摘要：

在全球倡導低碳減排的大背景下，新能源成為熱門行業在全球范圍內得以開展。汽車尾氣排放會在一定程度上加重溫室效應，并且化石能源的日漸緊缺也迫切對新能源汽車發展提出新要求。現階段的新能源汽車以電力汽車為主，與燃油汽車不同的是，電力汽車不再需要或只需少量燃油就可以提供驅動力。新能源汽車的動力補充方式為充電，因此充電樁成為新能源汽車的配套設備。我國現階段已經擁有大量的充電樁，但是伴隨新能源汽車保有量的增加，現有的充電樁不足以滿足新能源汽車用戶的需求，且部分充電樁的質量存在問題由此導致安全事故。因此開展新能源汽車充電樁建設優化對于充電樁發展及新能源汽車使用具有積極意義。

關鍵詞:新能源 充電樁 電網 技術

1引言

在開展新能源汽車充電樁建設與優化工作之前，首先需要對現階段新能源汽車充電樁建設背景進行分析，包括國際背景、國內背景、使用需求背景。在對新能源汽車充電樁現有問題進行分析，包括運維缺失、安全隱患、分布不均、費用偏高、充電速度。隨后在此基礎上制定相應的措施，從而更好的滿足用戶需求并提升充電樁的利用效率，包括從硬件與保護層面出發提升充電樁質量、優惠充電費用、統一充電樁充電速度、充電樁信息線上發布管理，推進新能源汽車快速、持續、穩定發展。

2新能源汽車充電樁建設背景

2.1 國際背景

經濟全球化大背景下，全球的生產力水平呈現持續增長趨勢，化石能源的消耗量顯著增加，而日益緊缺的化石能源難以支撐快速增長的社會生產力水平。確保生產能源穩定持續才是確保生產穩固提升的關鍵所在，由此探求新能源并確保其持續發展成為全球共同關注的問題。

2.2 國內背景

我國長期以來高度重視生態環境建設與生產能源可持續發展建設，尤其在“十四五"規劃當中重點提出要做好新能源基礎設施建設工作推動我國進一步充分發揮資源節約型、環境友好型社會的積極作用。

隨著機動車保有量的持續增加，汽車排放成為威脅生態環境建設與能源持續發展的一大主要原因，因此在新時代背景下我國致力于推進新能源汽車發展，新能源汽車將有效減少氣體排放并最大限度上降低對化石能源的消耗。截至目前為止國際上所推出的新能源汽車主要以電力為主，按照動力類型劃分可分為純電動、油電混合，即現階段的新能源汽車需要將電力作為主要的驅動能源，新能源汽車充電樁產業由此應運而生。

2.3 使用需求背景

在我國新能源汽車誕生初期，新能源汽車充電樁建設幾乎處于空白狀態，但是隨著新階段新能源汽車保有量的持續增長，關于新能源汽車充電樁的建設理念、技術、規模隨之不斷提升。我國“十三五"規劃期間以在全國范圍內建成500萬座新能源汽車充電樁，滿足了新能源汽車的能源供應需求“十四五"規劃預計在全國范圍內再建設充電樁1000萬座。但是現階段的新能源汽車充電樁存在一些質量問題，如觸摸屏失靈、界面復雜、起火、爆炸等，對人身財產安全造成嚴重威脅。

為了確保我國新能源汽車事業可以長期穩定持續發展，充電樁建設工作不能單純追求數量，更要注重提升質量，因此在建設充電樁的過程中需要同時兼顧規劃與優化工作。

3新能源汽車充電樁建設存在問題

為了積極響應節能減排與低碳環保的戰略要求，我國許多城市建設大量的充電樁然而現實中許多城市的新能源汽車充電樁存在閑置現象，利用率極其低下。充電樁利用率低下的現象暴露了許多充電樁建設過程中存在的問題。

3.1 運維缺失

充電樁投入使用后需要定期維護與保養，從而確保充電樁的正常使用。而現階段許多地區的充電樁之所以被閑置，是因為充電樁沒有進行及時運維造成充電樁損壞。

在一些國道、高速公路服務區都配備新能源汽車專用充電樁，但是其中大部分充電樁已經無法使用，這種現象也是因為充電樁運維缺失造成的。充電樁運維缺失不僅給新能源汽車用戶帶來不便，還造成了嚴重的資源浪費。

3.2 安全隱患

我國的公共充電樁多為室外充電樁，室外充電樁與加油站的加油機不同，并沒有配備專業的管理人員。并且室外充電樁通常情況下處于開放的環境中，因此受到自然環境因素的影響較大，在室外環境的長期影響下容易造成充電樁線路老化、漏電、機體材料氧化等。部分室內充電樁由于處于封閉空間，當出現故障的情況下很容易在短時間內造成人員傷亡。截至目前為止新能源汽車充電樁的安全隱患主要存在以下幾類:

(1)絕緣異常:新能源汽車充電樁出現絕緣異常的部位，通常在外殼、刷卡位置、金屬按鍵，當充電樁漏電以后，用戶觸碰這些位置就會發生觸電:

(2)充電槍未鎖緊:新能源汽車充電需要通過充電槍與充電樁連接，用戶在充電槍使用完畢后在一定概率上會存在充電槍未鎖緊的情況充電槍未鎖緊就會造成漏電，此時如果下一個用戶直接使用就會與高壓電直接借助，造成安全事故:

(3)充電樁銹蝕:公用充電柱的金屬配件的漆面破損以后容易造成銹蝕，隨后銹蝕面積會不斷擴大，進而影響充電樁的實際使用性能，嚴重時甚至會導致充電樁出現穿孔，導致漏電造成人員觸電。

3.3 分布不均

通過分析已有調查結果表明，許多新能源汽車用戶都會選擇用地圖尋找充電樁，但是這種尋找充電樁的方式會浪費許多時間，而最顯著的問題就表現在充電樁分布不均，具體表現在或部分地區過于密集或過于稀疏，甚至部分區域存在大范圍內沒有充電樁，這種現象在郊區展現的尤為明顯。

新能源汽車充電樁市場競爭尤為激烈，即便是這種情況下充電樁依然存在嚴重的分布不均的問題依然得不到解決，導致充電效率無法得到提升，不僅為用戶帶來不便，還會導致較為嚴重的資源浪費現象。

3.4 費用偏高

之所以許多用戶選擇使用新能源汽車，是因為新能源汽車相比燃油汽車價格更加低廉，可以節省車輛使用成本。然而現實情況是，新能源汽車充電的費用普遍偏高，且充電樁分布不均會進一步增加車輛使用成本，結果導致新能源汽車的成本消耗大于燃油汽車。部分城市中心地區的充電樁的充電價格會普遍偏高，且車輛在進行充電時還會收取相應的停車費，綜合計算車輛的充電成本超出預算范圍。

3.5 充電速度

我國的新能源汽車發展尚處于初級階段，新能源汽車充電樁企業數量極其有限，由此導致新能源汽車充電市場處于壟斷狀態。充電樁企業數量稀少，且競爭激烈程度日益增加，而新能源汽車充電樁的行業性質決定了低盈利水平，這就使得各充電樁企業搶占的現象更加顯著，這對于新能源汽車充電行業而言極為不利。

事實上新能源汽車充電難的問題都是技術競爭的結果，不同企業所研制的充電樁使用的技術水平不同，因而給用戶帶來的實際體驗不同,根據許多新能源汽車用戶反映，不同企業的充電樁最顯著的技術差異就在于充電速度不同。充電速度不僅關系到用戶的時間使用成本，還關系到對車輛的養護效果，過快或過慢的充電速度都會對車輛電池造成直接影響。

4解決方案

圖1 有序充電管理系統示意圖

圖2 平臺結構圖

充電運營管理平臺是基于物聯網和大數據技術的充電設施管理系統，可以實現對充電樁的監控、調度和管理，提高充電樁的利用率和充電效率，提升用戶的充電體驗和服務質量。用戶可以通過APP或小程序提前預約充電，避免在充電站排隊等待的情況，同時也能為充電站提供更準確的充電需求數據，方便后續的調度和管理。通過平臺可對充電樁的功率、電壓、電流等參數進行實時監控，及時發現和處理充電樁故障和異常情況對充電樁的功率進行控制和管理，確保充電樁在合理的功率范圍內充電，避免對電網造成過大的負荷。

5安科瑞充電樁云平臺具體功能

平臺除了對充電樁的監控外，還對充電站的光伏發電系統、儲能系統以及供電系統進行集中監控和統一協調管理，提高充電站的運行可靠性，降低運營成本，平臺系統架構如圖3所示。

圖3 充電樁運營管理平臺系統架構

大屏顯示：展示充電站設備統計、使用率排行、運營統計圖表、節碳量統計等數據。

圖4 大屏展示界面

站點監控：顯示設備實時狀態、設備列表、設備日志、設備狀態統計等功能。

圖5 站點監控界面

設備監控：顯示設備實時信息、配套設備狀態、設備實時曲線、關聯訂單信息、充電功率曲線等。

圖6 設備監控界面

運營趨勢統計：顯示運營信息查詢、站點對比曲線、日月年報表、站點對比列表等功能。

圖7 運營趨勢界面

收益查詢：提供收益匯總、實際收益報表、收益變化曲線、支付方式占比等功能。

圖8 收益查詢界面

故障分析：提供故障匯總、故障狀態餅圖、故障趨勢分析、故障類型餅圖等功能。

圖9 故障分析界面

訂單記錄：提供實時/歷史訂單查詢、訂單終止、訂單詳情、訂單導出、運營商應收信息、充電明細、交易流水查詢、充值余額明細等功能。

圖10 訂單查詢界面

6產品選型

安科瑞為廣大用戶提供慢充和快充兩種充電方式，便攜式、壁掛式、落地式等多種類型的充電樁，包含智能7kw/21kw交流充電樁，30kw直流充電樁，60kw/80kw/120kw/180kw直流一體式充電樁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。實現對動力電池快速、高效、安全、合理的電量補給，同時為提高公共充電樁的效率和實用性，具有有智能監測：充電樁智能控制器對充電樁具備測量、控制與保護的功能；智能計量：輸出配置智能電能表，進行充電計量，具備完善的通信功能；云平臺：具備連接云平臺的功能，可以實現實時監控，財務報表分析等等；遠程升級：具備完善的通訊功能，可遠程對設備軟件進行升級；保護功能：具備防雷保護、過載保護、短路保護，漏電保護和接地保護等功能；適配車型：滿足國標充電接口，適配所有符合國標的電動汽車，適應不同車型的不同功率。下面是具體產品的型號和技術參數。

7總結

新能源汽車相比燃油汽車具有更高的環保意義，許多用戶考慮到充電比燃油價格更低，因此選擇使用新能源汽車。而實際上由于充電樁存在的諸多問題，導致新能源汽車后續使用過程中存在諸多麻煩，其中不同企業充電樁的收費、充電速度沒有為用戶帶來理想的體驗感。由此可見要推行新能源汽車大范圍普及，就需要確保充電樁的質量與有效性。充電樁的優化需要充分結合用戶的實際使用需求以及電網的狀況，從而確保充電樁分布、收費的合理性，減少用戶尋找充電樁時存在的麻煩，更是對我國新能源事業建設具有積極意義。