淺談新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站建設(shè)與運(yùn)營(yíng)模式分析

任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：電動(dòng)汽車(chē)是當(dāng)前新能源汽車(chē)中重要的組成部分，具有廣闊的發(fā)展前景，能夠?qū)崿F(xiàn)“以電代油”，與傳統(tǒng)的燃油汽車(chē)相比，電動(dòng)汽車(chē)在噪音及廢氣排放量方面相對(duì)較少，具有節(jié)能環(huán)保的顯著特點(diǎn)。而電動(dòng)汽車(chē)充電站則是為電動(dòng)汽車(chē)提供能量補(bǔ)給的重要設(shè)施，能促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。闡述了電動(dòng)汽車(chē)充電站，并探討了其施工建設(shè)應(yīng)遵循的原則，在此基礎(chǔ)上，分別探討了具體的建設(shè)方式及運(yùn)營(yíng)模式，旨在推進(jìn)我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充電站的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē)充電站；建設(shè)方式；運(yùn)營(yíng)模式

0前言

汽車(chē)是影響能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題的重要因素，隨著現(xiàn)代能源危機(jī)的日益惡化，人們的環(huán)保意識(shí)和節(jié)約意識(shí)日益增強(qiáng)，社會(huì)各界對(duì)于新能源汽車(chē)的發(fā)展越來(lái)越重視。電動(dòng)汽車(chē)作為新能源汽車(chē)重要的組成部分，符合能源安全的要求，同時(shí)還能推進(jìn)我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，從2016年開(kāi)始，我國(guó)逐漸成為全球的電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)，引ling電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展。而科學(xué)合理地開(kāi)展電動(dòng)汽車(chē)充電站的建設(shè)，并采用適宜的運(yùn)營(yíng)模式，對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。

1電動(dòng)汽車(chē)充電站概述

電動(dòng)汽車(chē)充電站就是對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電，為其安全運(yùn)行提供能量的設(shè)施。一般來(lái)說(shuō)，電動(dòng)汽車(chē)充電站主要的結(jié)構(gòu)是電動(dòng)汽車(chē)及非車(chē)載充電器的三個(gè)或者三個(gè)以上的交流充電堆。其基本功能是充電并計(jì)量，同時(shí)進(jìn)行全面、動(dòng)態(tài)的監(jiān)控，此外還可細(xì)化為電池功能檢測(cè)。因此，電動(dòng)汽車(chē)充電站可以為電動(dòng)汽車(chē)提供充電及電池更換的服務(wù)，同時(shí)還能夠?qū)Τ潆娺^(guò)程中的充電器及動(dòng)力電池進(jìn)行全面的監(jiān)視。在電動(dòng)汽車(chē)充電站中，一般設(shè)有四個(gè)系統(tǒng)，分別是：充電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、電池調(diào)度系統(tǒng)以及充電站監(jiān)控系統(tǒng)。

2電動(dòng)汽車(chē)充電站施工應(yīng)遵循的原則

電動(dòng)汽車(chē)充電站不僅要為電動(dòng)汽車(chē)提供電能，同時(shí)還要對(duì)整個(gè)充電站進(jìn)行全面、動(dòng)態(tài)的監(jiān)控，因此，在建設(shè)的過(guò)程中，需要進(jìn)行車(chē)道、監(jiān)控室、供電設(shè)施以及監(jiān)控室等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。這就要求在進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)充電站建設(shè)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)和建設(shè)人員充分考慮到待充電車(chē)輛的進(jìn)出及停車(chē)充電行為，在設(shè)計(jì)并建設(shè)電動(dòng)汽車(chē)充電站時(shí)，與城市整體規(guī)劃相結(jié)合，選擇合適的施工場(chǎng)地。一般來(lái)說(shuō)，施工場(chǎng)地的選擇符合消防安全以及環(huán)保的要求，在場(chǎng)地周邊擁有完善的消防、防洪、排水以及公共交通等公共設(shè)施，同時(shí)，施工場(chǎng)所還不能處于繁忙的交通路段以及城市主干道的交叉口。而地點(diǎn)則是靠近城市道路，且較為寬闊的地方，此外，該施工地點(diǎn)還應(yīng)該不具有潛在危險(xiǎn)性，沒(méi)有灰塵及腐蝕性氣體。在進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)充電站建設(shè)時(shí)，還需要科學(xué)合理地設(shè)計(jì)充電站的防洪排水能夠，設(shè)置足夠的防洪防澇設(shè)施?？茖W(xué)設(shè)計(jì)電源的進(jìn)出走廊，并合理設(shè)計(jì)進(jìn)出充電站的道路。

3電動(dòng)汽車(chē)充電站具體的建設(shè)方式

3.1電動(dòng)汽車(chē)充電站建設(shè)的規(guī)模和級(jí)別

在進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)充電站的建設(shè)時(shí)，其建設(shè)的規(guī)模和級(jí)別大致可分為四個(gè)等級(jí)，分別是：一級(jí)充電站、二級(jí)充電站、三級(jí)充電站和四級(jí)充電站，其具體的級(jí)別劃分見(jiàn)表1。

3.2電動(dòng)汽車(chē)充電站的監(jiān)控后臺(tái)建設(shè)

電動(dòng)汽車(chē)充電站的監(jiān)控后臺(tái)建設(shè)也是十分重要的內(nèi)容。一般來(lái)說(shuō)，電動(dòng)汽車(chē)充電站的監(jiān)控后臺(tái)主要是由兩臺(tái)工作站以及一臺(tái)服務(wù)器所構(gòu)成的。其工作任務(wù)主要是對(duì)充電站的配電系統(tǒng)、充電機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面、實(shí)時(shí)的收集、整理和存儲(chǔ)，同時(shí)對(duì)配電系統(tǒng)及充電機(jī)運(yùn)行的情況進(jìn)行全面的監(jiān)控管理。在具體建設(shè)的過(guò)程中，使用單位需要根據(jù)自身實(shí)際的使用需要，科學(xué)確定服務(wù)器及監(jiān)控工作站的數(shù)量，并確保該監(jiān)控系統(tǒng)中所有的計(jì)算機(jī)設(shè)備都采用以太網(wǎng)進(jìn)行連接，同時(shí)還要具備配電站監(jiān)控SCADA的功能一級(jí)智能負(fù)荷調(diào)控等更高級(jí)的應(yīng)用功能。

3.3電動(dòng)汽車(chē)充電站的配電系統(tǒng)監(jiān)控建設(shè)

電動(dòng)汽車(chē)充電站的配電系統(tǒng)監(jiān)控建設(shè)也是施工建設(shè)的重要內(nèi)容。一般來(lái)說(shuō)，配電系統(tǒng)監(jiān)控建設(shè)的內(nèi)容主要是用于測(cè)控及保護(hù)，即對(duì)充電站的配電系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)控及保護(hù)管理。在實(shí)際應(yīng)用中，使用單位可以利用充電站的后臺(tái)系統(tǒng)及通信管理機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的雙向交換，同時(shí)還可以借助相應(yīng)的儀器設(shè)備對(duì)配電系統(tǒng)的電壓電流、重要開(kāi)關(guān)及其位置進(jìn)行測(cè)控，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離遙控管理。

3.4電動(dòng)汽車(chē)充電站的安防監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)

電動(dòng)汽車(chē)充電站的安防監(jiān)控系統(tǒng)也是建設(shè)的重要內(nèi)容，其主要是由電動(dòng)汽車(chē)充電站的門(mén)禁及周界安全所組成的。一般來(lái)說(shuō)，充電站內(nèi)部的視頻監(jiān)控設(shè)備都需要安裝在安防系統(tǒng)當(dāng)中在具體的建設(shè)中，安防監(jiān)控系統(tǒng)主要包括紅外報(bào)警裝置、攝像機(jī)以及監(jiān)控屏柜等設(shè)施的建設(shè)，而在應(yīng)用的過(guò)程中，使用單位可以借助通信管理機(jī)，準(zhǔn)確獲取該充電站內(nèi)部的充電機(jī)及配電系統(tǒng)監(jiān)控的告警信息，從而為視頻聯(lián)動(dòng)監(jiān)控管理工作提供準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)。

4電動(dòng)汽車(chē)充電站的運(yùn)營(yíng)模式分析

目前，我國(guó)各地電動(dòng)汽車(chē)充電站的運(yùn)營(yíng)模式大致可分為四種，分別是獨(dú)立運(yùn)營(yíng)模式、電子公司運(yùn)營(yíng)模式、專(zhuān)業(yè)運(yùn)營(yíng)公司運(yùn)營(yíng)模式以及三方運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)運(yùn)營(yíng)模式。

4.1獨(dú)立運(yùn)營(yíng)模式

獨(dú)立運(yùn)營(yíng)模式是當(dāng)前我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充電站常見(jiàn)的運(yùn)營(yíng)模式，這種運(yùn)營(yíng)模式是以電網(wǎng)公司的資產(chǎn)管理模式作為依據(jù)，應(yīng)用區(qū)域運(yùn)行維護(hù)的方式，根據(jù)區(qū)域進(jìn)行計(jì)費(fèi)的一種運(yùn)營(yíng)模式。在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，這種運(yùn)營(yíng)模式雖然應(yīng)用范圍較廣，但也存在著一定的弊端，具體表現(xiàn)為：①需要組建具有專(zhuān)業(yè)功能的充電站運(yùn)行維護(hù)隊(duì)伍，這樣一來(lái)，就會(huì)導(dǎo)致各人力資源被嚴(yán)重占用，導(dǎo)致其主要業(yè)務(wù)受到一定的影響；②在運(yùn)營(yíng)管理的過(guò)程中，因?yàn)樯婕暗诫娰M(fèi)收取以及充電服務(wù)費(fèi)等費(fèi)用問(wèn)題，會(huì)對(duì)各地現(xiàn)行的信息系統(tǒng)、收費(fèi)體系以及人員等造成一定的影響和沖擊，從而促使積極轉(zhuǎn)型，構(gòu)建新型的組織結(jié)構(gòu)，從而更積極地參與到市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)服務(wù)費(fèi)的靈活定價(jià)，提高服務(wù)的質(zhì)量。

4.2電子公司運(yùn)營(yíng)模式

電子公司運(yùn)營(yíng)模式也是當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)充電站常見(jiàn)的運(yùn)營(yíng)模式，這種運(yùn)營(yíng)模式是由當(dāng)?shù)氐碾娮庸矩?fù)責(zé)充電站的運(yùn)營(yíng)和管理工作，負(fù)責(zé)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)提供充電和更換電池等服務(wù)，并進(jìn)行相應(yīng)費(fèi)用的收取，同時(shí)還要向當(dāng)?shù)氐闹Ц峨娰M(fèi)以及協(xié)議中的承包費(fèi)用等。采用電子公司運(yùn)營(yíng)模式，主要具有如下的優(yōu)勢(shì)：通過(guò)電網(wǎng)公司構(gòu)建電動(dòng)汽車(chē)充電站的基礎(chǔ)設(shè)施、運(yùn)營(yíng)監(jiān)控平臺(tái)以及服務(wù)管理平臺(tái)。在管理模式逐漸成熟后，交給子公司進(jìn)行運(yùn)營(yíng)管理，在子公司運(yùn)行管理的同時(shí)，還可根據(jù)實(shí)際的需求情況，開(kāi)展電動(dòng)汽車(chē)租賃等相關(guān)的服務(wù)，從而不斷擴(kuò)展自身的規(guī)模。但這種運(yùn)營(yíng)模式也存在著一定的不足，因?yàn)殡娮庸驹跇I(yè)務(wù)方面較為復(fù)雜，很難對(duì)充電站進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化的管理。而且，在當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)充電站運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中，因?yàn)楦鞯仉妱?dòng)汽車(chē)數(shù)量不同，部分電動(dòng)汽車(chē)數(shù)量較少的地區(qū)，在短時(shí)間內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)扭虧為盈，獲得較高的利潤(rùn)。因此，這種運(yùn)營(yíng)模式很容易導(dǎo)致子公司出現(xiàn)資金周轉(zhuǎn)不靈的問(wèn)題。

4.3專(zhuān)業(yè)運(yùn)營(yíng)公司運(yùn)營(yíng)模式

專(zhuān)業(yè)運(yùn)營(yíng)公司運(yùn)營(yíng)模式也是當(dāng)前一種較為常見(jiàn)的模式，這種運(yùn)營(yíng)模式是指電網(wǎng)公司另外構(gòu)建電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)營(yíng)公司，由新建公司進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)的租賃、充電站建設(shè)、監(jiān)控、服務(wù)以及運(yùn)營(yíng)等相關(guān)的事宜。這種運(yùn)營(yíng)模式因?yàn)椴捎昧藢?zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行負(fù)責(zé)，能更好地對(duì)充電設(shè)施進(jìn)行協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)充電設(shè)施的集中管理，從而提升了電動(dòng)汽車(chē)充電服務(wù)的專(zhuān)業(yè)化，提高了服務(wù)的質(zhì)量。

4.4三方機(jī)構(gòu)運(yùn)行模式

三方機(jī)構(gòu)運(yùn)營(yíng)也是當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)充電站常見(jiàn)的運(yùn)行模式，這種運(yùn)營(yíng)模式是電網(wǎng)公司委托市場(chǎng)中具有專(zhuān)業(yè)資質(zhì)的三方組織來(lái)負(fù)責(zé)充電站的運(yùn)營(yíng)和管理工作。隨著發(fā)展，目前我國(guó)各地逐漸涌現(xiàn)出很多電動(dòng)汽車(chē)充電站運(yùn)營(yíng)公司，特別是充電樁生產(chǎn)企業(yè)，由這些企業(yè)衍生出來(lái)的運(yùn)營(yíng)公司，在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域方面具備十分豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，但在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，三方運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)在充電站發(fā)展方面可能會(huì)與電網(wǎng)公司的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃產(chǎn)生一定的沖突。

5安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)選型方案

5.1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)，用戶通過(guò)微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

5.2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)。

5.3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(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)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)客戶端層：系統(tǒng)管理員可在瀏覽器中訪問(wèn)電瓶車(chē)充電樁收費(fèi)平臺(tái)。終端充電用戶通過(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，充電用戶提供充電小程序。

5.4安科瑞充電樁云平臺(tái)系統(tǒng)功能

5.4.1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。

5.4.2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。

5.4.3交易管理

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

5.4.4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)。充電用戶也可通過(guò)充電小程序反饋現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。

5.4.5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。

5.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)平臺(tái)建立運(yùn)營(yíng)商戶，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)可管理在線卡用戶充值、凍結(jié)和解綁。

5.4.7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

5.4.8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(xún)、故障申訴等功能。

5.5系統(tǒng)硬件配置

6結(jié)束語(yǔ)

電動(dòng)汽車(chē)具有零pai放和零wu染的顯著特點(diǎn)，日益成為汽車(chē)市場(chǎng)上的寵兒，受到人們的廣泛關(guān)注，具有十分廣闊的發(fā)展前景。而電動(dòng)汽車(chē)充電站作為電動(dòng)汽車(chē)推廣中不ke或缺的重要設(shè)施，其建設(shè)和運(yùn)營(yíng)模式選擇，對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展具有十分深遠(yuǎn)的影響。探討了電動(dòng)汽車(chē)充電站的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)模式，希望能對(duì)推進(jìn)我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展提供參考。

參考文獻(xiàn)

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[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)應(yīng)用手冊(cè)2020.06版.

作者介紹：
任運(yùn)業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。