摘要：隨著社會現代化的深入推進，環境保護和資源利用可持續化發展的重要性愈發顯著。電動汽車因其在節能、效率、環保等方面的突出優勢，開始越來越多的進入城市交通系統。然而目前充電樁等相關配套設施缺乏合理的設置依據，不利于電動汽車的可持續發展。本文根據充電樁及電動汽車充電特性，提出了電動汽車充電需求和充電樁設置數量分析方法；構建了包含社會條件、基本條件等指標及氣象因素、地理因素等二級指標在內的公共充電樁布局方案評價指標體系，建立了基于模糊綜合評價法的公共充電樁布局方案評價模型，并進行了案例分析。結果表明，本文提出的方法可以為確定公共充電站充電設施規模及布局方案提供定量依據，有利于揭示影響充電樁布局的關鍵因素，對優化公共充電站的設施布局有一定的應用價值。

關鍵詞：電動汽車；充電樁；布局方案；評價指標體系；模糊綜合評價

1引言

汽車為社會帶來了巨大變革，但也造成了不可小覷的資源浪費和環境污染。與此同時，電動汽車在低碳、節能、功效等方面具備顯著優勢，能源利用率顯著高于燃油汽車。除此之外，電動汽車相對燃油汽車噪聲低，有效緩解了城市的噪音污染。然而，新能源汽車的發展和應用一定程度上取決于充電樁的發展水平。縱觀全國，充電基礎設施的建設才剛剛起步，充電站的選址和內部充電樁的數量設置還未形成一套完整的科學理論體系。充電站等相關配套設施存在數量不足及布局缺乏合理性等問題，地限制了電動汽車及社會的可持續發展。

當前，圍繞充電配套設施的研究多數基于充電需求展開。LEE[1]分析發現電動汽車的行駛距離、行駛時長和開始行駛時間三者之間存在一定的聯系，通過預測得到了電動汽車日間充電需求的分布情況。分析了充電設施建設的影響因素，并基于盈虧平衡理論，建立了充電站經濟效益分析模型。收集了諸多駕駛員的充電數據，依據GeneralPacketRadioService技術，運用蒙特卡洛模擬方法預測了不同時間段的充電負荷。蘇舒等[4]構建了基于Agent-元胞自動機的演化模型來預測充電需求時空分布的動態性。許威等[5]充分考慮用戶出行習慣的多樣化和錯雜化，同時計算了多種場景下的電動汽車充電負荷。周國鵬等[6]分析了電動汽車的充電需求，同時預測了國內部分地區的電動汽車充電需求。

國內外學者關于充電站所做研究更多的是基于充電需求的較大范圍的宏觀規劃，針對某一特定區域進行充電站的布局規劃時仍缺乏一整套可參考的方法。本文旨在提出公共充電站充電設施需求分析及布局方案評價方法，為優化充電站設施布局提供借鑒。

2充電站內部充電設施需求分析方法

2.1電動汽車充電時間

電動汽車充電時間應該從一下幾個方面考慮：（1）電動汽車的每日平均充電時間，（2）電動汽車的年均行駛里程，（3）電動汽車一年時間里的行駛天數，（4）電動汽車電池的續航里程，（5）—電動汽車充滿電所需時間，

查閱資料得知，電動汽車年平均里程約24000km，平均每年行駛約276天，電池平均續航里程為391km，快充樁充滿所需平均時間約為2h，慢充樁充滿所需平均時間約為8h，可得電動汽車的每日平均充電時間的取值范圍為0.45-1.78h。

2.2電動汽車充電需求分析

在對充電需求量進行計算時，需要充分考慮各類影響充電站選址的因素，在正確預測車輛周轉率的基礎上，建立定量因素與模型之間的關系，繼而可以得到一個相對可靠的充電站需求預測模型。具體需要考慮以下幾個方面：（1）電動汽車的充電需求量，（2）連接系數，介于0到1之間，（2）研究范圍內電動汽車的數量，（3）電動汽車的平均功率，（4）電動汽車的每日平均充電時間。

2.3充電樁設置數量分析

充電樁數量的設置應基于以需求為導向，充分考慮實際設置區域大小、政策法規要求及停車場的車位周轉率等因素。參考國內外各類充電樁設置類型，充電樁設置數量應該從一下幾個方面考慮：（1）充電站內部充電樁設置數量；（2）充電站充電需求總量；（3）型單個充電樁的充電功率，包括快充樁和慢充樁。

3電動汽車公共充電樁布局評價指標

目前對于公共充電樁布局方案的評價指標體系針對性較為突出，但覆蓋面較窄。充電樁布局方案評價指標體系評價指標體系由三類指標組成，分別是、二級及三級指標。指標包括社會條件、基本條件、區域條件以及應急救援條件。二級指標包括氣象因素、地理因素、電力因素、人口密度、周邊敏感地區的距離、區域交通狀況、城市發展協調性、充電需求匹配性、綜合應急救援能力以及避災疏散能力。三級指標包括風向、雷電、氣溫、地質情況、地勢情況、與周邊居民區及工廠或重大危險源及潛在火源的距離、與城市規劃相協調經濟合理性、消防急救公安應急救援能力、緊急避難場所以及應急疏散道路等指標。

4安科瑞充電樁收費運營云平臺系統選型方案

4.1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。

4.2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。

4.3系統結構

系統分為四層：

1）即數據采集層、網絡傳輸層、數據層和客戶端層。

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。

4.4安科瑞充電樁云平臺系統功能

4.4.1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。

4.4.2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。

4.4.3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。

4.4.4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。

4.4.5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。

4.4.6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。

4.4.7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

4.4.8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。

4.5硬件配置

5結論

隨著社會現代化的深入推進，電動汽車由于其在節能、效率、環保等方面的突出優勢，開始越來越多的進入城市交通系統。然而目前充電樁等相關配套設施存在數量不足及布局不合理等問題，地限制了電動汽車的可持續發展。本文根據充電樁及電動汽車的充電特性，提出了電動汽車充電需求和充電樁設置數量需要注意的因素，本文提出的充電設施需求分析及充電站布局方案評價方法可以為確定公共充電站充電設施規模及布局方案提供參考，有利于揭示影響充電樁布局的關鍵因素，對優化公共充電站的設施布局有一定的應用價值。