摘要：伴隨汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為了解決環(huán)境污染的問題，政府出臺了利于新能源汽車發(fā)展的優(yōu)惠政策，在這些政策支持的背景下，推動了新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但是，在新能源汽車使用中與之相匹配的基礎(chǔ)充電樁較少，在一定程度上限制新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，為了推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，需要優(yōu)化充電樁安裝位置選擇方案，以提高新能源充電的整體效果，滿足行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需求。

關(guān)鍵詞：充電樁；使用；前景

??近年來，由于溫室效應的不斷加劇，降低碳排放已成為各國發(fā)展的重要任務，作為降低碳排放重要工具的電動汽車再一次收到了重視，在我國，十二五規(guī)劃中，更是把電動汽車產(chǎn)業(yè)作為重點扶持的產(chǎn)業(yè)。而本智能共享充電樁以單片機為核心，充分提供了安全、有效的充電方式。其由4大部分構(gòu)成，主體部分主要由總控模塊構(gòu)成，總控模塊主要進行信息處理，信息發(fā)接收等工作。總的來說，加入單片機的充電樁可以面向更多的場所，不僅是在充電站，還可以放置在街頭、小區(qū)等各個地方，在提供安全充電的同時，更方便了車主自由充電的需求，因此，關(guān)于單片機為核心的智能充電樁的研究非常具有意義。

1.1新能源充電樁的發(fā)展現(xiàn)狀

??在新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，配套性的設(shè)施建設(shè)成為行業(yè)關(guān)注的焦點，在2018年上半年，新能源汽車達到了199萬輛，但是與之配套的充電樁為60多萬個，這種現(xiàn)象影響了新能源汽車的充電效果。為了更好的提高新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式，國家相關(guān)部門將相關(guān)政策與新能源電樁發(fā)展進行融合，并提出了“一車一樁"的需求。整個過程需要注意的是，在充電樁建設(shè)中一定要關(guān)注電樁質(zhì)量，通過充電方案的調(diào)整以及方案的落實，提高新能源充電的有效性，為新能源行業(yè)的持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1.2投資較大，盈利困難

??在2019年之前，國家未對充電樁行業(yè)給予明確的支持政策，充電運營企業(yè)盈利困難。由于該行業(yè)投資高、回報周期長，又缺少有效的盈利模式，整個行業(yè)前期都處于長期虧損狀態(tài)，多家企業(yè)倒閉、退市。但也有部分頭部企業(yè)逐漸進入投資回收階段，如特來電在電動汽車行業(yè)高速轉(zhuǎn)暖的大背景下，憑借“自建+托管"模式迅速做大公共充電樁規(guī)模，于2018年開始扭虧為盈。

1.3盈利能力有待提升，提升盈利率可

??顯著縮短投資回報周期充電樁運營商盈利能力較弱已成為行業(yè)共識，目前僅很少數(shù)充電樁運營商在財務報告中顯示開始盈利。公共充電樁的盈利能力取決于單樁利用率和充電服務費兩大因素，目前運營商的收入絕大多數(shù)來源于服務費的收取，模式較為單一。而激烈的競爭和用戶對充電費用較為敏感導致服務費短時間難以上升，因此單樁利用率成為目前運營商盈利的重中之重。經(jīng)測算，若充電樁的充電服務費平均為0.5元的情況下，利用率提升2.5%可以顯著縮短兩年的動態(tài)投資回報周期，而更加合理的選址布局和加大直流樁的投建為提升利用率的關(guān)鍵所在。

2.1純電車充電樁安裝位置的模塊設(shè)計

??在新能源產(chǎn)業(yè)背景下，純電動車的出現(xiàn)滿足了汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需求。一般情況下，純電車充電口的布置方法分為以下兩種:一是，快慢充電口的分開布置。對于這種充電口而言，主要為單個充電口，內(nèi)部空間接口小。但是，在具體的安裝設(shè)計中，需要預留兩個位置，增加了使用難度，而且，這種充電樁的安裝成本較高，無法滿足行業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展需求。二是，集中布置快慢充電口。對于這種安裝位置確定方法而言，可以提高用戶的使用效率，但是，空間布局較大。

2.2落實國家發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求

??充電樁業(yè)務牽引承載著兩大強國戰(zhàn)略：一是交通強國戰(zhàn)略，充電樁是電動汽車普及的重要保障，也是交通電氣化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施；二是能源安全新戰(zhàn)略，建設(shè)充電樁是推進能源消費革命的一項重要戰(zhàn)略舉措，將能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展。發(fā)電企業(yè)開展充電樁運營有利于促進能源與交通、電動汽車、信息通信等領(lǐng)域跨界合作，圍繞多元化生產(chǎn)與應用需要，構(gòu)建新型產(chǎn)業(yè)生態(tài)，有利于推動能源生產(chǎn)與能源消費的融合，提升發(fā)電產(chǎn)業(yè)核心競爭力。

2.3開展“光儲充放"多功能一體站試點建設(shè)

??發(fā)電企業(yè)雄厚的工程建設(shè)能力，建議開展“源-樁-車"友好協(xié)同技術(shù)研究和“光儲充放"多功能綜合一體充電站試點建設(shè)，為新能源、充電樁、電動汽車的智能匹配提供全面系統(tǒng)的解決方案，促進充電樁與可再生能源高效協(xié)同，實現(xiàn)光伏、儲能、充電高效協(xié)同、能量互補，努力降低能源生產(chǎn)消費對生態(tài)環(huán)境的影響。

2.4布置方案

??結(jié)合純電車充電樁的安裝特點，在安裝位置布置中應該做到以下幾點。第一，確定純電車充電口的布置特點。在充電樁安裝位置確定中，需要結(jié)合以往經(jīng)驗，在集中布置快慢充電口插座時，雖然占用的空間較大，但是在實際的使用中，需要利用原有的充電位置，稍微增加布置空間，以滿足用戶對充電樁安裝位置的選擇需求，降低成本開發(fā)難度，提高新能源充電樁安裝位置選擇的整體效率，為新能源產(chǎn)業(yè)的持續(xù)運行提供支持。第二，純電動車充電口方案布置中，一定要降低充電口的承載力，可以使用橡膠密封圈進行固定。如三段式充電中，應該采用限流充電的方法，其充電過程。通過純電車充電樁安裝位置的確定，滿足用戶的使用需求，并科學確定插座位置，實現(xiàn)充電樁位置安裝及確定的有效性。

??目前，國內(nèi)一些廠商既是充電設(shè)備制造商，也是充電設(shè)施運營商，如珠海泰坦能源科技股份有限公司、青島特銳德電氣股份有限公司等；另外一些電力企業(yè)則僅僅作為充電設(shè)施運營商，不自己生產(chǎn)充電設(shè)備而是通過采購的形式進行運營，比如國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)等；最后一部分廠商既是充電設(shè)施運營商也是運營方案的解決商，如深圳充電網(wǎng)科技有限公司。由于各個廠商之間設(shè)備及運營領(lǐng)域商業(yè)模式差別大，設(shè)備生產(chǎn)的企業(yè)基本上已實現(xiàn)盈利，運營的企業(yè)平均仍需5-7年才能回收成本，為了縮短成本回收時間，亟待探索多元的盈利模式。由于充電設(shè)備的領(lǐng)域廠商較多，且充電設(shè)備大多是都是依照國標生產(chǎn)的零件，所以充電設(shè)備領(lǐng)域已成為紅海，部分原來僅是充電設(shè)備生產(chǎn)商的公司逐漸開始向下游運營領(lǐng)域延伸，充電設(shè)備商由于發(fā)展較早，進入門檻較低，利潤空間有限、存在同質(zhì)化現(xiàn)象嚴重，故開始向充電設(shè)施運營布局，并開始積極探索多元的盈利模式，已達到回收設(shè)施運營成本。區(qū)別與傳統(tǒng)的運營模式——主要依靠收取充電服務費的方式，如今，充電服務費+個別增值服務費和充電服務費+充電APP運營費用也成為盈利的主流模式。其中充電服務費+個人增值服務費的意思是依靠收取充電服務費和新能源汽車租賃、車位經(jīng)營、新能源汽車銷售等組成的個別增值服務；充電APP運營主要是指大量的用戶的充電數(shù)據(jù)形成的汽車大數(shù)據(jù)費用。

 

4.1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)，進行充電服務、支付管理，交易結(jié)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(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(chǔ)設(shè)施設(shè)計。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

 

系統(tǒng)分為五層：

??1）即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡傳輸層、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(wǎng)絡傳輸層：通過4G網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務器。

??4）數(shù)據(jù)中心層：包含應用服務器和數(shù)據(jù)服務器，應用服務器部署數(shù)據(jù)采集服務、WEB網(wǎng)站，數(shù)據(jù)服務器部署實時數(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。 

4.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

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。

 

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。 

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(jié)、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細信息。 

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）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。

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。

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(shè)置，同時可接收故障推送

 

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。

 

4.5系統(tǒng)硬件配置

 

??新能源汽車的發(fā)展，離不開充電設(shè)施的發(fā)展。目前，國內(nèi)充電設(shè)施運營領(lǐng)域尚處于一片藍海，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)正紛紛搶占這塊蛋糕，然而，各大廠商的之間的產(chǎn)品差異巨大，難以兼容，設(shè)備利用率不高。只有規(guī)范市場充電設(shè)施，統(tǒng)一接口，統(tǒng)一管理，才能進一步推動新能源汽車的發(fā)展。

 

 

 

 

??[1]李洪萍.關(guān)于充電樁的使用和前景[J]。

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

??[3]吳恒飛.新能源汽車主流充電樁和充電樁建設(shè)難題的分析[J].現(xiàn)代經(jīng)濟信息,2019(23):325.

??[4]鞏碩.結(jié)合區(qū)塊鏈的充電樁電池診斷系統(tǒng)及共享策略研究[D].上海工程技術(shù)大學,2020.

??[5]張杰.電動汽車充電樁的設(shè)計與研究[D].吉林大學,2019.

??[6]沈成,徐文慧.電動汽車充電樁現(xiàn)場檢測方法的探討[J].四川水泥,2019(11):179.

??[7]蔣璐璐,吳圣沖.電動汽車充電樁遠程實時監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計[J].南方農(nóng)機,2019,50(21):43.

 

柏為為，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；