安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：伴隨汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為了解決環(huán)境污染的問(wèn)題，政府出臺(tái)了利于新能源汽車(chē)發(fā)展的優(yōu)惠政策，在這些政策支持的背景下，推動(dòng)了新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但是，在新能源汽車(chē)使用中與之相匹配的基礎(chǔ)充電樁較少，在一定程度上限制新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，為了推動(dòng)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，需要優(yōu)化充電樁安裝位置選擇方案，以提高新能源充電的整體效果，滿(mǎn)足行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需求。

關(guān)鍵詞：充電樁；使用；前景

??近年來(lái)，由于溫室效應(yīng)的不斷加劇，降低碳排放已成為各國(guó)發(fā)展的重要任務(wù)，作為降低碳排放重要工具的電動(dòng)汽車(chē)再一次收到了重視，在我國(guó)，十二五規(guī)劃中，更是把電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)作為重點(diǎn)扶持的產(chǎn)業(yè)。而本智能共享充電樁以單片機(jī)為核心，充分提供了安全、有效的充電方式。其由4大部分構(gòu)成，主體部分主要由總控模塊構(gòu)成，總控模塊主要進(jìn)行信息處理，信息發(fā)接收等工作?？偟膩?lái)說(shuō)，加入單片機(jī)的充電樁可以面向更多的場(chǎng)所，不僅是在充電站，還可以放置在街頭、小區(qū)等各個(gè)地方，在提供安全充電的同時(shí)，更方便了車(chē)主自由充電的需求，因此，關(guān)于單片機(jī)為核心的智能充電樁的研究非常具有意義。

1.1新能源充電樁的發(fā)展現(xiàn)狀

??在新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，配套性的設(shè)施建設(shè)成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，在2018年上半年，新能源汽車(chē)達(dá)到了199萬(wàn)輛，但是與之配套的充電樁為60多萬(wàn)個(gè)，這種現(xiàn)象影響了新能源汽車(chē)的充電效果。為了更好的提高新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式，國(guó)家相關(guān)部門(mén)將相關(guān)政策與新能源電樁發(fā)展進(jìn)行融合，并提出了“一車(chē)一樁"的需求。整個(gè)過(guò)程需要注意的是，在充電樁建設(shè)中一定要關(guān)注電樁質(zhì)量，通過(guò)充電方案的調(diào)整以及方案的落實(shí)，提高新能源充電的有效性，為新能源行業(yè)的持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1.2投資較大，盈利困難

??在2019年之前，國(guó)家未對(duì)充電樁行業(yè)給予明確的支持政策，充電運(yùn)營(yíng)企業(yè)盈利困難。由于該行業(yè)投資高、回報(bào)周期長(zhǎng)，又缺少有效的盈利模式，整個(gè)行業(yè)前期都處于長(zhǎng)期虧損狀態(tài)，多家企業(yè)倒閉、退市。但也有部分頭部企業(yè)逐漸進(jìn)入投資回收階段，如特來(lái)電在電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)高速轉(zhuǎn)暖的大背景下，憑借“自建+托管"模式迅速做大公共充電樁規(guī)模，憑借高額的市場(chǎng)zhan有率以及多年持續(xù)的高比例研發(fā)投入，于2018年開(kāi)始扭虧為盈。

1.3盈利能力有待提升，提升盈利率可

??顯著縮短投資回報(bào)周期充電樁運(yùn)營(yíng)商盈利能力較弱已成為行業(yè)共識(shí)，目前僅很少數(shù)充電樁運(yùn)營(yíng)商在財(cái)務(wù)報(bào)告中顯示開(kāi)始盈利。公共充電樁的盈利能力取決于單樁利用率和充電服務(wù)費(fèi)兩大因素，目前運(yùn)營(yíng)商的收入絕大多數(shù)來(lái)源于服務(wù)費(fèi)的收取，模式較為單一。而激烈的競(jìng)爭(zhēng)和用戶(hù)對(duì)充電費(fèi)用較為敏感導(dǎo)致服務(wù)費(fèi)短時(shí)間難以上升，因此單樁利用率成為目前運(yùn)營(yíng)商盈利的重中之重。經(jīng)測(cè)算，若充電樁的充電服務(wù)費(fèi)平均為0.5元的情況下，利用率提升2.5%可以顯著縮短兩年的動(dòng)態(tài)投資回報(bào)周期，而更加合理的選址布局和加大直流樁的投建為提升利用率的關(guān)鍵所在。

2.1純電車(chē)充電樁安裝位置的模塊設(shè)計(jì)

??在新能源產(chǎn)業(yè)背景下，純電動(dòng)車(chē)的出現(xiàn)滿(mǎn)足了汽車(chē)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需求。一般情況下，純電車(chē)充電口的布置方法分為以下兩種:一是，快慢充電口的分開(kāi)布置。對(duì)于這種充電口而言，主要為單個(gè)充電口，內(nèi)部空間接口小。但是，在具體的安裝設(shè)計(jì)中，需要預(yù)留兩個(gè)位置，增加了使用難度，而且，這種充電樁的安裝成本較高，無(wú)法滿(mǎn)足行業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。二是，集中布置快慢充電口。對(duì)于這種安裝位置確定方法而言，可以提高用戶(hù)的使用效率，但是，空間布局較大。

2.2落實(shí)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求

??充電樁業(yè)務(wù)牽引承載著兩大強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略：一是交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，充電樁是電動(dòng)汽車(chē)普及的重要保障，也是交通電氣化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施；二是能源安全新戰(zhàn)略，建設(shè)充電樁是推進(jìn)能源消費(fèi)革命的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略舉措，將能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展。發(fā)電企業(yè)開(kāi)展充電樁運(yùn)營(yíng)有利于促進(jìn)能源與交通、電動(dòng)汽車(chē)、信息通信等領(lǐng)域跨界合作，圍繞多元化生產(chǎn)與應(yīng)用需要，構(gòu)建新型產(chǎn)業(yè)生態(tài)，有利于推動(dòng)能源生產(chǎn)與能源消費(fèi)的融合，提升發(fā)電產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

2.3開(kāi)展“光儲(chǔ)充放"多功能一體站試點(diǎn)建設(shè)

??發(fā)電企業(yè)獨(dú)ju雄厚的工程建設(shè)能力，建議開(kāi)展“源-樁-車(chē)"友好協(xié)同技術(shù)研究和“光儲(chǔ)充放"多功能綜合一體充電站試點(diǎn)建設(shè)，為新能源、充電樁、電動(dòng)汽車(chē)的智能匹配提供全面系統(tǒng)的解決方案，促進(jìn)充電樁與可再生能源高效協(xié)同，實(shí)現(xiàn)光伏、儲(chǔ)能、充電高效協(xié)同、能量互補(bǔ)，努力降低能源生產(chǎn)消費(fèi)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

2.4布置方案

??結(jié)合純電車(chē)充電樁的安裝特點(diǎn)，在安裝位置布置中應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)。第一，確定純電車(chē)充電口的布置特點(diǎn)。在充電樁安裝位置確定中，需要結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)，在集中布置快慢充電口插座時(shí)，雖然占用的空間較大，但是在實(shí)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(mǎn)足用戶(hù)對(duì)充電樁安裝位置的選擇需求，降低成本開(kāi)發(fā)難度，提高新能源充電樁安裝位置選擇的整體效率，為新能源產(chǎn)業(yè)的持續(xù)運(yùn)行提供支持。第二，純電動(dòng)車(chē)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(jìn)行固定。如三段式充電中，應(yīng)該采用限流充電的方法，其充電過(guò)程。通過(guò)純電車(chē)充電樁安裝位置的確定，滿(mǎn)足用戶(hù)的使用需求，并科學(xué)確定插座位置，實(shí)現(xiàn)充電樁位置安裝及確定的有效性。

??目前，國(guó)內(nèi)一些廠(chǎng)商既是充電設(shè)備制造商，也是充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)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(yè)則僅僅作為充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)商，不自己生產(chǎn)充電設(shè)備而是通過(guò)采購(gòu)的形式進(jìn)行運(yùn)營(yíng)，比如國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)等；最后一部分廠(chǎng)商既是充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)商也是運(yùn)營(yíng)方案的解決商，如深圳充電網(wǎng)科技有限公司。由于各個(gè)廠(chǎng)商之間設(shè)備及運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域商業(yè)模式差別大，設(shè)備生產(chǎn)的企業(yè)基本上已實(shí)現(xiàn)盈利，運(yùn)營(yíng)的企業(yè)平均仍需5-7年才能回收成本，為了縮短成本回收時(shí)間，亟待探索多元的盈利模式。由于充電設(shè)備的領(lǐng)域廠(chǎng)商較多，且充電設(shè)備大多是都是依照國(guó)標(biāo)生產(chǎn)的零件，所以充電設(shè)備領(lǐng)域已成為紅海，部分原來(lái)僅是充電設(shè)備生產(chǎn)商的公司逐漸開(kāi)始向下游運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域延伸，充電設(shè)備商由于發(fā)展較早，進(jìn)入門(mén)檻較低，利潤(rùn)空間有限、存在同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，故開(kāi)始向充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)布局，并開(kāi)始積極探索多元的盈利模式，已達(dá)到回收設(shè)施運(yùn)營(yíng)成本。區(qū)別與傳統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)模式——主要依靠收取充電服務(wù)費(fèi)的方式，如今，充電服務(wù)費(fèi)+個(gè)別增值服務(wù)費(fèi)和充電服務(wù)費(fèi)+充電APP運(yùn)營(yíng)費(fèi)用也成為盈利的主流模式。其中充電服務(wù)費(fèi)+個(gè)人增值服務(wù)費(fèi)的意思是依靠收取充電服務(wù)費(fèi)和新能源汽車(chē)租賃、車(chē)位經(jīng)營(yíng)、新能源汽車(chē)銷(xiāo)售等組成的個(gè)別增值服務(wù)；充電APP運(yùn)營(yíng)主要是指大量的用戶(hù)的充電數(shù)據(jù)形成的汽車(chē)大數(shù)據(jù)費(fèi)用。

4.1概述

??AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的電動(dòng)電動(dòng)自行車(chē)充電站以及各個(gè)充電整法行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控充電樁運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)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(xún)等。同時(shí)對(duì)充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、漏電、充電機(jī)輸入/輸出過(guò)壓，欠壓，絕緣低各類(lèi)故障進(jìn)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(hù)通過(guò)微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

4.2應(yīng)用場(chǎng)所

??適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、實(shí)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(jì)。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)分為五層：

??1）即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)中心層和客戶(hù)端層。

??2）數(shù)據(jù)采集層：包括電瓶車(chē)智能充電樁通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)modbus-rtu。電瓶車(chē)智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù)，并進(jìn)行電能計(jì)量和保護(hù)。

??3）網(wǎng)絡(luò)傳輸層：通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

??4）數(shù)據(jù)中心層：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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。

??5）應(yīng)客戶(hù)端層：系統(tǒng)管理員可在瀏覽器中訪(fǎng)問(wèn)電瓶車(chē)充電樁收費(fèi)平臺(tái)。終端充電用戶(hù)通過(guò)刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。

小區(qū)充電平臺(tái)功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實(shí)時(shí)監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計(jì)分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能，同時(shí)為運(yùn)維人員提供運(yùn)維APP，充電用戶(hù)提供充電小程序。

4.4安科瑞充電樁云平臺(tái)系統(tǒng)功能

1）智能化大屏

??智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況，對(duì)設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng)、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯示，同時(shí)可查看每個(gè)站點(diǎn)的站點(diǎn)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。

2）實(shí)時(shí)監(jiān)控

??實(shí)時(shí)監(jiān)視充電設(shè)施運(yùn)行狀況，主要包括充電樁運(yùn)行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過(guò)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

??平臺(tái)管理人員可管理充電用戶(hù)賬戶(hù)，對(duì)其進(jìn)行賬戶(hù)進(jìn)行充值、退款、凍結(jié)、注銷(xiāo)等操作，可查看小區(qū)用戶(hù)每日的充電交易詳細(xì)信息。

4）故障管理

??設(shè)備自動(dòng)上報(bào)故障信息，平臺(tái)管理人員可通過(guò)平臺(tái)查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理，同時(shí)運(yùn)維人員可通過(guò)運(yùn)維APP收取故障推送，運(yùn)維人員在運(yùn)維工作完成后將結(jié)果上報(bào)。充電用戶(hù)也可通過(guò)充電小程序反饋現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。

5）統(tǒng)計(jì)分析

??通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)，從充電站點(diǎn)、充電設(shè)施、、充電時(shí)間、充電方式等不同角度，查詢(xún)充電交易統(tǒng)計(jì)信息、能耗統(tǒng)計(jì)信息等。

6）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

??在系統(tǒng)平臺(tái)建立運(yùn)營(yíng)商戶(hù)，運(yùn)營(yíng)商可建立和管理其運(yùn)營(yíng)所需站點(diǎn)和充電設(shè)施，維護(hù)充電設(shè)施信息、價(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng)，同時(shí)可管理在線(xiàn)卡用戶(hù)充值、 凍結(jié)和解綁。

7）運(yùn)維APP

??面向運(yùn)維人員使用，可以對(duì)站點(diǎn)和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)行故障閉環(huán)處理、查詢(xún)流量卡使用情況、查詢(xún)充電\充值情況，進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，同時(shí)可接收故障推送

8）充電小程序

??面向充電用戶(hù)使用，可查看附近空閑設(shè)備，主要包含掃碼充電、賬戶(hù)充值，充電卡綁定、交易查詢(xún)、故障申訴等功能。

4.5系統(tǒng)硬件配置

??新能源汽車(chē)的發(fā)展，離不開(kāi)充電設(shè)施的發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域尚處于一片藍(lán)海，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)正紛紛搶占這塊蛋糕，然而，各大廠(chǎng)商的之間的產(chǎn)品差異巨大，難以兼容，設(shè)備利用率不高。只有規(guī)范市場(chǎng)充電設(shè)施，統(tǒng)一接口，統(tǒng)一管理，才能進(jìn)一步推動(dòng)新能源汽車(chē)的發(fā)展。

??[1]李洪萍.關(guān)于充電樁的使用和前景[J]。

??[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè) .2022.05版

??[3]吳恒飛.新能源汽車(chē)主流充電樁和充電樁建設(shè)難題的分析[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息,2019(23):325.

??[4]鞏碩.結(jié)合區(qū)塊鏈的充電樁電池診斷系統(tǒng)及共享策略研究[D].上海工程技術(shù)大學(xué),2020.

??[5]張杰.電動(dòng)汽車(chē)充電樁的設(shè)計(jì)與研究[D].吉林大學(xué),2019.

??[6]沈成,徐文慧.電動(dòng)汽車(chē)充電樁現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法的探討[J].四川水泥,2019(11):179.

??[7]蔣璐璐,吳圣沖.電動(dòng)汽車(chē)充電樁遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J].南方農(nóng)機(jī),2019,50(21):43.

張心志，男，安科瑞電氣股份有限公司，從事電氣相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)工作