淺談新能源電車充電樁運營管理分析

張穎姣

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：近年來，我國大力推進新能源公共交通的發(fā)展，制定了一系列相關政策法規(guī)。作為公共充電設施的新能源充電樁也得到了發(fā)展和普及，其在新能源領域發(fā)揮著重要的保障作用。在當前，充電樁的管理還存在許多短板，很大程度上是由于這一行業(yè)還處于起步階段，新能源充充電樁管理者要解決其中存在的問題。本文將圍繞新能源充電樁運營管理問題展開分析，針對具體問題提出解決方案，使新能源充電樁的管理更加科學，從而為城市交通的優(yōu)化提供助力。

關鍵詞：新能源；充電樁；運營管理

0、引言

在日常出行中，各種交通工具已成為了必不可少的一部分。近年來，隨著國家對環(huán)境保護的不斷重視以及居民對生活環(huán)境和質量的關注，電動交通工具成為了人們的新選擇，在交通工具的占比中越來越大。作為電動交通工具的配套設施，新能源充電樁的建設步伐也在日益加快。如何提高充電樁的利用效率，*大限度滿足交通工具的充電要求，成為新能源充電樁管理者要解決的問題，下文主要圍繞這一主題展開論述。

1、新能源充電樁運營管理現(xiàn)狀

1.1區(qū)域分布不均勻

由于新能源交通工具廣泛應用的時間較短，因此在各項設施的配備上都存在著一定的問題。其中，新能源充電樁區(qū)域分布不均勻就是一個比較顯著的問題。雖然建設了一些充電站，但其數(shù)量不多，且分布較遠，不能便利車主及時進行充電。在人流量較大的商業(yè)或辦公密集區(qū)，充電樁數(shù)量較少，無法滿足充電需求。同時，大部分的停車場并沒有加裝充電樁，使得車主無法做到隨停隨充，在一定程度上降低了停車場的使用效率。這些因素，無不限制了新能源電動汽車的發(fā)展。

1.2收取費用較高

在當前，環(huán)保已經成為國家與民眾的共同追求，因此許多人選擇購買更加清潔環(huán)保的新能源汽車。這在一定程度上降低了污染環(huán)境的廢氣排放，但也增加了充電需求，與此同時，充電的費用也在不斷提升。就新能源汽車而言，充電費用包含服務費用和基礎電費兩個部分。基礎電費往往波動較小，按度數(shù)進行收費，但服務費用卻有著較大的跨度，不同區(qū)域差異顯著。并且，在停車場進行充電時，還需要繳納一部分的停車費用，這對于新能源汽車車主來說，無疑增加了整體的費用支出。

1.3維護不及時

新能源充電樁需要定期進行維護和保養(yǎng)，老舊的設備也需要及時進行更換。盡管當前充電樁的建設速度已基本滿足需求，但對于老舊設備的維護和保養(yǎng)，對故障的維修和排查，卻并沒有跟上建設的速度，從而產生了維護不及時的問題。同時，由于管理的疏忽，停車場充電樁無人看管，從而使充電樁成了燃油車主的停車位，一定程度上降低了充電樁的使用效率，影響到新能源汽車車主的使用體驗。

2、新能源充電樁用戶充電行為分析

2.1充電場所集中

從居民的出行時間和地點來看，新能源車主的固定充電地點，大多集中在工作地點的附近，這符合車主的日常出行需求。在節(jié)假日期間，消費場所和休閑娛樂場所附近充電站使用率較高，與車主的日常行為緊密聯(lián)系在一起。同時，在中長途出行當中，大部分的新能源汽車車主需要在服務區(qū)進行充電，這反映出新能源車主高速出行的充電需求。從這些現(xiàn)象當中，可以發(fā)現(xiàn)，新能源汽車仍然存在著續(xù)航能力較弱的問題，這進而引發(fā)了車主的焦慮，只有確保途中能夠臨時充電，才能使出行不受影響。

2.2充電時間呈三段式

從用戶充電時間來看，新能源汽車的充電時間，呈三段式分布，且與生活用電高峰期一致。從區(qū)域來看，市中心。總體上看，中午是*為集中的充電時段。盡管部分地區(qū)采用了“削峰填谷”的電價計算方式，但由于差價不大，未能產生顯著的影響，對車主的引導能力有限。盡管區(qū)域間存在一定的差別，但從總體趨勢上看，三段式的分布是比較明顯的。

2.3平均充電時長短

充電時長也是用戶充電行為的一個重要表現(xiàn)。相關數(shù)據顯示，有幾乎一半的車主，充電時長在30分鐘以內。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是多樣的，比如停車場的免費停車時間、用戶自身的時間規(guī)劃等。只有不到一半的車主，能夠等待汽車電量充滿。與之相對應，高速服務站的充電時長會略高于城區(qū)，大約為40分鐘，這主要是由于路程較長，且時間較為寬裕，才出現(xiàn)這樣的狀況。

3、新能源充電樁運營管理方案設計

3.1優(yōu)化充電樁分布區(qū)域

從現(xiàn)有公共交通設施的情況來看，充電樁分布區(qū)域顯然是不夠均勻的，優(yōu)化充電樁分布區(qū)域可以從以下幾個方面著手：首先，充分利用已有資源，擴建現(xiàn)有停車場，并在現(xiàn)有停車場加裝充電樁，盡量做到隨停隨充，以避免集中到某些充電站，造成擁堵狀況。其次，在各類政府層面可以提供相應的政策保障，比如簡化停車場充電樁建設的審批手續(xù)，提高停車場充電樁的數(shù)量。通過這些方式，能夠在一定程度上緩解充電樁分布區(qū)域不均勻的情況。

3.2優(yōu)化運營管理模式

優(yōu)化充電樁運營管理模式，能夠在很大程度上解決充電樁維護不及時的狀況，要做到優(yōu)化充電樁運營管理，則主要依托于共享機制，主要方式是將私人充電樁引入到各大停車場和充電站中。私人充電樁的引入，可以在一定程度上緩解現(xiàn)存供電壓力，釋放供電潛能。對其進行統(tǒng)一管理，合理調配，一方面能夠提升充電效率，另一方面也能為電樁所有者帶來經濟效益，提高其意愿，進而實現(xiàn)雙贏局面。與此同時，運營平臺也應該鼓勵運營商與各大停車場共同制定策略，共同促進發(fā)展，全方位管理充電樁的建設和運行。通過上述方式，方能真正實現(xiàn)在共享機制下優(yōu)化運營管理模式的作用。

3.3制定相應的補貼政策

新能源交通工具的應用，符合國家可持續(xù)發(fā)展的理念，因此得到支持和推廣。但由前文可知，部分停車場的充電費用較高，這增加了新能源汽車車主的充電負擔。為了解決這個問題，可采取制定補貼政策這一措施。在進行具體規(guī)劃時，應該充分了解新能源汽車充電市場的整體概況，結合現(xiàn)有需求和未來的增長態(tài)勢，明確補貼的大致范圍，除了現(xiàn)金補貼外，應當積極拓展和豐富補貼方式，實現(xiàn)停車場充電樁運營的可持續(xù)發(fā)展。同時，由于城區(qū)與郊區(qū)存在著顯著的差異，補貼政策的制定也應該具體問題具體分析。針對能夠領取補貼的運營商和停車場，應制定一定的考量和核查標準，如此才能使補貼政策真正發(fā)揮作用。

4充電樁智能監(jiān)控系統(tǒng)的設計

4.1硬件框架組成

充電樁的電源為380V交流電網電源經過對交流電進行整流、濾波和穩(wěn)壓等措施就變成直流電源。能夠供給電動汽車進行充電。想要完成充電樁的充電還需要IC卡識別模塊．這個模塊的設計能夠讓用戶激活充電樁。讀卡器將會識別出IC卡上的用戶信息，識別完成后能夠顯示個人信息、余額等。而狀態(tài)顯示模塊則用來將充電過程中的狀態(tài) 信息充分顯示出來。硬件系統(tǒng)包括了主控板、檢測芯片、IC讀卡器以及顯示屏、鍵盤等設備。建設充電樁過程中。其樁體材料的選擇應該以鍍鋅銅板優(yōu)先，考慮到防潮防水性能，還應該保證材料的防水性能，以保證充電樁在潮濕天氣下也能夠正常使用。

4.2充電樁智能監(jiān)控系統(tǒng)的軟件構成

當需要給電動汽車充電時．只需要將電動汽車上的充電插1：1連接到充電樁上的充電手柄．通過讀卡器識別戶的IC卡以將充電樁激活：如果充電插口和充電手柄沒有進行正常連接將會進行提示和報警。完成身份識別后，用戶可以進行充電時間、充電模式的選擇，同時在充電過程中充電樁將會檢測電池的充電狀態(tài)，如果充電模式被檢測到不對的話，同樣會提示和報警。充電樁也會通過顯示屏給用戶一些選擇充電模式方面的建議。如果充電模式的選擇被檢測到是正確的，充電樁將會進行正常充電過程，充電樁給電動汽車充電過程中。充電樁的顯示屏將會顯示出用戶信息、用戶卡上余額、已經充電得時間以及充電完成剩余時間等信息。電動汽車充電結束后，充電樁將會發(fā)出提示，用戶IC卡停止計費，將票據通過打印機打印出來，等到用戶與電動汽車一同離開后，充電樁就會進入到自動鎖定的狀態(tài)，直到下一個用戶激活為止。以上步驟是智能充電樁的正常使用程序。

5 安科瑞充電樁收費運營云平臺

5.1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)網技術對接入系統(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、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(lián)網，用戶通過微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

5.2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設施設計。

5.3系統(tǒng)結構

5.3.1系統(tǒng)分為四層：

1）即數(shù)據采集層、網絡傳輸層、數(shù)據中心層和客戶端層。

2）數(shù)據采集層：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）網絡傳輸層：通過4G網絡將數(shù)據上傳至搭建好的數(shù)據庫服務器。

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

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、基礎數(shù)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。

5.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

5.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點分布情況，對設備狀態(tài)、設備使用率、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，查看設備使用率，合理分配資源。

5.4.2.實時監(jiān)控

實時監(jiān)視充電設施運行狀況，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。

5.4.3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(qū)用戶每日的充電交易詳細信息。

5.4.4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(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果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。

5.4.5統(tǒng)計分析

通過系統(tǒng)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(tǒng)計信息、能耗統(tǒng)計信息等。

5.4.6基礎數(shù)據管理

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施，維護充電設施信息、價格策略、折扣、優(yōu)惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、 凍結和解綁。

5.4.7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)設置，同時可接收故障推送

5.4.8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。

5.5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(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 支持刷卡，掃碼、免費充電
互聯(lián)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(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 支持刷卡，掃碼、免費充電
互聯(lián)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(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 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(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。

6結束語

綜上所述，新能源交通工具已經成為未來交通行業(yè)的發(fā)展趨勢，與之相適應，新能源充電樁也應當不斷完善和發(fā)展。由上文可知，我國當前新能源充電樁的運營管理還處于起步階段，通過對其中存在的問題進行分析，本文提出從優(yōu)化充電樁分布區(qū)域、優(yōu)化運營管理模式和制定相應的補貼政策三個方面，來解決相應的問題。相信隨著技術的不斷發(fā)展以及管理模式的不斷優(yōu)化，新能源充電樁的運營管理一定能在未來邁上一個新的臺階。

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審核編輯 黃宇