②充電站信息統(tǒng)計：地圖上顯示該賬戶下所有充電站的定位,，以及所有充電樁的狀態(tài)統(tǒng)計
③地圖查詢：地圖查詢站點信息
④充電站監(jiān)控：可以按站點名稱進行篩選,，顯示站點詳情、充電槍列表、統(tǒng)計訂單信息,、故障記錄
1,、可以按充電槍編號、狀態(tài),、功率篩選充電槍列表
2,、點擊某個充電槍編號后在進入充電槍監(jiān)控頁面
3、實時監(jiān)測變壓器負荷,，當負荷超過50%時,，系統(tǒng)會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為50%,，當變壓器負荷超過80%時,，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為止,。
⑤充電槍監(jiān)控：統(tǒng)計該充電槍的訂單信息,，顯示訂單列表，故障列表
1,、充電過程中,，實時顯示電參量，點擊實時曲線,，在彈出框中顯示電參量的實時曲線
2,、點擊訂單列表中的訂單編號，跳轉(zhuǎn)到該訂單的詳情頁面,。
6. 產(chǎn)品選型
??安科瑞為廣大用戶提供慢充和快充兩種充電方式,，便攜式、壁掛式,、落地式等多種類型的充電樁,，包含智能7kw交流充電樁，30kw交流充電樁,，60kw/120kw直流一體式充電樁來滿足新能源汽車行業(yè)快速、經(jīng)濟,、智能運營管理的市場需求,。實現(xiàn)對動力電池快速、高效,、安全,、合理的電量補給，同時為提高公共充電樁的效率和實用性,，具有有智能監(jiān)測：充電樁智能控制器對充電樁具備測量,、控制與保護的功能；智能計量：輸出配置智能電能表，進行充電計量,，具備完善的通信功能,；云平臺：具備連接云平臺的功能，可以實現(xiàn)實時監(jiān)控,，財務(wù)報表分析等等,；遠程升級：具備完善的通訊功能，可遠程對設(shè)備軟件進行升級,；保護功能：具備防雷保護,、過載保護、短路保護,，漏電保護和接地保護等功能,；適配車型：滿足國標充電接口，適配所有符合國標的電動汽車,，適應(yīng)不同車型的不同功率,。下面是具體產(chǎn)品的型號和技術(shù)參數(shù)。
7. 現(xiàn)場圖片
8結(jié)論
??1) 以石家莊中心城區(qū)為例,，該城市現(xiàn)存的充電 樁規(guī)劃建設(shè)分布不均勻,、公共停車場充電費用普遍較高和充電設(shè)施缺乏管理和維護。
??2) 電動汽車用戶存在使用場景較為集中,、具有 三段式的用電高峰和部分用戶存在里程焦慮心態(tài)的 特點,，應(yīng)根據(jù)用戶行為，制定充電樁建設(shè)規(guī)劃方案,。
??3) 通過擴大現(xiàn)有停車場充電樁的建設(shè)面積,、優(yōu)化充電樁運營管理模式和設(shè)立共享機制優(yōu)化運營管理模式，為電動汽車車主提供更加方便的充電服務(wù),， 擴大充電服務(wù)范圍,；設(shè)置統(tǒng)一收費標準，對充電樁進行統(tǒng)一管理,，滿足用戶充電需求,。
??4) 按照本文上述規(guī)劃方案可初步實現(xiàn)對電動汽 車充電樁建設(shè)的優(yōu)化，但除此之外,，政府及有關(guān)部門還應(yīng)當繼續(xù)提高對充電樁建設(shè)的重視程度,，為其各項建設(shè)活動提供規(guī)劃控制保障、財政扶持保障,、 運營管理保障以及電力技術(shù)保障等,，以此促進充電樁建設(shè)的深化發(fā)展。
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