【應(yīng)用案例】淺談新能源電車充電樁運(yùn)營(yíng)管理分析

未曉妃

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

    在日常出行中，各種交通工具已成為了的一部分。近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的不斷重視以及居民對(duì)生活環(huán)境和質(zhì)量的關(guān)注，電動(dòng)交通工具成為了人們的新選擇，在交通工具的占比中越來(lái)越大。作為電動(dòng)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*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(wèn)題，下文主要圍繞這一主題展開(kāi)論述。

1、新能源充電樁運(yùn)營(yíng)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(shí)間較短，因此在各項(xiàng)設(shè)施的配備上都存在著一定的問(wèn)題。其中，新能源充電樁區(qū)域分布不均勻就是一個(gè)比較顯著的問(wèn)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(shí)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(wú)法滿足充電需求。同時(shí)，大部分的停車場(chǎng)并沒(méi)有加裝充電樁，使得車主無(wú)法做到隨停隨充，在一定程度上降低了停車場(chǎng)的使用效率。這些因素，無(wú)不限制了新能源電動(dòng)汽車的發(fā)展。

1.2收取費(fèi)用較高

   在當(dāng)前，環(huán)保已經(jīng)成為國(guó)*與民眾的共同追求，因此許多人選擇購(gòu)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(shí)，充電的費(fèi)用也在不斷提升。就新能源汽車而言，充電費(fèi)用包含服務(wù)費(fèi)用和基礎(chǔ)電費(fèi)兩個(gè)部分。基礎(chǔ)電費(fèi)往往波動(dòng)較小，按度數(shù)進(jìn)行收費(fèi)，但服務(wù)費(fèi)用卻有著較大的跨度，不同區(qū)域差異顯著。并且，在停車場(chǎng)進(jìn)行充電時(shí)，還需要繳納一部分的停車費(fèi)用，這對(duì)于新能源汽車車主來(lái)說(shuō)，無(wú)疑增加了整體的費(fèi)用支出。

1.3維護(hù)不及時(shí)

   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(shí)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(duì)于老舊設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，對(duì)故障的維修和排查，卻并沒(méi)有跟上建設(shè)的速度，從而產(chǎn)生了維護(hù)不及時(shí)的問(wèn)題。同時(shí)，由于管理的疏忽，停車場(chǎng)充電樁無(wú)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(yàn)。

2、新能源充電樁用戶充電行為分析

2.1充電場(chǎng)所集中

   從居民的出行時(shí)間和地點(diǎn)來(lái)看，新能源車主的固定充電地點(diǎn)，大多集中在工作地點(diǎn)的附近，這符合車主的日常出行需求。在節(jié)假日期間，消費(fèi)場(chǎng)所和休閑娛樂(lè)場(chǎng)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(shí)，在中長(zhǎng)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(wèn)題，這進(jìn)而引發(fā)了車主的焦慮，只有確保途中能夠臨時(shí)充電，才能使出行不受影響。

2.2充電時(shí)間呈三段式

   從用戶充電時(shí)間來(lái)看，新能源汽車的充電時(shí)間，呈三段式分布，且與生活用電高峰期一致。從區(qū)域來(lái)看，市*/心?？傮w上看，中午是*為集中的充電時(shí)段。盡管部分地區(qū)采用了“削峰填谷”的電價(jià)計(jì)算方式，但由于差價(jià)不大，未能產(chǎn)生顯著的影響，對(duì)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(shì)上看，三段式的分布是比較明顯的。

2.3平均充電時(shí)長(zhǎng)短

  充電時(shí)長(zhǎng)也是用戶充電行為的一個(gè)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(shí)長(zhǎng)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(chǎng)的免費(fèi)停車時(shí)間、用戶自身的時(shí)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(duì)應(yīng)，高速服務(wù)站的充電時(shí)長(zhǎng)會(huì)略高于城區(qū)，大約為40分鐘，這主要是由于路程較長(zhǎng)，且時(shí)間較為寬裕，才出現(xiàn)這樣的狀況。

3、新能源充電樁運(yùn)營(yíng)管理方案設(shè)計(jì)

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(lái)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(gè)方面著手：首先，充分利用已有資源，擴(kuò)建現(xiàn)有停車場(chǎng)，并在現(xiàn)有停車場(chǎng)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?tīng)顩r。其次，在各類政府層面可以提供相應(yīng)的政策保障，比如簡(jiǎn)化停車場(chǎng)充電樁建設(shè)的審批手續(xù)，提高停車場(chǎng)充電樁的數(shù)量。通過(guò)這些方式，能夠在一定程度上緩*充電樁分布區(qū)域不均勻的情況。

3.2優(yōu)化運(yùn)營(yíng)管理模式

   優(yōu)化充電樁運(yùn)營(yíng)管理模式，能夠在很大程度上解決充電樁維護(hù)不及時(shí)的狀況，要做到優(yōu)化充電樁運(yùn)營(yíng)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(chǎng)和充電站中。私人充電樁的引入，可以在一定程度上緩*現(xiàn)存供電壓力，釋放供電潛能。對(duì)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(lái)經(jīng)濟(jì)效益，提高其意愿，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)雙贏局面。與此同時(shí)，運(yùn)營(yíng)平臺(tái)也應(yīng)該鼓勵(lì)運(yùn)營(yíng)商與各大停車場(chǎng)共同制定策略，共同促*發(fā)展，*方位管理充電樁的建設(shè)和運(yùn)行。通過(guò)上述方式，方能真*實(shí)現(xiàn)在共享機(jī)制下優(yōu)化運(yùn)營(yíng)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(guó)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(chǎng)的充電費(fèi)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(gè)問(wèn)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(shí)，應(yīng)該充分了解新能源汽車充電市場(chǎng)的整體概況，結(jié)合現(xiàn)有需求和未來(lái)的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，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(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)充電樁運(yùn)營(yíng)的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，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(wèn)題具體分析。針對(duì)能夠領(lǐng)取補(bǔ)貼的運(yùn)營(yíng)商和停車場(chǎng)，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*發(fā)揮作用。

4充電樁智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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(guò)對(duì)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(dòng)汽車進(jìn)行充電。想要完成充電樁的充電還需要 IC卡識(shí)別模塊．這個(gè)模塊的設(shè)計(jì)能夠讓用戶激*充電樁。讀卡器將會(huì)識(shí)別出IC卡上的用戶信息，識(shí)別完成后能夠顯示個(gè)人信息、余額等。而狀態(tài)顯示模塊則用來(lái)將充電過(guò)程中的狀態(tài) 信息充分顯示出來(lái)。硬件系統(tǒng)包括了主控板、檢測(cè)芯片、IC讀卡器以及顯示屏、鍵盤(pán)等設(shè)備。建設(shè)充電樁過(guò)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(dòng)汽車充電時(shí)．只需要將電動(dòng)汽車上的充電插1：1連接到充電樁上的充電手柄．通過(guò)讀卡器識(shí)別戶的IC卡以將充電樁激*：如果充電插口和充電手柄沒(méi)有進(jìn)行正常連接將會(huì)進(jìn)行提示和報(bào)警。完成身份識(shí)別后，用戶可以進(jìn)行充電時(shí)間、充電模式的選擇，同時(shí)在充電過(guò)程中充電樁將會(huì)檢測(cè)電池的充電狀態(tài)，如果充電模式被檢測(cè)到不對(duì)的話，同樣會(huì)提示和報(bào)警。充電樁也會(huì)通過(guò)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(cè)到是正確的，充電樁將會(huì)進(jìn)行正常充電過(guò)程，充電樁給電動(dòng)汽車充電過(guò)程中。充電樁的顯示屏將會(huì)顯示出用戶信息、用戶卡上余額、已經(jīng)充電得時(shí)間以及充電完成剩余時(shí)間等信息。電動(dòng)汽車充電結(jié)束后，充電樁將會(huì)發(fā)出提示，用戶IC卡停止計(jì)費(fèi)，將票據(jù)通過(guò)打印機(jī)打印出來(lái)，等到用戶與電動(dòng)汽車一同離開(kāi)后，充電樁就會(huì)進(jìn)入到自動(dòng)鎖定的狀態(tài)，直到下一個(gè)用戶激*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(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)

5.1概述

   AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的電動(dòng)電動(dòng)自行車充電站以及各個(gè)充電整法行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控充電樁運(yùn)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(shí)對(duì)充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、漏電、充電機(jī)輸入/輸出過(guò)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(guò)微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

5.2應(yīng)用場(chǎng)所

   適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、實(shí)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(jì)。

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)*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(jì)量和保護(hù)。

3）網(wǎng)絡(luò)傳輸層：通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

4）數(shù)據(jù)*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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。

5）應(yīng)客戶端層：系統(tǒng)管理員可在瀏覽器中訪問(wèn)電瓶車充電樁收費(fèi)平臺(tái)。終端充電用戶通過(guò)刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。

   小區(qū)充電平臺(tái)功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實(shí)時(shí)監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計(jì)分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能，同時(shí)為運(yùn)維人員提供運(yùn)維APP，充電用戶提供充電小程序。

5.4安科瑞充電樁云平臺(tái)系統(tǒng)功能

5.4.1智能化大屏

   智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況，對(duì)設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng)、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯示，同時(shí)可查看每個(gè)站點(diǎn)的站點(diǎn)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(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)時(shí)監(jiān)視充電設(shè)施運(yùn)行狀況，主要包括充電樁運(yùn)行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過(guò)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(tái)管理人員可管理充電用戶賬戶，對(duì)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(dòng)上報(bào)故障信息，平臺(tái)管理人員可通過(guò)平臺(tái)查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理，同時(shí)運(yùn)維人員可通過(guò)運(yùn)維APP收取故障推送，運(yùn)維人員在運(yùn)維工作完成后將結(jié)果上報(bào)。充電用戶也可通過(guò)充電小程序反饋現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。

5.4.5統(tǒng)計(jì)分析

通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)，從充電站點(diǎn)、充電設(shè)施、、充電時(shí)間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統(tǒng)計(jì)信息、能耗統(tǒng)計(jì)信息等。

5.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)平臺(tái)建立運(yùn)營(yíng)商戶，運(yùn)營(yíng)商可建立和管理其運(yùn)營(yíng)所需站點(diǎn)和充電設(shè)施，維護(hù)充電設(shè)施信息、價(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng)，同時(shí)可管理在線卡用戶充值、 凍結(jié)和解綁。

5.4.7運(yùn)維APP

面向運(yùn)維人員使用，可以對(duì)站點(diǎn)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(shí)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