淺談新能源汽車充電樁建設及優化

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存在的問題，闡述了充電樁建設與優化的對策。研究表明：目前新能源汽車充電樁建設中存在不少的問題，優化充電樁建設區域布局，制定優惠政策，普及私人充電樁，優化運營管理模式，才能有效解決這些問題，促進新能源汽車充電樁建設產業發展。

關鍵詞：新能源汽車；充電樁；建設問題；優化對策

0引言

當今的中國汽車市場已被新能源汽車強勢占領，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）進入四川資陽地區時，這項投資還屬于一片藍海，同時也開啟了電力企業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、產業發展的重要因素。隨著近年來“新基建”的推進，我國開始大力發展充電基礎設施，各地有關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進行完善和發展。

1新能源汽車充電樁建設存在的問題

1.1 充電樁建設區域分布不均

調查顯示，很多車主會通過高德地區等軟件尋找充電樁。多數車主表示，在用相關軟件找尋附近充電樁時，其分布不均勻情況相當嚴重，市區分布密集，郊區分布松散，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10公里范圍內的充電樁，一般由類似星星充電提供服務，而國內的充電樁數量較少，出現了服務商戶分布不均的情況，市場競爭力的缺失，嚴重限制了行業的發展，這對于新能源汽車充電樁的建設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，也很難做到為自己銷售的汽車建設足夠的充電樁，而且為了節約成本，通常不會將充電樁均勻分布在所有區域，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生變化，從一味的追求經濟演變為人與自然的相處。同時，大多數企業也愿意承擔社會責任，通過新材料、新技術的是用來控制能耗，減少污染物的排放。在出行方面，伴隨著交通設施的不斷完善，共享單車的日益發展，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汽車，在減少污染排放、保護生態環境的情況下，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，主要包括服務費、基礎費兩個部分，收費方式基于用電度數收取。這種收費模式下，由于充電樁的位置不同，服務費用跨度較大，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 部分充電設施維護不及時

很多充電樁在投入使用后，經過長期的風吹日曬，設備會出現不同程度的損壞，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，出現充電故障、無法充電等諸多問題；由于充電樁建設速度快，相應的條件、技術發展跟不上速度，使得充電樁在出現問題時，無法及時進行優化，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，使車主產生焦慮感。此外，人為使用充電樁時，也會出現無法避免的問題，如有的車主不小心扯斷充電槍，會在停車后出現無法充電的情況。

2新能源汽車充電樁建設及優化的對策

2.1 優化充電樁建設區域布局

新能源汽車充電樁建設區域布局的優化，要堅持“以人為本、適度超前”的原則，可從以下幾點進行：（1）在現有停車場的基礎上，適當擴大充電樁的建設面積。建設過程中，國家電網等充電樁的建設力度。結合充電樁的規劃、發展要求，對現有設施進行改擴建。現階段，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量的增加，充電樁規模也要不斷擴大，從而縮短服務半徑，提高新能源汽車的充電效率。（3）城鄉結合。分析充電樁的分布情況來看，我國公共充電樁的建設區域集中。其中，北京、廣東、山東、湖北等地公共充電樁的建設率達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，要發揮以城市帶動農村的作用，實現城鄉協調發展，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的充電市場需求，及未來的發展態勢。除了要給予資金補貼外，還要不斷豐富服務類型、補貼方式。采用不同性質區分、郊區和國家發改委相關通知精神，相繼發布川府發[2020116]號文件、川發價格[2021]401號文件等，確定對經營性新能源汽車快速充電設施用電實行價格優惠，執行大工業電價，實行峰谷平分時電價政策，2025年底前免收基本電費。

2.3 基于共享機制優化運營管理模式

對于部分充電設施維護不及時的問題，可從優化運營管理的角度著手，以共享機制為依據，將私人充電樁引入市場，實現雙贏的目標。新時代背景下，私人充電樁數量增加，規模擴大，基于該特點，可在市場范圍內引入私人充電樁，從而不斷擴大運營商的服務范圍。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，統一管理，科學調配。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，尤其是對回鄉過年的新能源汽車車主而言，鄉村幾乎沒有充電樁，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，尤其是一種依靠轉換裝換器使用家庭用電的設備。需要注意，在私人充電樁設計過程中，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，國網四川電動汽車服務有限公司、資陽市雁江區長遠汽車充電服務站等多家電動充電樁企業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通過物聯網技術對接入系統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據采集和監控，實時監控充電樁運行狀態，進行充電服務、支付管理，交易結算，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、4G或WIFI等方式接入互聯網，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、一般工業建筑、居住小區、實業單位、商業綜合體、學校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

3.3系統結構

3.3.1系統分為四層：

1）即數據采集層、網絡傳輸層、數據中心層和客戶端層。

2）數據采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數，并進行電能計量和保護。

3）網絡傳輸層：通過4G網絡將數據上傳至搭建好的數據庫服務器。

4）數據中心層：包含應用服務器和數據服務器，應用服務器部署數據采集服務、WEB網站，數據服務器部署實時數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。

5）應客戶端層：系統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。

小區充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實時監控、交易管理、故障管理、統計分析、基礎數據管理等功能，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，對設備狀態、設備使用率、充電次數、充電時長、充電金額、充電度數、充電樁故障等進行統計顯示，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。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。

3.4.2.實時監控

實時監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態、回路狀態、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、注銷等操作，可查看小區用戶每日的充電交易詳細信息。

3.4.4故障管理

設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果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現場問題。

3.4.5統計分析

通過系統平臺，從充電站點、充電設施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統計信息、能耗統計信息等。

3.4.6基礎數據管理

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

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，進行遠程參數設置，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

	安科瑞響應國家節能環保、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快速、經濟、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，微信掃一掃、微信公眾號、支付寶掃一掃、支付寶服務窗，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。實現對動力電池快速、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。
互聯網版智能交流樁	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
互聯網版智能直流樁	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 支持刷卡，掃碼、免費充電
互聯網版智能直流樁	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 支持刷卡，掃碼、免費充電
互聯網版智能直流樁	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 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
智能邊緣計算網關	ANet-2E4SM

	4路RS485 串口，光耦隔離，2路以太網接口，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計，總正反向無功電能統計；紅外通訊；電流規格：經互感器接入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，可實現短路限流滅弧保護、過載限流保護、內部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監測、線纜溫度監測等功能;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。

4結語

綜上所述，新能源汽車充電樁在經過多年的發展后，整體情況良好，且充電樁的建設和以往相比，規模更大、安全性更高，這也為新能源汽車數量的增加、行業的發展提供了條件。但就目前而言，新能源汽車充電樁的建設還存在不足之處，需要相關領域和工作人員加大研究力度，積極采取有效的措施進行優化，從而提高充電樁的建設質量，提高安全穩定的充電效率，助力新能源汽車行業發展。

參考文獻

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審核編輯 黃宇