淺談新能源汽車的充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展與規(guī)劃

任運業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成為支撐其可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。有效的充電基礎(chǔ)設(shè)施不僅能提升新能源汽車的使用便利性，還能推動整個行業(yè)的健康發(fā)展。因此，本文從多個維度分析了新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)狀、面臨的挑戰(zhàn)以及未來的發(fā)展方向，旨在為相關(guān)政策制定和行業(yè)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；充電基礎(chǔ)設(shè)施；發(fā)展現(xiàn)狀

0引言 本文深入探討了新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問題以及未來的規(guī)劃策略。首先，分析了當(dāng)前公共充電基礎(chǔ)設(shè)施和充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)進展，以及充電基礎(chǔ)設(shè)施的覆蓋面與使用率。其次，指出了目前發(fā)展中遇到的主要問題，包括投資不足、布局不合理、信息化水平低、電網(wǎng)系統(tǒng)容量不足以及運維管理機制不健全。*后，提出了針對性的發(fā)展策略，包括完善充電網(wǎng)絡(luò)、因地制宜布局、鼓勵多元投資、提高智能化水平以及加快電網(wǎng)改造升級。

1新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 公共充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進展

公共充電基礎(chǔ)設(shè)施作為新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵支撐，其建設(shè)進展在近年來顯著加快。各地和企業(yè)紛紛投入資源，建立了大量的充電站和充電樁。這些設(shè)施不僅覆蓋了城市主要區(qū)域，也逐漸擴展到高速公路服務(wù)區(qū)和城際連接點。除了數(shù)量增長，公共充電設(shè)施的技術(shù)也在不斷進步，包括快充技術(shù)的普及和充電效率的提升。然而，充電設(shè)施的分布仍存在不均衡問題，特別是在偏遠和農(nóng)村地區(qū)。此外，與日益增長的新能源汽車數(shù)量相比，公共充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)速度仍需加快，以滿足不斷增長的需求。

1.2 充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進展

對于充電基礎(chǔ)設(shè)施而言，主要集中在企業(yè)、機構(gòu)以及新能源汽車生產(chǎn)廠家。這些設(shè)施通常為企業(yè)內(nèi)部或特定用戶群體服務(wù)，如物流公司的電動車隊或的電動車輛。充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)在過去幾年取得了顯著進展，特別是在大型企業(yè)和機構(gòu)中。這類設(shè)施通常具有更高的充電效率和更好的設(shè)備管理，可以有效支持大規(guī)模電動車輛的快速充電需求。然而，這些設(shè)施的建設(shè)和維護成本較高，且主要集中在經(jīng)濟較發(fā)達的區(qū)域，對于小型企業(yè)和經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)而言，充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)仍然是一個挑戰(zhàn)。

1.3 充電基礎(chǔ)設(shè)施覆蓋面與使用率

充電基礎(chǔ)設(shè)施的覆蓋面和使用率是衡量其發(fā)展水平的重要指標(biāo)。目前，雖然城市地區(qū)的充電基礎(chǔ)設(shè)施覆蓋面逐漸增加，但在農(nóng)村和偏遠地區(qū)依然不足。這導(dǎo)致了新能源汽車在這些地區(qū)的普及受限。同時，充電基礎(chǔ)設(shè)施的使用率在不同地區(qū)和不同時間段存在較大差異。在一些高需求區(qū)域，尤其是商業(yè)和居民密集區(qū)，充電設(shè)施經(jīng)常出現(xiàn)飽和狀態(tài)，而在低需求區(qū)域則可能閑置。此外，充電基礎(chǔ)設(shè)施的使用效率和服務(wù)質(zhì)量也成為用戶關(guān)注的焦點，包括充電速度、支付便利性以及用戶體驗。

2 新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展存在的問題

2.1 投入與支撐政策不足,商業(yè)模式有待創(chuàng)新

當(dāng)前，新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展受限于資金投入不足和缺乏有效的支持政策。私人部門的資金投入尚不能滿足快速增長的需求。此外，現(xiàn)有的商業(yè)模式在面對日益增長的市場壓力時顯得不夠創(chuàng)新和靈活，很多充電站運營商面臨盈利難題。

2.2 布局和容量配置不合理，區(qū)域差異大

充電基礎(chǔ)設(shè)施的布局和容量配置存在顯著的不合理現(xiàn)象。在一些大城市和經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，充電設(shè)施過度集中，而在農(nóng)村、偏遠地區(qū)及中小城市則相對匱乏。這種不均衡的布局導(dǎo)致了資源的浪費和服務(wù)不足，不利于新能源汽車的普及和均衡發(fā)展。此外，許多充電站的容量配置也不符合實際需求，要么容量過剩，要么供不應(yīng)求，導(dǎo)致了效率低下和用戶體驗不佳。

2.3 信息化和智能化水平較低，用戶體驗差

目前，充電基礎(chǔ)設(shè)施的信息化和智能化水平還不夠高，影響了用戶的體驗。許多充電站缺乏有效的管理系統(tǒng)，無法提供實時的充電信息、預(yù)約服務(wù)和智能調(diào)度。此外，支付方式和充電過程中的用戶交互設(shè)計也不夠友好，增加了用戶的使用難度。

2.4 電網(wǎng)系統(tǒng)容量跟不上，配套改造滯后

隨著新能源汽車的快速增長，對電網(wǎng)系統(tǒng)提出了更高的要求。當(dāng)前，許多地區(qū)的電網(wǎng)容量跟不上充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展需求，特別是在一些老舊的電網(wǎng)系統(tǒng)中更為明顯。電網(wǎng)的擴容和改造工作進展緩慢，導(dǎo)致在高峰時段充電設(shè)施可能因電力不足而無法正常運作。

2.5 運營和維護管理機制不健全

充電基礎(chǔ)設(shè)施的運營和維護管理機制還不夠完善。許多充電站缺乏有效的運維體系，導(dǎo)致設(shè)施故障處理不及時、維護不到位，影響了充電服務(wù)的質(zhì)量和安全性。此外，對于運營數(shù)據(jù)的收集和分析也不夠充分，無法有效指導(dǎo)運營決策和服務(wù)改進。

3新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展與規(guī)劃

3.1 完善充電網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)全國互聯(lián)互通

為了滿足不斷增長的充電需求，需要在全國范圍內(nèi)大幅增加充電站和充電樁的數(shù)量。這包括在城市、住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)以及交通樞紐等地方建立更多的充電設(shè)施。同時，也需要在高速公路沿線、旅游景點及偏遠地區(qū)增設(shè)充電點，以確保充電網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋。除了數(shù)量上的增加，提升充電設(shè)施的質(zhì)量也同樣重要。這包括提高充電速度、確保充電安全性、改善充電站的便利設(shè)施等。目前，不同的充電站和充電樁往往采用不同的充電接口和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這對于駕駛者來說是一個巨大的不便。因此，制定和推廣統(tǒng)一的充電標(biāo)準(zhǔn)變得尤為重要。統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)不僅能提高充電設(shè)施的兼容性和便利性，也有助于提升設(shè)備的安全性和可靠性。此外，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)也有助于降低制造成本和用戶成本。合理的充電網(wǎng)絡(luò)布局對于提高充電效率和用戶滿意度至關(guān)重要。在規(guī)劃充電網(wǎng)絡(luò)時，應(yīng)當(dāng)充分考慮城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)、交通流量、用戶分布等因素，以實現(xiàn)充電資源的*優(yōu)配置。在城市內(nèi)部，應(yīng)關(guān)注居民區(qū)、商業(yè)區(qū)和辦公區(qū)的需求。在城市之間，應(yīng)側(cè)重于高速公路服務(wù)區(qū)和城際交通樞紐。此外，對于旅游景區(qū)、大型活動場所等特殊區(qū)域，也需要進行特別規(guī)劃。

3.2 因地制宜布局站點,按需配置容量

地理位置和用戶需求是布局充電站的基礎(chǔ)考慮因素。城市、居民密集區(qū)、商業(yè)區(qū)和辦公區(qū)通常是充電需求*為集中的地區(qū)，應(yīng)優(yōu)先考慮在這些地區(qū)布置充電站。同時，需要關(guān)注郊區(qū)和城鄉(xiāng)接合部的需求，確保這些地區(qū)也能獲得足夠的充電服務(wù)。此外，在旅游景點、大型活動場地及交通樞紐等特殊區(qū)域，根據(jù)具體情況設(shè)置充電站，以滿足臨時性和季節(jié)性的高峰需求?？紤]到經(jīng)濟條件和市場潛力對充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的影響，應(yīng)在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)和有較大市場潛力的區(qū)域布局充電設(shè)施。同時，對于經(jīng)濟較不發(fā)達的區(qū)域，可以通過補貼、企業(yè)合作等方式，促進充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，以避免充電服務(wù)“城鄉(xiāng)差距"過大。交通流量的高低直接影響充電站的使用率。在高速公路服務(wù)區(qū)、主要交通干線沿線以及公共交通站點附近布局充電站，可以為過往車輛提供便利的充電服務(wù)。此外，考慮到用戶的便利性，充電站應(yīng)盡量靠近交通要道，易于識別和進入。在容量配置上，需要根據(jù)不同地區(qū)和站點的實際需求進行定制。例如，在用戶密集區(qū)域，應(yīng)提供足夠多的充電樁以避免排隊等待；在交通樞紐或旅游景區(qū)，可以考慮配置快充設(shè)施以提供快速充電服務(wù)。對于一些需求相對較低的區(qū)域，則可以適當(dāng)減少充電樁數(shù)量，以免資源浪費。

3.3 鼓勵多元投入,創(chuàng)新商業(yè)運營模式

要實現(xiàn)新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展，僅依靠和傳統(tǒng)能源企業(yè)的投資是不夠的，需要吸引更多的私人資本和國際投資。這包括但不限于風(fēng)險投資、私募基金、國際金融機構(gòu)以及公私合作伙伴關(guān)系（PPP）模式。此外，鼓勵地方和企業(yè)通過發(fā)行綠色債券或設(shè)立專門的新能源基金來籌集資金。創(chuàng)新商業(yè)模式是充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的關(guān)鍵。除了傳統(tǒng)的按次付費模式，還可以考慮包括月度/年度會員制、時間或電量的預(yù)付費模式、充電與停車一體化服務(wù)，甚至包括廣告收入和附加服務(wù)（如便利店、咖啡店等）在內(nèi)的綜合商業(yè)模式。對于特定用戶群體，如出租車公司或物流企業(yè)，可以探索定制化的服務(wù)協(xié)議，提供包括設(shè)備租賃、長期維護和優(yōu)先充電服務(wù)在內(nèi)的一站式解決方案。技術(shù)創(chuàng)新是提高充電基礎(chǔ)設(shè)施運營效率和用戶體驗的關(guān)鍵。這包括使用有效的充電技術(shù)、智能管理系統(tǒng)和用戶友好的交互界面。例如，可以利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)優(yōu)化充電站的運營，如預(yù)測充電需求、動態(tài)調(diào)整充電價格和實時監(jiān)控設(shè)施運行狀態(tài)。此外，通過移動應(yīng)用和在線平臺，可以提供預(yù)約充電、遠程支付和實時客服等服務(wù)，增強用戶體驗。

3.4 提高智能化水平,改善用戶體驗

為了提升充電基礎(chǔ)設(shè)施的智能化水平，需要集成*新的智能技術(shù)。這包括物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以實現(xiàn)充電設(shè)備的實時監(jiān)控和遠程管理；人工智能和大數(shù)據(jù)分析，用于預(yù)測充電需求、優(yōu)化充電站運營和提高能源效率；以及區(qū)塊鏈技術(shù)，用于確保交易的安全性和透明度。此外，通過集成可再生能源系統(tǒng)（如太陽能充電站），可以提高充電基礎(chǔ)設(shè)施的環(huán)境可持續(xù)性。用戶界面的友好度直接影響用戶體驗。這包括簡化充電過程，如一鍵啟動充電、快速支付等；提供清晰的充電信息，如充電狀態(tài)、剩余時間和費用等；以及創(chuàng)建易于使用的移動應(yīng)用和在線平臺，用于預(yù)約充電、查找充電站、在線支付和客戶服務(wù)。此外，通過使用增強現(xiàn)實（AR）和虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)，可以提供更直觀的導(dǎo)航和充電說明。提供個性化服務(wù)是提升用戶體驗的另一個關(guān)鍵方面。這包括根據(jù)用戶的充電習(xí)慣和偏好提供定制化的服務(wù)，如優(yōu)先充電服務(wù)、個性化的充電建議和定制化的優(yōu)惠方案。此外，可以通過用戶反饋和行為分析，不斷改進服務(wù)流程和產(chǎn)品功能，以更好地滿足用戶的需求。服務(wù)效率的提升是提高用戶滿意度的重要因素。這包括減少充電等待時間，通過智能調(diào)度系統(tǒng)和預(yù)約服務(wù)來優(yōu)化充電站的使用率；快速響應(yīng)和解決用戶問題，通過建立有效的客服系統(tǒng)和遠程故障診斷機制；以及提供便捷的支付方式和透明的計費體系。

3.5 加快電網(wǎng)改造升級,確保供電安全

隨著充電需求的增加，現(xiàn)有電網(wǎng)面臨著供電能力不足的問題。因此，首先需要加大對電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的投資，提升電網(wǎng)的傳輸和分配能力。這包括增加變電站的數(shù)量和容量、升級輸電線路和配電網(wǎng)絡(luò)。同時，為了應(yīng)對充電高峰期的電力需求，電網(wǎng)系統(tǒng)需要增強其穩(wěn)定性和可靠性，通過引入電網(wǎng)管理技術(shù)和設(shè)備，如智能變電站、有效輸電線路和動態(tài)電網(wǎng)穩(wěn)定系統(tǒng)。為了提高電網(wǎng)的環(huán)境可持續(xù)性，整合可再生能源成為一種重要趨勢。通過建立太陽能、風(fēng)能等可再生能源發(fā)電站，并將其接入電網(wǎng)，可以減少對傳統(tǒng)化石燃料的依賴，降低碳排放。同時，可再生能源的整合還能提高電網(wǎng)的靈活性和應(yīng)變能力，特別是在面對惡劣天氣或突發(fā)事件時。隨著電動汽車和智能充電設(shè)施的發(fā)展，電網(wǎng)的互操作性變得越來越重要。這意味著需要建立標(biāo)準(zhǔn)化和兼容的通信協(xié)議，以確保不同制造商的充電設(shè)備和電網(wǎng)系統(tǒng)能夠無縫對接。此外，通過建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換和管理平臺，可以實現(xiàn)電網(wǎng)運營商、充電站運營商和汽車制造商之間的信息共享和協(xié)調(diào)合作。

4安科瑞充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)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(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(wù)、支付管理，交易結(jié)算，資要管理、電能管理，明細(xì)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(yù)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(yīng)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(xué)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)分為四層：

1）即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)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(luò)傳輸層：通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

4）數(shù)據(jù)層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數(shù)據(jù)服務(wù)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(yīng)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

4.4.1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。

4.4.2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。

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(jié)、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細(xì)信息。

4.4.4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。

4.4.5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。

4.4.6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。

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(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

4.4.8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

5結(jié)束語

新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展是一個多方面、多層次的綜合工程。它不僅需要技術(shù)的創(chuàng)新和政策的支持，還需要社會各界的共同參與和協(xié)作。通過綜合施策，我們可以有效應(yīng)對當(dāng)前的挑戰(zhàn)，為新能源汽車的普及和可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。未來，隨著技術(shù)的進步和市場的發(fā)展，新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施將繼續(xù)演變和優(yōu)化，為構(gòu)建更加綠色、有效的交通系統(tǒng)做出重要貢獻。

參考文獻

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[4] 覃斯寶.新能源汽車的充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展與規(guī)劃

作者簡介

任運業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。