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淺談新能源電車充電樁運營管理分析

更新時間：2023-11-06

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吳柯霓

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(jìn)新能源公共交通的發(fā)展，制定了一系列相關(guān)政策法規(guī)。作為公共充電設(shè)施的新能源充電樁也得到了發(fā)展和普及，其在新能源領(lǐng)域發(fā)揮著重要的保障作用。在當(dāng)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(xué)，從而為城市交通的優(yōu)化提供助力。

關(guān)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一部分。近年來，隨著國家對環(huán)境保護(hù)的不斷重視以及居民對生活環(huán)境和質(zhì)量的關(guān)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(shè)施，新能源充電樁的建設(shè)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(yīng)用的時間較短，因此在各項設(shè)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(shè)了一些充電站，但其數(shù)量不多，且分布較遠(yuǎn)，不能便利車主及時進(jìn)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(dāng)前，環(huán)保已經(jīng)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(wù)費用和基礎(chǔ)電費兩個部分�；A(chǔ)電費往往波動較小，按度數(shù)進(jìn)行收費，但服務(wù)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(jìn)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(hù)不及時

新能源充電樁需要定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，老舊的設(shè)備也需要及時進(jìn)行更換。盡管當(dāng)前充電樁的建設(shè)速度已基本滿足需求，但對于老舊設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，對故障的維修和排查，卻并沒有跟上建設(shè)的速度，從而產(chǎn)生了維護(hù)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(dāng)中，大部分的新能源汽車車主需要在服務(wù)區(qū)進(jìn)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(dāng)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(jìn)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�？傮w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(chǎn)生顯著的影響，對車主的引導(dǎo)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(guān)數(shù)據(jù)顯示，有幾乎一半的車主，充電時長在30分鐘以內(nèi)。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(yīng)，高速服務(wù)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(shè)計

3.1優(yōu)化充電樁分布區(qū)域

從現(xiàn)有公共交通設(shè)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(kuò)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(yīng)的政策保障，比如簡化停車場充電樁建設(shè)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(hù)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(jī)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(jìn)行統(tǒng)一管理，合理調(diào)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(jīng)濟(jì)效益，提高其意愿，進(jìn)而實現(xiàn)雙贏局面。與此同時，運營平臺也應(yīng)該鼓勵運營商與各大停車場共同制定策略，共同促進(jìn)發(fā)展，***管理充電樁的建設(shè)和運行。通過上述方式，方能真正實現(xiàn)在共享機(jī)制下優(yōu)化運營管理模式的作用。

3.3制定相應(yīng)的補(bǔ)貼政策

新能源交通工具的應(yīng)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(fù)擔(dān)。為了解決這個問題，可采取制定補(bǔ)貼政策這一措施。在進(jìn)行具體規(guī)劃時，應(yīng)該充分了解新能源汽車充電市場的整體概況，結(jié)合現(xiàn)有需求和未來的增長態(tài)勢，明確補(bǔ)貼的大致范圍，除了現(xiàn)金補(bǔ)貼外，應(yīng)當(dāng)積極拓展和豐富補(bǔ)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(bǔ)貼政策的制定也應(yīng)該具體問題具體分析。針對能夠領(lǐng)取補(bǔ)貼的運營商和停車場，應(yīng)制定一定的考量和核查標(biāo)準(zhǔn)，如此才能使補(bǔ)貼政策真正發(fā)揮作用。

4充電樁智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

4.1硬件框架組成

充電樁的電源為380V交流電網(wǎng)電源經(jīng)過對交流電進(jìn)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(jìn)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(shè)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(shè)備。建設(shè)充電樁過程中。其樁體材料的選擇應(yīng)該以鍍鋅銅板優(yōu)先，考慮到防潮防水性能，還應(yīng)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(gòu)成

當(dāng)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(jìn)行正常連接將會進(jìn)行提示和報警。完成身份識別后，用戶可以進(jìn)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(jìn)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(jīng)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(jié)束后，充電樁將會發(fā)出提示，用戶IC卡停止計費，將票據(jù)通過打印機(jī)打印出來，等到用戶與電動汽車一同離開后，充電樁就會進(jìn)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(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(jìn)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(xì)查詢等。同時對充電機(jī)過溫保護(hù)、漏電、充電機(jī)輸入/輸出過壓，欠壓，絕緣低各類故障進(jìn)行預(yù)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。

5.2應(yīng)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(xué)校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計。

5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5.3.1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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行電能計量和保護(hù)。

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(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，應(yīng)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(yīng)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。

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(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(jìn)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。

5.4.2.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。

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(jìn)行賬戶進(jìn)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(xì)信息。

5.4.4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(jìn)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。

5.4.5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。

5.4.6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(hù)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。

5.4.7運維APP

面向運維人員使用，可以對站點和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)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(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)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(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。

5.5系統(tǒng)硬件配置

6結(jié)束語

綜上所述，新能源交通工具已經(jīng)成為未來交通行業(yè)的發(fā)展趨勢，與之相適應(yīng)，新能源充電樁也應(yīng)當(dāng)不斷完善和發(fā)展。由上文可知，我國當(dāng)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(jìn)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(yīng)的補(bǔ)貼政策三個方面，來解決相應(yīng)的問題。相信隨著技術(shù)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。

參考文獻(xiàn)

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[7]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05版.

[8]謝伙文.新能源充電樁運營管理分析

作者簡介

吳柯霓，女，安科瑞電氣股份有限公司，從事電氣相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)工作

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淺談新能源電車充電樁運營管理分析

5 安科瑞充電樁收費運營云平臺

5.1概述

[8]謝伙文.新能源充電樁運營管理分析

作者簡介