淺談新能源電車充電樁運營管理分析

張穎姣

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：近年來，我國大力推進新能源公共交通的發展，制定了一系列相關政策法規。作為公共充電設施的新能源充電樁也得到了發展和普及，其在新能源領域發揮著重要的保障作用。在當前，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，從而為城市交通的優化提供助力。

關鍵詞：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必不可少的一部分。近年來，隨著國家對環境保護的不斷重視以及居民對生活環境和質量的關注，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施，新能源充電樁的建設步伐也在日益加快。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狀

1.1區域分布不均勻

由于新能源交通工具廣泛應用的時間較短，因此在各項設施的配備上都存在著一定的問題。其中，新能源充電樁區域分布不均勻就是一個比較顯著的問題。雖然建設了一些充電站，但其數量不多，且分布較遠，不能便利車主及時進行充電。在人流量較大的商業或辦公密集區，充電樁數量較少，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展。

1.2收取費用較高

在當前，環保已經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保的新能源汽車。這在一定程度上降低了污染環境的廢氣排放，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，充電費用包含服務費用和基礎電費兩個部分。基礎電費往往波動較小，按度數進行收費，但服務費用卻有著較大的跨度，不同區域差異顯著。并且，在停車場進行充電時，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維護不及時

新能源充電樁需要定期進行維護和保養，老舊的設備也需要及時進行更換。盡管當前充電樁的建設速度已基本滿足需求，但對于老舊設備的維護和保養，對故障的維修和排查，卻并沒有跟上建設的速度，從而產生了維護不及時的問題。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系在一起。同時，在中長途出行當中，大部分的新能源汽車車主需要在服務區進行充電，這反映出新能源車主高速出行的充電需求。從這些現象當中，可以發現，新能源汽車仍然存在著續航能力較弱的問題，這進而引發了車主的焦慮，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。從區域來看，市中心。總體上看，中午是*為集中的充電時段。盡管部分地區采用了“削峰填谷”的電價計算方式，但由于差價不大，未能產生顯著的影響，對車主的引導能力有限。盡管區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。相關數據顯示，有幾乎一半的車主，充電時長在30分鐘以內。出現這一現象的原因是多樣的，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，高速服務站的充電時長會略高于城區，大約為40分鐘，這主要是由于路程較長，且時間較為寬裕，才出現這樣的狀況。

3、新能源充電樁運營管理方案設計

3.1優化充電樁分布區域

從現有公共交通設施的情況來看，充電樁分布區域顯然是不夠均勻的，優化充電樁分布區域可以從以下幾個方面著手：首先，充分利用已有資源，擴建現有停車場，并在現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的政策保障，比如簡化停車場充電樁建設的審批手續，提高停車場充電樁的數量。通過這些方式，能夠在一定程度上緩解充電樁分布區域不均勻的情況。

3.2優化運營管理模式

優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不及時的狀況，要做到優化充電樁運營管理，則主要依托于共享機制，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存供電壓力，釋放供電潛能。對其進行統一管理，合理調配，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濟效益，提高其意愿，進而實現雙贏局面。與此同時，運營平臺也應該鼓勵運營商與各大停車場共同制定策略，共同促進發展，全方位管理充電樁的建設和運行。通過上述方式，方能真正實現在共享機制下優化運營管理模式的作用。

3.3制定相應的補貼政策

新能源交通工具的應用，符合國家可持續發展的理念，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擔。為了解決這個問題，可采取制定補貼政策這一措施。在進行具體規劃時，應該充分了解新能源汽車充電市場的整體概況，結合現有需求和未來的增長態勢，明確補貼的大致范圍，除了現金補貼外，應當積極拓展和豐富補貼方式，實現停車場充電樁運營的可持續發展。同時，由于城區與郊區存在著顯著的差異，補貼政策的制定也應該具體問題具體分析。針對能夠領取補貼的運營商和停車場，應制定一定的考量和核查標準，如此才能使補貼政策真正發揮作用。

4充電樁智能監控系統的設計

4.1硬件框架組成

充電樁的電源為380V交流電網電源經過對交流電進行整流、濾波和穩壓等措施就變成直流電源。能夠供給電動汽車進行充電。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。而狀態顯示模塊則用來將充電過程中的狀態 信息充分顯示出來。硬件系統包括了主控板、檢測芯片、IC讀卡器以及顯示屏、鍵盤等設備。建設充電樁過程中。其樁體材料的選擇應該以鍍鋅銅板優先，考慮到防潮防水性能，還應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充電樁智能監控系統的軟件構成

當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行正常連接將會進行提示和報警。完成身份識別后，用戶可以進行充電時間、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，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。電動汽車充電結束后，充電樁將會發出提示，用戶IC卡停止計費，將票據通過打印機打印出來，等到用戶與電動汽車一同離開后，充電樁就會進入到自動鎖定的狀態，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通過物聯網技術對接入系統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、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。

5.2應用場所

適用于民用建筑、一般工業建筑、居住小區、實業單位、商業綜合體、學校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

5.3系統結構

5.3.1系統分為四層：

1）即數據采集層、網絡傳輸層、數據中心層和客戶端層。

2）數據采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數，并進行電能計量和保護。

3）網絡傳輸層：通過4G網絡將數據上傳至搭建好的數據庫服務器。

4）數據中心層：包含應用服務器和數據服務器，應用服務器部署數據采集服務、WEB網站，數據服務器部署實時數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。

5）應客戶端層：系統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。

小區充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實時監控、交易管理、故障管理、統計分析、基礎數據管理等功能，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，對設備狀態、設備使用率、充電次數、充電時長、充電金額、充電度數、充電樁故障等進行統計顯示，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。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。

5.4.2.實時監控

實時監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態、回路狀態、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，對其進行賬戶進行充值、退款、凍結、注銷等操作，可查看小區用戶每日的充電交易詳細信息。

5.4.4故障管理

設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果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現場問題。

5.4.5統計分析

通過系統平臺，從充電站點、充電設施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統計信息、能耗統計信息等。

5.4.6基礎數據管理

在系統平臺建立運營商戶，運營商可建立和管理其運營所需站點和充電設施，維護充電設施信息、價格策略、折扣、優惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、 凍結和解綁。

5.4.7運維APP

面向運維人員使用，可以對站點和充電樁進行管理、能夠進行故障閉環處理、查詢流量卡使用情況、查詢充電充值情況，進行遠程參數設置，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系統硬件配置

類型	型號	圖片	功能
安科瑞充電樁收費運營云平臺	AcrelCloud-9000

	安科瑞響應國家節能環保、綠色出行的號召，為廣大用戶提供慢充和快充兩種充電方式壁掛式、落地式等多種類型的充電樁，包含智能7kW交流充電樁，30kW壁掛式直流充電樁，智能60kW/120kW直流一體式充電樁等來滿足新能源汽車行業快速、經濟、智能運營管理的市場需求，提供電動汽車充電軟件解決方案，可以隨時隨地享受便捷高效安全的充電服務，微信掃一掃、微信公眾號、支付寶掃一掃、支付寶服務窗，充電方式多樣化，為車主用戶提供便捷、高效、安全的充電服務。實現對動力電池快速、高效、安全、合理的電量補給，能計時，計電度、計金額作為市民購電終端，同時為提高公共充電樁的效率和實用性。
互聯網版智能交流樁	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：4G/wifi/藍牙支持刷卡，掃碼、免費充電可選配顯示屏
互聯網版智能直流樁	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
互聯網版智能直流樁	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
互聯網版智能直流樁	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
10路電瓶車智能充電樁	ACX10A系列		10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率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。 ACX10A-TYHN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，掃碼、免費充電 ACX10A-TYN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，免費充電 ACX10A-YHW：防護等級IP65，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YW：防護等級IP65，支持刷卡、免費充電 ACX10A-MW：防護等級IP65，僅支持免費充電
2路智能插座	ACX2A系列		2路承載電流20A，單路輸出電流10A，單回路功率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：防護等級IP21，支持刷卡、掃碼充電 ACX2A-HN：防護等級IP21，支持掃碼充電 ACX2A-YN：防護等級IP21，支持刷卡充電
20路電瓶車智能充電樁	ACX20A系列		20路承載電流50A，單路輸出電流3A，單回路功率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。 ACX20A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX20A-YN：防護等級IP21，支持刷卡，免費充電
落地式電瓶車智能充電樁	ACX10B系列		10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率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。 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
智能邊緣計算網關	ANet-2E4SM

	4路RS485 串口，光耦隔離，2路以太網接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC 12 V ～36 V 。支持4G擴展模塊，485擴展模塊。
擴展模塊ANet-485	M485模塊：4路光耦隔離RS485
擴展模塊ANet-M4G	M4G模塊：支持4G全網通
導軌式單相電表	ADL200

	單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，輸入電流：10（80）A； 電能精度：1級 支持Modbus和645協議 證書：MID /CE認證
導軌式電能計量表	ADL400

	三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相總有功電能，總正反向有功電能統計，總正反向無功電能統計；紅外通訊；電流規格：經互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級 證書：MID /CE認證
無線計量儀表	ADW300

	三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，有功電能計量（正、反向）、四象限無功電能 、總諧波含量、分次諧波含量（2～31次） ；A、B、C、N四路測溫；1路剩余電流測量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級 證書：CPA/CE認證
導軌式直流電表	DJSF1352-RN

	直流電壓、電流、功率測量，正反向電能計量，復費率電能統計，SOE事件記錄:8位LCD顯示:紅外通訊:電壓輸入較大1000V，電流外接分流器接入(75mV)或霍爾元件接入(0-5V);電能精度1級，1路485通訊，1路直流電能計量AC/DC85-265V供電 證書：MID/CE認證
面板直流電表	PZ72L-DE

	直流電壓、電流、功率測量，正反向電能計量:紅外通訊:電壓輸入較大1000V，電流外接分流器接入·(75mV)或霍爾元件接入(0-20mA0-5V);電能精度1級 證書：CE認證
電氣防火限流式保護器	ASCP200-63D

導軌式安裝，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或4G無線通訊(選配);額定電流為0~63A，額定電流菜單可設。

6結束語

綜上所述，新能源交通工具已經成為未來交通行業的發展趨勢，與之相適應，新能源充電樁也應當不斷完善和發展。由上文可知，我國當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行分析，本文提出從優化充電樁分布區域、優化運營管理模式和制定相應的補貼政策三個方面，來解決相應的問題。相信隨著技術的不斷發展以及管理模式的不斷優化，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

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審核編輯 黃宇