充電樁應(yīng)用技術(shù)分析

安科瑞 陳聰

摘要：在全球資源、環(huán)境、人口增長與經(jīng)濟發(fā)展的矛盾日趨尖銳，在堅持物質(zhì)文明發(fā)展的同時也要謀求建立人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的新模式。各國均作出調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率的舉措。為了加強對空氣污染的控制及減少能源消耗，推行城市低碳發(fā)展策略，加強城市電動汽車充電設(shè)施規(guī)劃建設(shè)工作的通知，相關(guān)的指導(dǎo)意見、財政補貼及建設(shè)管理規(guī)范陸續(xù)推出。發(fā)展電動汽車行業(yè)是國家新能源戰(zhàn)略的重要方向，建設(shè)完善的充電設(shè)施是實現(xiàn)電動汽車產(chǎn)業(yè)化的前提，充電設(shè)施的建設(shè)與電動汽車的發(fā)展相輔相成，相互促使。

關(guān)鍵詞：充電樁，智能管理平臺

1充電樁國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及

全球新能源汽車市場快速發(fā)展，充電樁需求也大幅提升，全球市場各國紛紛出臺相關(guān)政策，國際能源機構(gòu)（IEA）的新報告顯示到 2030 年全球電動汽車保有量將達 1.25 億臺，充電裝的安裝數(shù)量隨之提升。目前新能源汽車的主要市場集中在美國、法國、德國、挪威、中國和日本，基于充電樁分布、市場情況和運營模式三個維度。

2充電樁概念及類型

目前，電動汽車能源供給主要有兩種模式：自充電模式及換電池模式。這兩種模式在國際上已得到不同程度的嘗試和應(yīng)用，其中對自充電模式的研究、試驗相對較多，換電池模式近年來也開始得到關(guān)注。自充電模式具體又包括常規(guī)充電和快速充電兩種類型，下文將簡要闡述自充電模式下充電樁的概念及類型。

電動汽車充電樁主要由樁體、電氣模塊、計量模塊等部分組成，具有電能計量、計費、通信、控制等功能。

2.1充電樁類別及功能

充電樁根據(jù)不同的電壓等級為對應(yīng)的電動汽車充電。充電樁充電原理是蓄電池放電后,用直流電按與放電電流相反的方向通過蓄電池,使它恢復(fù)工作能力,這個過程稱為蓄電池充電。蓄電池充電時,電池正極與電源正極相聯(lián),電池負極與電源負極相聯(lián),充電電源電壓須高于電池的總電動勢。充電樁主要分為直流充電樁與交流充電樁，直流充電樁俗稱就是“快充”，主要是通過電力電子相關(guān)技術(shù)對交流電進行變壓、整流、逆變、濾波等處理，終得到直流輸出，提供足夠的功率直接對電動汽車電池進行充電，輸出的電壓和電流調(diào)整范圍大，可以實現(xiàn)快充的要求，交流充電樁俗稱就是“慢充”是利用標(biāo)準(zhǔn)的充電接口與交流電網(wǎng)連接，通過傳導(dǎo)為車載充電機給電動汽車電池提供交流電源的充電裝置。

交流充電示意圖

交流充電連接示意圖

直流充電示意圖

直流充電連接示意圖

2.2安科瑞充電樁

3 安科瑞充電樁運營管理平臺

3.1安科瑞充電樁APP

充電樁APP是能源汽車車主*的軟件，APP軟件合理提高了使用者尋找充電樁、使用充電樁的效率：

1.通過地圖可定位可視范圍內(nèi)充電樁位置，導(dǎo)航；

2.根據(jù)車主的出行計劃選擇快充、慢充等類型；

3.顯示充電樁狀態(tài)、可信息查詢是否正在使用，車主可提前預(yù)約充電樁；

4.顯示充電樁運營商、收費說明，可使用支付寶、微信支付；

5.用戶詳情查詢、用戶狀態(tài)、消費記錄等信息的管理和查詢。 

安科瑞充電樁APP用戶界面

3.2平臺架構(gòu)

充電樁的建設(shè)形式有兩種，充電樁集中建設(shè)，數(shù)量較多，人員進行維護、管理充電樁的運營，另一種是分散式建設(shè)，即固定地點獨立安裝一個或幾個私人用充電樁，這種建設(shè)形式使充電樁分布范圍廣，維護巡檢成本較高。所以我們公司推廣兩種上平臺的方式，一種是買斷模式應(yīng)用于充電樁數(shù)量多的場合，是由客戶自己通過平臺來管理充電樁；另一種是托管模式應(yīng)用于數(shù)量較少的場合，是由我們公司來幫忙管理充電樁。

充電樁管理平臺架構(gòu)示意圖

充電樁的數(shù)量日益增多，未來可達到百萬，充電樁運行時與后臺管理系統(tǒng)進行組網(wǎng)通信，管理系統(tǒng)集充電樁實時運行狀態(tài)監(jiān)控、計費管理、故障報告、運維管理、APP運營管理、權(quán)限管理、數(shù)據(jù)收集于一體，可對多個網(wǎng)點進行分層管理，直觀顯示網(wǎng)點的充電樁分布情況與運作情況，查看后臺全部統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包含收入概況、預(yù)約概況、通電率、預(yù)約率、空余充電樁數(shù)量、故障率、故障設(shè)備數(shù)量、充電樁總數(shù)、后臺總收入及會員數(shù)量等信息。既滿足管理者所有運維需求，也為管理運營降低成本，同時可提供其他增值服務(wù)，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、智能化的管理模式。

3.3云平臺主要功能

①數(shù)據(jù)概覽：統(tǒng)計該賬戶下所有充電站的充電數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

②充電站信息統(tǒng)計：地圖上顯示該賬戶下所有充電站的定位，以及所有充電樁的狀態(tài)統(tǒng)計

③地圖查詢：地圖查詢站點信息

④充電站監(jiān)控：可以按站點名稱進行篩選，顯示站點詳情、充電槍列表、統(tǒng)計訂單信息、故障記錄    

a可以按充電槍編號、狀態(tài)、功率篩選充電槍列表    

b點擊某個充電槍編號后在進入充電槍監(jiān)控頁面    

c實時監(jiān)測變壓器負荷，當(dāng)負荷超過50%時，系統(tǒng)會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為50%，當(dāng)變壓器負荷超過80%時，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為止。 

⑤充電槍監(jiān)控：統(tǒng)計該充電槍的訂單信息，顯示訂單列表，故障列表    a充電過程中，實時顯示電參量，點擊實時曲線，在彈出框中顯示電參量的實時曲線    b點擊訂單列表中的訂單編號，跳轉(zhuǎn)到該訂單的詳情頁面。

4現(xiàn)場安裝

5 結(jié)語

充電樁行業(yè)總體正處于發(fā)展期，充電樁的建設(shè)發(fā)展對新能源汽車的發(fā)展起著很重要的作用，對充電樁發(fā)展過程中出現(xiàn)的問題積極提出措施解決，提高充電樁的建設(shè)水平，提高新能源汽車的普及。我國充電樁市場發(fā)展迅猛的同時依然存在很多問題，從整體發(fā)展角度來說，各地區(qū)發(fā)展速度不均衡，建設(shè)成本和盈利收入不成正比，公用充電樁利用率低以及充電樁后續(xù)維護等問題。從用戶角度考慮，一是在老舊小區(qū)建設(shè)充電樁問題，申請電源或電力增容比較困難，協(xié)調(diào)物業(yè)人員也比較困難；二是由于城市市區(qū)、商場及公共建筑停車位緊張，部分燃油車直接占用充電車位。建設(shè)高水平的充電樁網(wǎng)絡(luò)，需要政府、電網(wǎng)公司、生產(chǎn)商等各層力量參與到其中，做整體規(guī)劃布局并完善管理制度，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不斷積累行業(yè)技術(shù)人才。在民用建筑地下車庫充電樁電氣設(shè)計時，須先了解當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門的規(guī)定，結(jié)合規(guī)范進行設(shè)計，密切跟蹤新技術(shù)在充電樁領(lǐng)域的應(yīng)用，做到合理制定方案，經(jīng)濟合理、節(jié)能環(huán)保。