淺析新能源汽車充電樁及收費云平臺的應用

李明君

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214400

摘要：通過研究新能源汽車充電樁建設情況,從充電樁開發應用的總體現狀出發，分析總結了目前存在的問題,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 充電樁建設現狀和問題

1.1新能源汽車發展迅猛

在國務院出臺減免購置稅優惠政策的支持下,新能源汽車行業大規模增長，預計2020年實現產業化，工信部裝備工業司發布的數據顯示，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

根據發改委、能源局、工信部、住建部聯合發布的電動汽車充電基礎設施發展指南(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。中國充電聯盟預計2019年底,公共充電基礎設施數量將達到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*望。

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，偏遠地區或高速服務區等地的充電設施使用率有待提高，“圈地” 現象增加了充電樁數量，卻忽略了充電樁的使用。

1.4商業模式有待創新

新能源汽車充電服務市場商業模式正由傳統的模式逐步轉為多元化模式,充電設施建成后的安全維護及運營導致經濟成本高,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

電池續航能力一直是關注的焦點,電池主要分電化學能源轉換和儲存兩大類,純電動車低續航里程提高到了《湖北農機化》2020年第1期250km,電池能量密度提升至125Wh/kg,在電池材質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網絡應用

5G時代,隨著大數據、信息通信技術和物聯網的發展融合,充電服務市場將充分發揮互聯網、車聯網和充電網三合一的優勢,在服務消費和商品銷售一體化基礎上得到更大發展。

3 相關策略及措施

3.1國家政策扶持

國家調整了對新能源汽車的財政補貼政策，扶優扶強的同時降低補貼，到2020年購置補貼將退出，轉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移，加強對消費者使用環節的政策扶持。

第一，實現充電設施建設規劃布局優化，對于新建各類停車場、小區停車位，均要求按規定比例建設充電設施或預留充電設施安裝接口，鼓勵物業與個人安裝充電樁，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積極投入充電樁使用，根據其年度運營電量,由財政按實際充電情況給予適當獎勵和補貼,降低服務運營企業實際運營成本。

第三，出臺充電價格政策，有針對性地下調充電服務費標準，實行政府指導價，規定收費上限標準，加快落實電網收費規范清理。

3.2豐富充電電源

堅持綠色發展理念，多渠道豐富充電樁電源，發展新型光伏充電樁，減少成本，維護簡便。

3.3實現智慧充放電

依托智慧電網，實現電動車與電網之間功率雙向交換，減緩電動車充電給電網帶來的壓力和波動，電動車作為儲能設備，根據分時段電價錯峰給電網供電獲取相關費用。

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通過物聯網技術對接入系統的汽車充電站、電動自行車充電站以及各個充電樁進行不間斷地數據采集和監控，實時監控充電樁運行狀態，進行充電服務、支付管理，交易結算，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、4G或WIFI等方式接入互聯網，用戶通過微信、支付寶、云閃付掃碼充電。

4.2應用場合

適用于住宅小區等物業環境、各類企事業單位、醫院、景區、學校、園區等公建、公共停車場、公路充電站、公交樞紐、購物中心、商業綜合體、商業廣場、地下停車場、高速服務區、公寓寫字樓等場合。

4.3系統結構

現場設備層：連接于網絡中的各類傳感器，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。

網絡通訊層：包含現場智能網關、網絡交換機等設備。智能網關主動采集現場設備層設備的數據，并可進行規約轉換，數據存儲，并通過網絡把數據上傳至搭建好的數據庫服務器，智能網關可在網絡故障時將數據存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務器端數據不丟失。

平臺管理層：包含應用服務器和數據服務器，完成對現場所有智能設備的數據交換，可在PC端或移動端實現實時監測充電站配電系統運行狀態、充電樁的工作狀態、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，充電結算，導航等。

4.4.2首頁總覽

總覽當日、當月開戶數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時長，累計的開戶數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時長，以及相應的環比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導航、本月充電統計。

4.4.3交易結算

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統計分析

統計分析支持運營趨勢分析、收益統計，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勢。

4.4.6運營報告

按用戶指*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，充電樁運行監測，充電樁異常交易監測。

4.5選型配置

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(進線漏電監測，超限跳開所有回路) ACX20A-YHN 戶內使用(IP21),支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX20A-YN 戶內使用(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 戶內使用(IP21)，支持刷卡、掃碼充電，單路最大電流10A ACX2A-HN 戶內使用(IP21)，支持掃碼充電，單路最大電流10A ACX2A-YN 戶內使用(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
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
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
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、漏電監測、線纜溫度監測等功能；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 結束語

今后充電樁的使用將與服務云平臺緊密結合在一起，智能管理新能源電動車充電運營，建立清潔生態、合理的充電樁信息網，實現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

[1]陳國娟,符廣全,于士程等.智能充電樁系統設計[J].中國高新科技,2018(23):95G96.

[2]陳奕夫.城市新能源車應用平臺的開發與實現[J].電子設計工程,2019,27(04):94Ｇ97.

[3]朱梅珍.探究城市充電樁建設面臨的突出問題及解決方案[J].居業,2019(01):162,165.

[4]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06.

注：禁止非法改裝