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王蘭
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：通過研究新能源汽車充電樁建設情況,從充電樁開發(fā)應用的總體現(xiàn)狀出發(fā)，分析總結(jié)了目前存在的問題,在充電和管理方面提出合理化的對策，對充電樁今后的發(fā)展趨勢做了探討，有利于促進新能源汽車充電樁建設與運營工作順利開展。
關鍵詞:新能源；充電樁；應用
1 充電樁建設現(xiàn)狀和問題
1.1新能源汽車發(fā)展迅猛
在國務院出臺減免購置稅優(yōu)惠政策的支持下,新能源汽車行業(yè)大規(guī)模增長，預計2020年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，工信部裝備工業(yè)司發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，新能源汽車2015年銷量為3311萬輛，2017年累計保有量達到180萬輛2018年銷量為125.6萬輛，其中純電動車占78.3％。
1.2設施建設滯后
根據(jù)發(fā)改委、能源局、工信部、住建部聯(lián)合發(fā)布的電動汽車充電基礎設施發(fā)展指南(2015-2020年)，為滿足全國500萬輛電動汽車的充電需求,到2020年將新建超過480萬個分散式充電樁,2018年新增33.1萬個充電樁,全國充電基礎設施累計達到77.7萬個。中國充電聯(lián)盟預計2019年底,公共充電基礎設施數(shù)量將達到45萬個,私人充電基礎設施超過95萬個，由于充電樁數(shù)量太少,充電基礎設施建設的滯后已嚴重制約新能源電動汽車的發(fā)展，正常充電需求得不到滿足，很大地降低了人們購買和使用新能源電動車的想法。
1.3充電設施利用率低
充電時間長,用車不便利，充電樁方位、使用維護情況等信息共享不夠,充電車位被燃油車占用等現(xiàn)象造成資源浪費,充電時停車位的收費增加了用戶充電成本，偏遠地區(qū)或高速服務區(qū)等地的充電設施使用率有待提高，“圈地" 現(xiàn)象增加了充電樁數(shù)量，卻忽略了充電樁的使用。
1.4商業(yè)模式有待創(chuàng)新
新能源汽車充電服務市場商業(yè)模式正由傳統(tǒng)的模式逐步轉(zhuǎn)為多元化模式,充電設施建成后的安全維護及運營導致經(jīng)濟成本高,故需提高充電服務管理水平和充電樁應用能力,縮短設備生產(chǎn)商和充電運營商投資回本時間,降低投資風險。
2 核心關鍵技術的突破
2.1充電技術
充電樁有直流充電樁、交流充電樁和交直一體充電樁等類型,無線充電技術、電池更換技術、充電堆技術等為充電樁的使用提供了有力保障,實現(xiàn)新能源電動汽車充電便捷性,新型光伏充電樁的應用前景也非常廣闊。
2.2電池性能
電池續(xù)航能力一直是關注的焦點,電池主要分電化學能源轉(zhuǎn)換和儲存兩大類,純電動車低續(xù)航里程提高到了《湖北農(nóng)機化》2020年第1期250km,電池能量密度提升至125Wh/kg,在電池材質(zhì)和技術等方面要有突破,提高電池能量密度和快速充電成為突出的兩大問題。
2.3網(wǎng)絡應用
5G時代,隨著大數(shù)據(jù)、信息通信技術和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展融合,充電服務市場將充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)和充電網(wǎng)三合一的優(yōu)勢,在服務消費和商品銷售一體化基礎上得到更大發(fā)展。
3 相關策略及措施
3.1國家政策扶持
國家調(diào)整了對新能源汽車的財政補貼政策，扶優(yōu)扶強的同時降低補貼，到2020年購置補貼將退出，轉(zhuǎn)而用于支持充電設施建設與運營服務，補貼從購車端向使用端轉(zhuǎn)移，加強對消費者使用環(huán)節(jié)的政策扶持。
第一，實現(xiàn)充電設施建設規(guī)劃布局優(yōu)化，對于新建各類停車場、小區(qū)停車位，均要求按規(guī)定比例建設充電設施或預留充電設施安裝接口，鼓勵物業(yè)與個人安裝充電樁，對建設充電樁(站)和使用充電樁均實行補貼，建樁完成由有關部門竣工驗收，符合合格要求的按額定輸出功率進行補貼。
第二，鼓勵新能源汽車充電設施服務運營企業(yè)積極投入充電樁使用，根據(jù)其年度運營電量,由財政按實際充電情況給予適當獎勵和補貼,降低服務運營企業(yè)實際運營成本。
第三，出臺充電價格政策，有針對性地下調(diào)充電服務費標準，實行指導價，規(guī)定收費上限標準，加快落實電網(wǎng)收費規(guī)范清理。
3.2豐富充電電源
堅持綠色發(fā)展理念，多渠道豐富充電樁電源，發(fā)展新型光伏充電樁，減少成本，維護簡便。
3.3實現(xiàn)智慧充放電
依托智慧電網(wǎng)，實現(xiàn)電動車與電網(wǎng)之間功率雙向交換，減緩電動車充電給電網(wǎng)帶來的壓力和波動，電動車作為儲能設備，根據(jù)分時段電價錯峰給電網(wǎng)供電獲取相關費用。
4 安科瑞充電樁收費運營云平臺
4.1概述
AcrelCloud-9000安科瑞充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術對接入系統(tǒng)的汽車充電站、電動自行車充電站以及各個充電樁進行不間斷地數(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、支付管理，交易結(jié)算，資源管理、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。
4.2應用場合
適用于住宅小區(qū)等物業(yè)環(huán)境、各類企事業(yè)單位、醫(yī)院、景區(qū)、學校、園區(qū)等公建、公共停車場、公路充電站、公交樞紐、購物中心、商業(yè)綜合體、商業(yè)廣場、地下停車場、高速服務區(qū)、公寓寫字樓等場合。
4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
現(xiàn)場設備層：連接于網(wǎng)絡中的各類傳感器，包括多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電能質(zhì)量分析儀表、電氣火災探測器、限流式保護器、煙霧傳感器、測溫裝置、智能插座、攝像頭等。
網(wǎng)絡通訊層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關、網(wǎng)絡交換機等設備。智能網(wǎng)關主動采集現(xiàn)場設備層設備的數(shù)據(jù)，并可進行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲，并通過網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務器，智能網(wǎng)關可在網(wǎng)絡故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網(wǎng)絡恢復時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務器端數(shù)據(jù)不丟失。
平臺管理層：包含應用服務器和數(shù)據(jù)服務器，完成對現(xiàn)場所有智能設備的數(shù)據(jù)交換，可在PC端或移動端實現(xiàn)實時監(jiān)測充電站配電系統(tǒng)運行狀態(tài)、充電樁的工作狀態(tài)、充電過程及人員行為，并完成微信、支付寶在線支付等應用。
4.4平臺功能描述
4.4.1充電服務
充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結(jié)算，導航等。
4.4.2首頁總覽
總覽當日、當月開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，累計的開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，以及相應的環(huán)比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導航、本月充電統(tǒng)計。
4.4.3交易結(jié)算
充電價格策略管理，預收費管理，賬單管理，營收和財務相關報表。
4.4.4故障管理
故障管理故障記錄查詢、故障處理、故障確認、故障分析等管理項，為用戶管理故障和查詢提供方便。
4.4.5統(tǒng)計分析
統(tǒng)計分析支持運營趨勢分析、收益統(tǒng)計，方便用戶以曲線、能耗分析等分析工具，瀏覽樁的充電運營態(tài)勢。
按用戶規(guī)定周期分析汽車、電瓶車充電站、樁運行、交易、充值、充電及報警、故障情況，形成分析報告。
4.4.7APP、小程序移動端支持
通過模糊搜索和地圖搜索的功能，可查詢可用的電樁和電站等詳細信息。掃碼充電，在線支付:掃描充電樁二維碼，完成支付，微信支付完成后，即可進行充電。
4.4.8資源管理
充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁運行監(jiān)測，充電樁異常交易監(jiān)測。
4.5選型配置
類型 | 型號 | 圖片 | 功能 |
安科瑞汽車充電樁收費運營云平臺 | AcrelCloud-9000 |
| (一)資源管理 充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁異常交易監(jiān)測 (二)交易結(jié)算 充電價格策略管理，預收費管理，賬單管理，營收和財務相關報表 (三)用戶管理 用戶注冊，用戶登錄，用戶帳戶管理 (四)充電服務 充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結(jié)算，導航等 (五)微信小程序 掃碼充電，賬單查詢、充電信息監(jiān)測等功能 (六)數(shù)據(jù)服務 數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)存儲和解析 (七)收益隔天結(jié)轉(zhuǎn)到帳 |
安科瑞電瓶車充電樁收費運營云平臺 | AcrelCloud-9500 |
| (一)資源管理 充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁異常交易監(jiān)測 (二)交易結(jié)算 充電價格策略管理，預收費管理，賬單管理，營收和財務相關報 (三)用戶管理 用戶注冊，用戶登錄，用戶帳戶管理 (四)充電服務 充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結(jié)算，導航等 (五)微信小程序 掃碼充電，賬單查詢、充電信息監(jiān)測等功能 (六)數(shù)據(jù)服務 數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)存儲和解析 (七)收益隔天結(jié)轉(zhuǎn)到帳 |
IC卡汽車充電樁管理系統(tǒng)（本地單價版） | Acrel-AVMS |
/ | 輸入輸出：AC220V 1個充電接口，充電線長5米；輸出功率7KW;掃碼刷卡支付;標配 無線通訊：4G、WIFI、藍牙三選一 （下單備注規(guī)格，無備注默認4G通訊） |
10路電瓶車智能充電樁 | ACX10A系列 |
| 10路最大承載電流25A，單路最大輸出電流3A，單回路最大功率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。 可選配 K(進線漏保) C(每回路測溫) J(進線計量，單相電能表) L(進線漏電監(jiān)測，超限跳開所有回路) ACX10A-TYHN 戶內(nèi)使(IP21),支持投幣、刷卡，掃碼、免費充電 ACX10A-TYN 戶內(nèi)使用(IP21)，支持投幣、刷卡，免費充電 ACX10A-YHW 戶外使用(IP65)，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YHN 戶內(nèi)使用(IP21)，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YW戶外使用(IP65),支持刷卡、免費充電 ACX10A-MW 戶外使用(IP65)，僅免費充電，不能刷卡掃碼 |
20路電瓶車智能充電樁 | ACX20A系列 |
| 20路最大承載電流50A，單路最大輸出電流3A，單回路最大功率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?？蛇x配 K(進線漏保) C(每回路測溫) J(進線計量，單相電能表) L(進線漏電監(jiān)測，超限跳開所有回路) ACX20A-YHN 戶內(nèi)使用(IP21),支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX20A-YN 戶內(nèi)使用(IP21)，支持刷卡，免費充電 |
2路智能插座 | ACX2A系列 |
| 2路最大承載電流20A，單路最大輸出電流10A，單回路最大功率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 戶內(nèi)使用(IP21)，支持刷卡、掃碼充電，單路最大電流10A ACX2A-HN 戶內(nèi)使用(IP21)，支持掃碼充電，單路最大電流10A ACX2A-YN 戶內(nèi)使用(IP21)，支持刷卡充電，單路最大電流10A |
落地式電瓶車智能充電樁 | ACX10B系列 |
| 10路最大承載電流25A，單路最大輸出電流3A，單回路最大功率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、告警上報可選配 K(進線漏保) C(每回路測溫) J(進線計量，單相電能表) L(進線漏電監(jiān)測，超限跳開所有回路) 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 |
7KW交流充電樁 | 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。 通訊方式：4G/WIFI/藍牙 支持刷卡，掃碼、免費充電 可選配觸摸顯示屏（LCD) |
30KW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 |
60KW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 |
120KW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 |
IC充值卡 | ACX10A-IC02 |
| 充電樁配套購電卡 |
充值機 | ACX10A-CZJ01 |
| 電瓶車充電樁開卡讀卡器 |
7kw交流充電樁立柱 | AEV-AC007LZ |
| 用于AEV-AC007D立柱安裝 |
30kw直流充電樁立柱 | AEV-DC030LZ |
| 用于30kw充電樁AEV-DC030D專用立柱套件，可實現(xiàn)落地式安裝安裝 |
汽車充電樁IC卡 |
M1射屏卡 |
| 通過刷卡控制電動汽車充電樁的啟停并扣費 |
汽車充電樁讀卡器 |
讀卡器 |
| 汽車充電樁開卡讀卡器 |
電氣防火限流式保護器 | ASCP200-40B |
| 壁掛式安裝，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 無線通訊(選配)；額定電流為0~40A，額定電流菜單可設。 |
導軌式電能表 | ADL200 |
| 單相U、I 、P、Q、S、PF、F 等全電參量測量， 有功無功電能統(tǒng)計；LCD顯示；可選配 RS485 通訊功能，方便用戶電瓶車充電樁汽車充電樁進行用電監(jiān)測計量。 |
導軌式直流電能表 | DJSF1352-RN |
| 直流電壓、電流、功率測量及正反向電能計量，復費率電能統(tǒng)計，SOE事件記錄；紅外通訊，電壓最大輸入1000V,電流外接分流器接入（75mV)或霍爾元件接入（0-5V)導軌式安裝，電能精度1級，8位LCD顯示，標配2路開關量輸入，2路開關量輸出，1路 RS485 通訊，1路直流電能計量，AC/DC85-265V，供充電樁直流計量。 |
5 結(jié)束語
今后充電樁的使用將與服務云平臺緊密結(jié)合在一起，智能管理新能源電動車充電運營，建立清潔生態(tài)、合理的充電樁信息網(wǎng)，實現(xiàn)基于云平臺的充電樁智能服務，將提高充電樁利用率和消費者充電體驗，從而促進新能源電動車的應用。
參考文獻
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[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06.
