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淺談新能源汽車充電樁建設(shè)及優(yōu)化
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,，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嚴重,，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)也愿意承擔社會責任，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,，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,。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，科學調(diào)配,。對于各運營平臺而言,，可通過峰谷電價機制，引導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,，可采用免費開放政策，短期停車充電的新能源汽車可適當減少費用或免費,；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。
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)議為標準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：包含應用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器,，應用服務(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
類型 | 型號 | 圖片 | 功能 |
安科瑞充電樁收費運營云平臺 | AcrelCloud-9000 |
| 安科瑞響應國家節(jié)能環(huán)保,、綠色出行的號召,，為廣大用戶提供慢充和快充兩種充電方式壁掛式、落地式等多種類型的充電樁，包含智能7kW交流充電樁,，30kW壁掛式直流充電樁,，智能60kW/120kW直流一體式充電樁等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,，提供電動汽車充電軟件解決方案，可以隨時隨地享受便捷高效安全的充電服務(wù),，微信掃一掃,、微信公眾號、支付寶掃一掃,、支付寶服務(wù)窗,，充電方式多樣化，為車主用戶提供便捷,、高效,、安全的充電服務(wù)。實現(xiàn)對動力電池快速,、高效,、安全、合理的電量補給,，能計時,，計電度、計金額作為市民購電終端,，同時為提高公共充電樁的效率和實用性,。 |
互聯(lián)網(wǎng)版智能交流樁 | AEV-AC007D |
| 額定功率7kW，單相三線制,，防護等級IP65,，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、遠程升級,，支持刷卡,、掃碼、即插即用,。 通訊方：4G/wifi/藍牙支持刷卡,，掃碼、免費充電可選配顯示屏 |
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁 | AEV-DC030D |
| 額定功率30kW，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 |
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁 | AEV-DC060S |
| 額定功率60kW,，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 |
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁 | AEV-DC120S |
| 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路RS485 串口,，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口,，支持ModbusRtu,、ModbusTCP、DL/T645-1997,、DL/T645-2007,、CJT188-2004、OPC UA,、ModbusTCP（主,、從）、104（主,、從）,、建筑能耗、SNMP,、MQTT,；（主模塊）輸入電源：DC 12 V ～36 V 。支持4G擴展模塊,，485擴展模塊,。 |
擴展模塊ANet-485 | M485模塊：4路光耦隔離RS485 | ||
擴展模塊ANet-M4G | M4G模塊：支持4G全網(wǎng)通 | ||
導軌式單相電表 | ADL200 |
| 單相電參量U、I,、P,、Q,、S、PF,、F測量，輸入電流：10（80）A,； 電能精度：1級 支持Modbus和645協(xié)議 證書：MID /CE認證 |
導軌式電能計量表 | ADL400 |
| 三相電參量U,、I、P,、Q,、S、PF,、F測量,，分相總有功電能，總正反向有功電能統(tǒng)計,，總正反向無功電能統(tǒng)計,；紅外通訊；電流規(guī)格：經(jīng)互感器接入3×1（6）A,，直接接入3×10（80）A,，有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級 證書：MID /CE認證 |
無線計量儀表 | ADW300 |
| 三相電參量U,、I,、P、Q,、S,、PF、F測量,，有功電能計量（正,、反向）、四象限無功電能 ,、總諧波含量,、分次諧波含量（2～31次） ；A,、B,、C、N四路測溫,；1路剩余電流測量,；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示,；有功電能精度：0.5S級 證書：CPA/CE認證 |
導軌式直流電表 | DJSF1352-RN |
| 直流電壓,、電流,、功率測量，正反向電能計量,，復費率電能統(tǒng)計,，SOE事件記錄:8位LCD顯示:紅外通訊:電壓輸入較大1000V，電流外接分流器接入(75mV)或霍爾元件接入(0-5V);電能精度1級,，1路485通訊,，1路直流電能計量AC/DC85-265V供電 證書：MID/CE認證 |
面板直流電表 | PZ72L-DE |
| 直流電壓、電流,、功率測量,，正反向電能計量:紅外通訊:電壓輸入較大1000V，電流外接分流器接入·(75mV)或霍爾元件接入(0-20mA0-5V);電能精度1級 證書：CE認證 |
電氣防火限流式保護器 | ASCP200-63D |
| 導軌式安裝,，可實現(xiàn)短路限流滅弧保護,、過載限流保護、內(nèi)部超溫限流保護,、過欠壓保護,、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測等功能;1路RS485通訊,，1路NB或4G無線通訊(選配);額定電流為0~63A,，額定電流菜單可設(shè)。 |
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
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