淺談電動車充電樁的發展及前景

簡婷

韦德1946网址 上海嘉定201801

摘要：伴隨汽車產(chan) 業(ye) 的發展，為(wei) 了解決(jue) 環境汙染的問題，出台了利於(yu) 新能源汽車發展的優(you) 惠政策，在這些政策支持的背景下，推動了新能源汽車產(chan) 業(ye) 的發展。但是，在新能源汽車使用中與(yu) 之相匹配的基礎充電樁較少，在一定程度上限製新能源汽車產(chan) 業(ye) 的發展。因此，為(wei) 了推動新能源汽車產(chan) 業(ye) 的發展，需要優(you) 化充電樁安裝位置選擇方案，以提高新能源充電的整體(ti) 效果，滿足行業(ye) 的可持續發展需求。

關(guan) 鍵詞：充電樁；使用；前景

0 引言

  近年來，由於(yu) 溫室效應的不斷加劇，降低碳排放已成為(wei) 各國發展的重要任務，作為(wei) 降低碳排放重要工具的電動汽車再一次收到了重視，在我國，十二五規劃中，更是把電動汽車產(chan) 業(ye) 作為(wei) 重點扶持的產(chan) 業(ye) 。而本智能共享充電樁以單片機為(wei) 核心，充分提供了安全、有效的充電方式。其由4大部分構成，主體(ti) 部分主要由總控模塊構成，總控模塊主要進行信息處理，信息發接收等工作。總的來說，加入單片機的充電樁可以麵向更多的場所，不僅(jin) 是在充電站，還可以放置在街頭、小區等各個(ge) 地方，在提供安全充電的同時，更方便了車主自由充電的需求，因此，關(guan) 於(yu) 單片機為(wei) 核心的智能充電樁的研究非常具有意義(yi) 。

1 新能源充電樁的發展現狀及存在問題

1.1新能源充電樁的發展現狀

  在新能源汽車產(chan) 業(ye) 發展中，配套性的設施建設成為(wei) 行業(ye) 關(guan) 注的焦點，在2018年上半年，新能源汽車達到了199萬(wan) 輛，但是與(yu) 之配套的充電樁為(wei) 60多萬(wan) 個(ge) ，這種現象影響了新能源汽車的充電效果。為(wei) 了更好的提高新能源產(chan) 業(ye) 的發展模式，國家相關(guan) 部門將相關(guan) 政策與(yu) 新能源電樁發展進行融合，並提出了“一車一樁”的需求。整個(ge) 過程需要注意的是，在充電樁建設中一定要關(guan) 注電樁質量，通過充電方案的調整以及方案的落實，提高新能源充電的有效性，為(wei) 新能源行業(ye) 的持續發展奠定基礎。

1.2投資較大，盈利困難

  在2019年之前，國家未對充電樁行業(ye) 給予明確的支持政策，充電運營企業(ye) 盈利困難。由於(yu) 該行業(ye) 投資高、回報周期長，又缺少有效的盈利模式，整個(ge) 行業(ye) 前期都處於(yu) 長期虧(kui) 損狀態，多家企業(ye) 倒閉、退市。但也有部分頭部企業(ye) 逐漸進入投資回收階段，如特來電在電動汽車行業(ye) 高速轉暖的大背景下，憑借“自建+托管”模式迅速做大公共充電樁規模，憑借高額的以及多年持續的高比例研發投入，於(yu) 2018年開始扭虧(kui) 為(wei) 盈。

1.3盈利能力有待提升，提升盈利率可

  顯著縮短投資回報周期充電樁運營商盈利能力較弱已成為(wei) 行業(ye) 共識，目前僅(jin) 很少數充電樁運營商在財務報告中顯示開始盈利。公共充電樁的盈利能力取決(jue) 於(yu) 單樁利用率和充電服務費兩(liang) 大因素，目前運營商的收入絕大多數來源於(yu) 服務費的收取，模式較為(wei) 單一。而激烈的競爭(zheng) 和用戶對充電費用較為(wei) 敏感導致服務費短時間難以上升，因此單樁利用率成為(wei) 目前運營商盈利的重中之重。經測算，若充電樁的充電服務費平均為(wei) 0.5元的情況下，利用率提升2.5%可以顯著縮短兩(liang) 年的動態投資回報周期，而更加合理的選址布局和加大直流樁的投建為(wei) 提升利用率的關(guan) 鍵所在。

2 新能源充電樁安裝位置的選擇優(you) 化

2.1純電車充電樁安裝位置的模塊設計

  在新能源產(chan) 業(ye) 背景下，純電動車的出現滿足了汽車行業(ye) 的可持續發展需求。一般情況下，純電車充電口的布置方法分為(wei) 以下兩(liang) 種:一是，快慢充電口的分開布置。對於(yu) 這種充電口而言，主要為(wei) 單個(ge) 充電口，內(nei) 部空間接口小。但是，在具體(ti) 的安裝設計中，需要預留兩(liang) 個(ge) 位置，增加了使用難度，而且，這種充電樁的安裝成本較高，無法滿足行業(ye) 的經濟發展需求。二是，集中布置快慢充電口。對於(yu) 這種安裝位置確定方法而言，可以提高用戶的使用效率，但是，空間布局較大。

2.2落實國家發展戰略的必然要求

  充電樁業(ye) 務牽引承載著兩(liang) 大強國戰略：一是交通強國戰略，充電樁是電動汽車普及的重要保障，也是交通電氣化轉型的關(guan) 鍵基礎設施；二是能源安全新戰略，建設充電樁是推進能源消費革命的一項重要戰略舉(ju) 措，將能源互聯網創新發展。發電企業(ye) 開展充電樁運營有利於(yu) 促進能源與(yu) 交通、電動汽車、信息通信等領域跨界合作，圍繞多元化生產(chan) 與(yu) 應用需要，構建新型產(chan) 業(ye) 生態，有利於(yu) 推動能源生產(chan) 與(yu) 能源消費的融合，提升發電產(chan) 業(ye) 核心競爭(zheng) 力。

2.3開展“光儲(chu) 充放”多功能一體(ti) 站試點建設

  發電企業(ye) 雄厚的工程建設能力，建議開展“源-樁-車”友好協同技術研究和“光儲(chu) 充放”多功能綜合一體(ti) 充電站試點建設，為(wei) 新能源、充電樁、電動汽車的智能匹配提供全麵係統的解決(jue) 方案，促進充電樁與(yu) 可再生能源高效協同，實現光伏、儲(chu) 能、充電高效協同、能量互補，努力降低能源生產(chan) 消費對生態環境的影響。

2.4布置方案

  結合純電車充電樁的安裝特點，在安裝位置布置中應該做到以下幾點。，確定純電車充電口的布置特點。在充電樁安裝位置確定中，需要結合以往經驗，在集中布置快慢充電口插座時，雖然占用的空間較大，但是在實際的使用中，需要利用原有的充電位置，稍微增加布置空間，以滿足用戶對充電樁安裝位置的選擇需求，降低成本開發難度，提高新能源充電樁安裝位置選擇的整體(ti) 效率，為(wei) 新能源產(chan) 業(ye) 的持續運行提供支持。第二，純電動車充電口方案布置中，一定要降低充電口的承載力，可以使用橡膠密封圈進行固定。如三段式充電中，應該采用限流充電的方法，其充電過程。通過純電車充電樁安裝位置的確定，滿足用戶的使用需求，並科學確定插座位置，實現充電樁位置安裝及確定的有效性。

3 充電設施運營領域的發展前景

  目前，國內(nei) 一些廠商既是充電設備製造商，也是充電設施運營商，如珠海泰坦能源科技股份有限公司、青島特銳德電氣股份有限公司等；另外一些電力企業(ye) 則僅(jin) 僅(jin) 作為(wei) 充電設施運營商，不自己生產(chan) 充電設備而是通過采購的形式進行運營，比如國家電網、南方電網等；後一部分廠商既是充電設施運營商也是運營方案的解決(jue) 商，如深圳充電網科技有限公司。由於(yu) 各個(ge) 廠商之間設備及運營領域商業(ye) 模式差別大，設備生產(chan) 的企業(ye) 基本上已實現盈利，運營的企業(ye) 平均仍需5-7年才能回收成本，為(wei) 了縮短成本回收時間，亟待探索多元的盈利模式。由於(yu) 充電設備的領域廠商較多，且充電設備大多是都是依照國標生產(chan) 的零件，所以充電設備領域已成為(wei) 紅海，部分原來僅(jin) 是充電設備生產(chan) 商的公司逐漸開始向下遊運營領域延伸，充電設備商由於(yu) 發展較早，進入門檻較低，利潤空間有限、存在同質化現象嚴(yan) 重，故開始向充電設施運營布局，並開始積極探索多元的盈利模式，已達到回收設施運營成本。區別與(yu) 傳(chuan) 統的運營模式——主要依靠收取充電服務費的方式，如今，充電服務費+個(ge) 別增值服務費和充電服務費+充電APP運營費用也成為(wei) 盈利的主流模式。其中充電服務費+個(ge) 人增值服務費的意思是依靠收取充電服務費和新能源汽車租賃、車位經營、新能源汽車銷售等組成的個(ge) 別增值服務；充電APP運營主要是指大量的用戶的充電數據形成的汽車大數據費用。

4 安科瑞充電樁收費運營雲(yun) 平台

4.1概述

  AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營雲(yun) 平台係統通過物聯網技術對接入係統的電動電動自行車充電站以及各個(ge) 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，雲(yun) 閃付掃碼充電。

4.2應用場所

  適用於(yu) 民用建築、一般工業(ye) 建築、居住小區、實業(ye) 單位、商業(ye) 綜合體(ti) 、學校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

4.3係統結構

係統分為(wei) 五層：

  1）即數據采集層、網絡傳(chuan) 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(wei) 標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用於(yu) 采集充電回路的電力參數，並進行電能計量和保護。

  3）網絡傳(chuan) 輸層：通過4G網絡將數據上傳(chuan) 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、曆史數據庫、基礎數據庫。

  5）應客戶端層：係統管理員可在瀏覽器中訪問電瓶車充電樁收費平台。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動充電。

小區充電平台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(wei) 運維人員提供運維APP，充電用戶提供充電小程序。 

4.4安科瑞充電樁雲(yun) 平台係統功能

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(ge) 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。

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。 

3）交易管理 

  平台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）故障管理

  設備自動上報故障信息，平台管理人員可通過平台查看故障信息並進行派發處理，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後將結果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現場問題。

5）統計分析 

  通過係統平台，從(cong) 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。

6）基礎數據管理 

  在係統平台建立運營商戶，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(jia) 格策略、折扣、優(you) 惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、 凍結和解綁。

7）運維APP

  麵向運維人員使用，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

8）充電小程序

  麵向充電用戶使用，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係統硬件配置

5 結束語

  新能源汽車的發展，離不開充電設施的發展。目前，國內(nei) 充電設施運營領域尚處於(yu) 一片藍海，產(chan) 業(ye) 鏈各環節正紛紛搶占這塊蛋糕，然而，各大廠商的之間的產(chan) 品差異巨大，難以兼容，設備利用率不高。隻有規範市場充電設施，統一接口，統一管理，才能進一步推動新能源汽車的發展。

參考文獻

[1]李洪萍.關(guan) 於(yu) 充電樁的使用和前景[J]。

[2]安科瑞企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2022.05版

[3]吳恒飛.新能源汽車主流充電樁和充電樁建設難題的分析[J].現代經濟信息,2019(23):325.

[4]鞏碩.結合區塊鏈的充電樁電池診斷係統及共享策略研究[D].上海工程技術大學,2020.

[5]張傑.電動汽車充電樁的設計與(yu) 研究[D].吉林大學,2019.

[6]沈成,徐文慧.電動汽車充電樁現場檢測方法的探討[J].四川水泥,2019(11):179.

作者簡介：簡婷，女，韦德1946网址，從(cong) 事電氣相關(guan) 物聯網係統研發工作