摘要： 安科瑞 程瑜 187 0211 2087

在全球倡導低碳減排的大背景下，新能源成為熱門行業(yè)在全球范圍內(nèi)得以開展。汽車尾氣排放會在一定程度上加重溫室效應，并且化石能源的日漸緊缺也迫切對新能源汽車發(fā)展提出新要求。現(xiàn)階段的新能源汽車以電力汽車為主，與燃油汽車不同的是，電力汽車不再需要或只需少量燃油就可以提供驅(qū)動力。新能源汽車的動力補充方式為充電，因此充電樁成為新能源汽車的配套設備。我國現(xiàn)階段已經(jīng)擁有大量的充電樁，但是伴隨新能源汽車保有量的增加，現(xiàn)有的充電樁不足以滿足新能源汽車用戶的需求，且部分充電樁的質(zhì)量存在問題由此導致安全事故。因此開展新能源汽車充電樁建設優(yōu)化對于充電樁發(fā)展及新能源汽車使用具有積極意義。

關鍵詞:新能源 充電樁 電網(wǎng) 技術

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引言

在開展新能源汽車充電樁建設與優(yōu)化工作之前，首先需要對現(xiàn)階段新能源汽車充電樁建設背景進行分析，包括國際背景、國內(nèi)背景、使用需求背景。在對新能源汽車充電樁現(xiàn)有問題進行分析，包括運維缺失、安全隱患、分布不均、費用偏高、充電速度。隨后在此基礎上制定相應的措施，從而更好的滿足用戶需求并提升充電樁的利用效率，包括從硬件與保護層面出發(fā)提升充電樁質(zhì)量、優(yōu)惠充電費用、統(tǒng)一充電樁充電速度、充電樁信息線上發(fā)布管理，推進新能源汽車快速、持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。

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新能源汽車充電樁建設背景

2.1 國際背景

經(jīng)濟全球化大背景下，全球的生產(chǎn)力水平呈現(xiàn)持續(xù)增長趨勢，化石能源的消耗量顯著增加，而日益緊缺的化石能源難以支撐快速增長的社會生產(chǎn)力水平。確保生產(chǎn)能源穩(wěn)定持續(xù)才是確保生產(chǎn)穩(wěn)固提升的關鍵所在，由此探求新能源并確保其持續(xù)發(fā)展成為全球共同關注的問題。

2.2 國內(nèi)背景

我國長期以來高度重視生態(tài)環(huán)境建設與生產(chǎn)能源可持續(xù)發(fā)展建設，尤其在“十四五”規(guī)劃當中重點提出要做好新能源基礎設施建設工作推動我國進一步充分發(fā)揮資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的積極作用。

隨著機動車保有量的持續(xù)增加，汽車排放成為威脅生態(tài)環(huán)境建設與能源持續(xù)發(fā)展的一大主要原因，因此在新時代背景下我國致力于推進新能源汽車發(fā)展，新能源汽車將有效減少氣體排放并最大限度上降低對化石能源的消耗。截至目前為止國際上所推出的新能源汽車主要以電力為主，按照動力類型劃分可分為純電動、油電混合，即現(xiàn)階段的新能源汽車需要將電力作為主要的驅(qū)動能源，新能源汽車充電樁產(chǎn)業(yè)由此應運而生。

2.3 使用需求背景

在我國新能源汽車誕生初期，新能源汽車充電樁建設幾乎處于空白狀態(tài)，但是隨著新階段新能源汽車保有量的持續(xù)增長，關于新能源汽車充電樁的建設理念、技術、規(guī)模隨之不斷提升。我國“十三五”規(guī)劃期間以在全國范圍內(nèi)建成500萬座新能源汽車充電樁，滿足了新能源汽車的能源供應需求“十四五”規(guī)劃預計在全國范圍內(nèi)再建設充電樁1000萬座。但是現(xiàn)階段的新能源汽車充電樁存在一些質(zhì)量問題，如觸摸屏失靈、界面復雜、起火、爆炸等，對人身財產(chǎn)安全造成嚴重威脅。

為了確保我國新能源汽車事業(yè)可以長期穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，充電樁建設工作不能單純追求數(shù)量，更要注重提升質(zhì)量，因此在建設充電樁的過程中需要同時兼顧規(guī)劃與優(yōu)化工作。

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新能源汽車充電樁建設存在問題

為了積極響應節(jié)能減排與低碳環(huán)保的戰(zhàn)略要求，我國許多城市建設大量的充電樁然而現(xiàn)實中許多城市的新能源汽車充電樁存在閑置現(xiàn)象，利用率極其低下。充電樁利用率低下的現(xiàn)象暴露了許多充電樁建設過程中存在的問題。

3.1 運維缺失

充電樁投入使用后需要定期維護與保養(yǎng)，從而確保充電樁的正常使用。而現(xiàn)階段許多地區(qū)的充電樁之所以被閑置，是因為充電樁沒有進行及時運維造成充電樁損壞。

在一些國道、高速公路服務區(qū)都配備新能源汽車專用充電樁，但是其中大部分充電樁已經(jīng)無法使用，這種現(xiàn)象也是因為充電樁運維缺失造成的。充電樁運維缺失不僅給新能源汽車用戶帶來不便，還造成了嚴重的資源浪費。

3.2 安全隱患

我國的公共充電樁多為室外充電樁，室外充電樁與加油站的加油機不同，并沒有配備專業(yè)的管理人員。并且室外充電樁通常情況下處于開放的環(huán)境中，因此受到自然環(huán)境因素的影響較大，在室外環(huán)境的長期影響下容易造成充電樁線路老化、漏電、機體材料氧化等。部分室內(nèi)充電樁由于處于封閉空間，當出現(xiàn)故障的情況下很容易在短時間內(nèi)造成人員傷亡。截至目前為止新能源汽車充電樁的安全隱患主要存在以下幾類:

(1)絕緣異常:新能源汽車充電樁出現(xiàn)絕緣異常的部位，通常在外殼、刷卡位置、金屬按鍵，當充電樁漏電以后，用戶觸碰這些位置就會發(fā)生觸電:

(2)充電槍未鎖緊:新能源汽車充電需要通過充電槍與充電樁連接，用戶在充電槍使用完畢后在一定概率上會存在充電槍未鎖緊的情況充電槍未鎖緊就會造成漏電，此時如果下一個用戶直接使用就會與高壓電直接借助，造成安全事故:

(3)充電樁銹蝕:公用充電柱的金屬配件的漆面破損以后容易造成銹蝕，隨后銹蝕面積會不斷擴大，進而影響充電樁的實際使用性能，嚴重時甚至會導致充電樁出現(xiàn)穿孔，導致漏電造成人員觸電。

3.3 分布不均

通過分析已有調(diào)查結(jié)果表明，許多新能源汽車用戶都會選擇用地圖尋找充電樁，但是這種尋找充電樁的方式會浪費許多時間，而最顯著的問題就表現(xiàn)在充電樁分布不均，具體表現(xiàn)在或部分地區(qū)過于密集或過于稀疏，甚至部分區(qū)域存在大范圍內(nèi)沒有充電樁，這種現(xiàn)象在郊區(qū)展現(xiàn)的尤為明顯。

新能源汽車充電樁市場競爭尤為激烈，即便是這種情況下充電樁依然存在嚴重的分布不均的問題依然得不到解決，導致充電效率無法得到提升，不僅為用戶帶來不便，還會導致較為嚴重的資源浪費現(xiàn)象。

3.4 費用偏高

之所以許多用戶選擇使用新能源汽車，是因為新能源汽車相比燃油汽車價格更加低廉，可以節(jié)省車輛使用成本。然而現(xiàn)實情況是，新能源汽車充電的費用普遍偏高，且充電樁分布不均會進一步增加車輛使用成本，結(jié)果導致新能源汽車的成本消耗大于燃油汽車。部分城市中心地區(qū)的充電樁的充電價格會普遍偏高，且車輛在進行充電時還會收取相應的停車費，綜合計算車輛的充電成本超出預算范圍。

3.5 充電速度

我國的新能源汽車發(fā)展尚處于初級階段，新能源汽車充電樁企業(yè)數(shù)量極其有限，由此導致新能源汽車充電市場處于壟斷狀態(tài)。充電樁企業(yè)數(shù)量稀少，且競爭激烈程度日益增加，而新能源汽車充電樁的行業(yè)性質(zhì)決定了低盈利水平，這就使得各充電樁企業(yè)搶占市場份額的現(xiàn)象更加顯著，這對于新能源汽車充電行業(yè)而言極為不利。

事實上新能源汽車充電難的問題都是技術競爭的結(jié)果，不同企業(yè)所研制的充電樁使用的技術水平不同，因而給用戶帶來的實際體驗不同,根據(jù)許多新能源汽車用戶反映，不同企業(yè)的充電樁最顯著的技術差異就在于充電速度不同。充電速度不僅關系到用戶的時間使用成本，還關系到對車輛的養(yǎng)護效果，過快或過慢的充電速度都會對車輛電池造成直接影響。

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解決方案

圖1 有序充電管理系統(tǒng)示意圖

圖2 平臺結(jié)構(gòu)圖

充電運營管理平臺是基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術的充電設施管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對充電樁的監(jiān)控、調(diào)度和管理，提高充電樁的利用率和充電效率，提升用戶的充電體驗和服務質(zhì)量。用戶可以通過APP或小程序提前預約充電，避免在充電站排隊等待的情況，同時也能為充電站提供更準確的充電需求數(shù)據(jù)，方便后續(xù)的調(diào)度和管理。通過平臺可對充電樁的功率、電壓、電流等參數(shù)進行實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)和處理充電樁故障和異常情況對充電樁的功率進行控制和管理，確保充電樁在合理的功率范圍內(nèi)充電，避免對電網(wǎng)造成過大的負荷。

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安科瑞充電樁云平臺具體功能

平臺除了對充電樁的監(jiān)控外，還對充電站的光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)以及供電系統(tǒng)進行集中監(jiān)控和統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，提高充電站的運行可靠性，降低運營成本，平臺系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。

圖3 充電樁運營管理平臺系統(tǒng)架構(gòu)

大屏顯示：展示充電站設備統(tǒng)計、使用率排行、運營統(tǒng)計圖表、節(jié)碳量統(tǒng)計等數(shù)據(jù)。

圖4 大屏展示界面

站點監(jiān)控：顯示設備實時狀態(tài)、設備列表、設備日志、設備狀態(tài)統(tǒng)計等功能。

圖5 站點監(jiān)控界面

設備監(jiān)控：顯示設備實時信息、配套設備狀態(tài)、設備實時曲線、關聯(lián)訂單信息、充電功率曲線等。

圖6 設備監(jiān)控界面

運營趨勢統(tǒng)計：顯示運營信息查詢、站點對比曲線、日月年報表、站點對比列表等功能。

圖7 運營趨勢界面

收益查詢：提供收益匯總、實際收益報表、收益變化曲線、支付方式占比等功能。

圖8 收益查詢界面

故障分析：提供故障匯總、故障狀態(tài)餅圖、故障趨勢分析、故障類型餅圖等功能。

圖9 故障分析界面

訂單記錄：提供實時/歷史訂單查詢、訂單終止、訂單詳情、訂單導出、運營商應收信息、充電明細、交易流水查詢、充值余額明細等功能。

圖10 訂單查詢界面

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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/21kw交流充電樁，30kw直流充電樁，60kw/80kw/120kw/180kw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，財務報表分析等等；遠程升級：具備完善的通訊功能，可遠程對設備軟件進行升級；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，適應不同車型的不同功率。下面是具體產(chǎn)品的型號和技術參數(shù)。

產(chǎn)品圖

名稱

技術參數(shù)

AEV200-AC007D

額定功率：7kW

輸出電壓：AV220V

充電槍：單槍

充電操作：掃碼/刷卡

防護等級：IP65

通訊方式：4G、Wifi

安裝方式：立柱式/壁掛式

AEV210-AC007D

額定功率：7kW

輸出電壓：AV220V

充電槍：單槍

人機交互：3.5寸顯示屏

充電操作：掃碼/刷卡

防護等級：IP54

通訊方式：4G、Wifi

安裝方式：立柱式/壁掛式

AEV300-AC021D

額定功率：21kW

輸出電壓：AV220V

充電槍：單槍

人機交互：3.5寸顯示屏

充電操作：掃碼/刷卡

防護等級：IP54

通訊方式：4G、Wifi

安裝方式：立柱式/壁掛式

AEV200-DC030D

額定功率：30kW

輸出電壓：DC200V-750V

充電槍：單槍

人機交互：7寸觸摸屏

充電操作：掃碼/刷卡

防護等級：IP54

通訊方式：以太網(wǎng)、4G（二選一）

AEV200-DC060D/

AEV200-DC080D

額定功率：60kW/80kW

輸出電壓：DC200V-1000V

充電槍：單槍

人機交互：7寸觸摸屏

充電操作：掃碼/刷卡

防護等級：IP54

通訊方式：以太網(wǎng)、4G（二選一）

AEV200-DC060S/

AEV200-DC080S

額定功率：60kW/80kW

輸出電壓：DC200V-1000V

充電槍：雙槍

人機交互：7寸觸摸屏

充電操作：掃碼/刷卡

防護等級：IP54

通訊方式：以太網(wǎng)、4G（二選一）

AEV200-DC120S/

AEV200-DC180S

額定功率：120kW/180kW

輸出電壓：DC200V-1000V

充電槍：雙槍

人機交互：7寸觸摸屏

充電操作：掃碼/刷卡

防護等級：IP54

通訊方式：以太網(wǎng)、4G（二選一）

AEV200-DC240M4/

AEV200-DC480M8/

AEV200-DC720M12

額定功率：240kW/480kW/720kw

輸出電壓：DC150V-1000V

充電終端支持:常規(guī)單雙槍終端

防護等級:IP54

AEV200-DC250AD

最大輸出：250A

1個充電接口；

支持掃碼、刷卡支付；

4G、以太網(wǎng)通訊（二選一）

AEV200-DC250AS

最大輸出：250A

2個充電接口；

支持掃碼、刷卡支付；

4G、以太網(wǎng)通訊（二選一）

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現(xiàn)場圖片

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總結(jié)

新能源汽車相比燃油汽車具有更高的環(huán)保意義，許多用戶考慮到充電比燃油價格更低，因此選擇使用新能源汽車。而實際上由于充電樁存在的諸多問題，導致新能源汽車后續(xù)使用過程中存在諸多麻煩，其中不同企業(yè)充電樁的收費、充電速度沒有為用戶帶來理想的體驗感。由此可見要推行新能源汽車大范圍普及，就需要確保充電樁的質(zhì)量與有效性。充電樁的優(yōu)化需要充分結(jié)合用戶的實際使用需求以及電網(wǎng)的狀況，從而確保充電樁分布、收費的合理性，減少用戶尋找充電樁時存在的麻煩，更是對我國新能源事業(yè)建設具有積極意義。

技術支持 18702112087

審核編輯 黃宇