浅析新能源汽车充电桩及收费云平台的应用

李明君

江苏安科瑞电器制造有限公司 江苏江阴 214400

摘要：通过研究新能源汽车充电桩建设情况,从充电桩开发应用的总体现状出发，分析总结了目前存在的问题,在充电和管理方面提出合理化的对策，对充电桩今后的发展趋势做了探讨，有利于促进新能源汽车充电桩建设与运营工作顺利开展。

关键词:新能源；充电桩；应用

1 充电桩建设现状和问题

1.1新能源汽车发展迅猛

在国务院出台减免购置税优惠政策的支持下,新能源汽车行业大规模增长，预计2020年实现产业化，工信部装备工业司发布的数据显示，新能源汽车2015年销量为3311万辆，2017年累计保有量达到180万辆2018年销量为125.6万辆，其中纯电动车占78.3％。

1.2设施建设滞后

根据发改委、能源局、工信部、住建部联合发布的电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)，为满足全国500万辆电动汽车的充电需求,到2020年将新建超过480万个分散式充电桩,2018年新增33.1万个充电桩,全国充电基础设施累计达到77.7万个。中国充电联盟预计2019年底,公共充电基础设施数量将达到45万个,私人充电基础设施超过95万个，由于充电桩数量太少,充电基础设施建设的滞后已严重制约新能源电动汽车的发展，正常充电需求得不到满足，很大地降低了人们购买和使用新能源电动车的*望。

1.3充电设施利用率低

充电时间长,用车不便利，充电桩方位、使用维护情况等信息共享不够,充电车位被燃油车占用等现象造成资源浪费,充电时停车位的收费增加了用户充电成本，偏远地区或高速服务区等地的充电设施使用率有待提高，“圈地” 现象增加了充电桩数量，却忽略了充电桩的使用。

1.4商业模式有待创新

新能源汽车充电服务市场商业模式正由传统的模式逐步转为多元化模式,充电设施建成后的安全维护及运营导致经济成本高,故需提高充电服务管理水平和充电桩应用能力,缩短设备生产商和充电运营商投资回本时间,降低投资风险。

2 核心关键技术的突破

2.1充电技术

充电桩有直流充电桩、交流充电桩和交直一体充电桩等类型,无线充电技术、电池更换技术、充电堆技术等为充电桩的使用提供了有力保障,实现新能源电动汽车充电便捷性,新型光伏充电桩的应用前景也非常广阔。

2.2电池性能

电池续航能力一直是关注的焦点,电池主要分电化学能源转换和储存两大类,纯电动车低续航里程提高到了《湖北农机化》2020年第1期250km,电池能量密度提升至125Wh/kg,在电池材质和技术等方面要有突破,提高电池能量密度和快速充电成为突出的两大问题。

2.3网络应用

5G时代,随着大数据、信息通信技术和物联网的发展融合,充电服务市场将充分发挥互联网、车联网和充电网三合一的优势,在服务消费和商品销售一体化基础上得到更大发展。

3 相关策略及措施

3.1国家政策扶持

国家调整了对新能源汽车的财政补贴政策，扶优扶强的同时降低补贴，到2020年购置补贴将退出，转而用于支持充电设施建设与运营服务，补贴从购车端向使用端转移，加强对消费者使用环节的政策扶持。

第一，实现充电设施建设规划布局优化，对于新建各类停车场、小区停车位，均要求按规定比例建设充电设施或预留充电设施安装接口，鼓励物业与个人安装充电桩，对建设充电桩(站)和使用充电桩均实行补贴，建桩完成由有关部门竣工验收，符合合格要求的按额定输出功率进行补贴。

第二，鼓励新能源汽车充电设施服务运营企业积极投入充电桩使用，根据其年度运营电量,由财政按实际充电情况给予适当奖励和补贴,降低服务运营企业实际运营成本。

第三，出台充电价格政策，有针对性地下调充电服务费标准，实行政府指导价，规定收费上限标准，加快落实电网收费规范清理。

3.2丰富充电电源

坚持绿色发展理念，多渠道丰富充电桩电源，发展新型光伏充电桩，减少成本，维护简便。

3.3实现智慧充放电

依托智慧电网，实现电动车与电网之间功率双向交换，减缓电动车充电给电网带来的压力和波动，电动车作为储能设备，根据分时段电价错峰给电网供电获取相关费用。

4 安科瑞充电桩收费运营云平台

4.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充电桩收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的汽车充电站、电动自行车充电站以及各个充电桩进行不间断地数据采集和监控，实时监控充电桩运行状态，进行充电服务、支付管理，交易结算，资源管理、电能管理、明细查询等，同时对充电机过温保护、漏电、充电机输入/输出过压、欠压、绝缘低各类故障进行预警；充电桩支持以太网、4G或WIFI等方式接入互联网，用户通过微信、支付宝、云闪付扫码充电。

4.2应用场合

适用于住宅小区等物业环境、各类企事业单位、医院、景区、学校、园区等公建、公共停车场、公路充电站、公交枢纽、购物中心、商业综合体、商业广场、地下停车场、高速服务区、公寓写字楼等场合。

4.3系统结构

现场设备层：连接于网络中的各类传感器，包括多功能电力仪表、汽车充电桩、电瓶车充电桩、电能质量分析仪表、电气火灾探测器、限流式保护器、烟雾传感器、测温装置、智能插座、摄像头等。

网络通讯层：包含现场智能网关、网络交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，并通过网络把数据上传至搭建好的数据库服务器，智能网关可在网络故障时将数据存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。

平台管理层：包含应用服务器和数据服务器，完成对现场所有智能设备的数据交换，可在PC端或移动端实现实时监测充电站配电系统运行状态、充电桩的工作状态、充电过程及人员行为，并完成微信、支付宝在线支付等应用。

4.4平台功能描述

4.4.1充电服务

充电设施搜索，充电设施查看，地图寻址，在线自助支付充电，充电结算，导航等。

4.4.2首页总览

总览当日、当月开户数、充值金额、充电金额、充电度数、充电次数、充电时长，累计的开户数、充值金额、充电金额、充电度数、充电次数、充电时长，以及相应的环比增长和同比增长以及桩、站分布地图导航、本月充电统计。

4.4.3交易结算

充电价格策略管理，预收费管理，账单管理，营收和财务相关报表。

4.4.4故障管理

故障管理故障记录查询、故障处理、故障确认、故障分析等管理项，为用户管理故障和查询提供方便。

4.4.5统计分析

统计分析支持运营趋势分析、收益统计，方便用户以曲线、能耗分析等分析工具，浏览桩的充电运营态势。

4.4.6运营报告

按用户指*周期分析汽车、电瓶车充电站、桩运行、交易、充值、充电及报警、故障情况，形成分析报告。

4.4.7APP、小程序移动端支持

通过模糊搜索和地图搜索的功能，可查询可用的电桩和电站等详细信息。扫码充电，在线支付:扫描充电桩二维码，完成支付，微信支付完成后，即可进行充电。

4.4.8资源管理

充电站档案管理，充电桩档案管理，用户档案管理，充电桩运行监测，充电桩异常交易监测。

4.5选型配置

20路电瓶车智能充电桩	ACX20A系列		20路最大承载电流50A，单路最大输出电流3A，单回路最大功率1000W，总功率11kW。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别，报警上报。可选配 K(进线漏保) C(每回路测温) J(进线计量，单相电能表) L(进线漏电监测，超限跳开所有回路) ACX20A-YHN 户内使用(IP21),支持刷卡，扫码，免费充电 ACX20A-YN 户内使用(IP21)，支持刷卡，免费充电
2路智能插座	ACX2A系列		2路最大承载电流20A，单路最大输出电流10A，单回路最大功率2200W，总功率4400W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护。故障回路识别、远程升级、功率识别，报警上报。 ACX2A-YHN 户内使用(IP21)，支持刷卡、扫码充电，单路最大电流10A ACX2A-HN 户内使用(IP21)，支持扫码充电，单路最大电流10A ACX2A-YN 户内使用(IP21)，支持刷卡充电，单路最大电流10A
落地式电瓶车智能充电桩	ACX10B系列		10路最大承载电流25A，单路最大输出电流3A，单回路最大功率1000W总功率5500W，充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护。故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报可选配 K(进线漏保) C(每回路测温) J(进线计量，单相电能表) L(进线漏电监测，超限跳开所有回路) ACX10B-YHW 户外使用，落地式安装，包含1台主机及5根立柱，支持刷卡、扫码充电,不带广告屏 ACX10B-YHW-LL 户外使用，落地式安装，包含1台主机及5根立柱，支持刷卡、扫码充电。液晶屏支持U盘本地投放图片及视频广告
7KW交流充电桩	AEV-AC007D		额定功率7kW，单相三线制，防护等级IP65，具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用。 通讯方式：4G/WIFI/蓝牙 支持刷卡，扫码、免费充电 可选配触摸显示屏（LCD)
30KW直流桩	AEV-DC030D		额定功率30kW，三相五线制，防护等级IP54，具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用 通讯方式：4G/以太网 支持刷卡，扫码、免费充电
60KW直流桩	AEV-DC060S		额定功率60kW，三相五线制，防护等级IP54，具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用 通讯方式：4G/以太网 支持刷卡，扫码、免费充电
120KW直流桩	AEV-DC120S		额定功率120kW，三相五线制，防护等级IP54，具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用 通讯方式：4G/以太网 支持刷卡，扫码、免费充电
IC充值卡	ACX10A-IC02		充电桩配套购电卡
充值机	ACX10A-CZJ01		电瓶车充电桩开卡读卡器

7kw交流充电桩立柱	AEV-AC007LZ		用于AEV-AC007D立柱安装
30kw直流充电桩立柱	AEV-DC030LZ		用于30kw充电桩AEV-DC030D专用立柱套件，可实现落地式安装安装
汽车充电桩IC卡	M1射屏卡		通过刷卡控制电动汽车充电桩的启停并扣费
汽车充电桩读卡器	读卡器		汽车充电桩开卡读卡器
电气防火限流式保护器	ASCP200-40B		壁挂式安装，可实现短路限流灭弧保护、过载限流保护、内部超温限流保护、过欠压保护、漏电监测、线缆温度监测等功能；1路RS485通讯，1路NB 无线通讯(选配)；额定电流为0~40A，额定电流菜单可设。
导轨式电能表	ADL200		单相U、I 、P、Q、S、PF、F 等全电参量测量， 有功无功电能统计；LCD显示；可选配 RS485 通讯功能，方便用户电瓶车充电桩汽车充电桩进行用电监测计量。
导轨式直流电能表	DJSF1352-RN		直流电压、电流、功率测量及正反向电能计量，复费率电能统计，SOE事件记录；红外通讯，电压最大输入1000V,电流外接分流器接入（75mV)或霍尔元件接入（0-5V)导轨式安装，电能精度1级，8位LCD显示，标配2路开关量输入，2路开关量输出，1路 RS485 通讯，1路直流电能计量，AC/DC85-265V，供充电桩直流计量。

5 结束语

今后充电桩的使用将与服务云平台紧密结合在一起，智能管理新能源电动车充电运营，建立清洁生态、合理的充电桩信息网，实现基于云平台的充电桩智能服务，将提高充电桩利用率和消费者充电体验，从而促进新能源电动车的应用。

参考文献

[1]陈国娟,符广全,于士程等.智能充电桩系统设计[J].中国高新科技,2018(23):95G96.

[2]陈奕夫.城市新能源车应用平台的开发与实现[J].电子设计工程,2019,27(04):94Ｇ97.

[3]朱梅珍.探究城市充电桩建设面临的突出问题及解决方案[J].居业,2019(01):162,165.

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06.

注：禁止非法改装