淺談新能源汽車的充電基礎設施發展與規劃

任運業

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：隨著新能源汽車產業的迅猛發展，充電基礎設施建設成為支撐其可持續發展的關鍵。有效的充電基礎設施不僅能提升新能源汽車的使用便利性，還能推動整個行業的健康發展。因此，本文從多個維度分析了新能源汽車充電基礎設施的現狀、面臨的挑戰以及未來的發展方向，旨在為相關政策制定和行業發展提供參考。

關鍵詞：新能源汽車；充電基礎設施；發展現狀

0引言 本文深入探討了新能源汽車充電基礎設施的發展現狀、存在的問題以及未來的規劃策略。首先，分析了當前公共充電基礎設施和充電基礎設施的建設進展，以及充電基礎設施的覆蓋面與使用率。其次，指出了目前發展中遇到的主要問題，包括投資不足、布局不合理、信息化水平低、電網系統容量不足以及運維管理機制不健全。*后，提出了針對性的發展策略，包括完善充電網絡、因地制宜布局、鼓勵多元投資、提高智能化水平以及加快電網改造升級。

1新能源汽車充電基礎設施的發展現狀

1.1 公共充電基礎設施建設進展

公共充電基礎設施作為新能源汽車發展的關鍵支撐，其建設進展在近年來顯著加快。各地和企業紛紛投入資源，建立了大量的充電站和充電樁。這些設施不僅覆蓋了城市主要區域，也逐漸擴展到高速公路服務區和城際連接點。除了數量增長，公共充電設施的技術也在不斷進步，包括快充技術的普及和充電效率的提升。然而，充電設施的分布仍存在不均衡問題，特別是在偏遠和農村地區。此外，與日益增長的新能源汽車數量相比，公共充電基礎設施的建設速度仍需加快，以滿足不斷增長的需求。

1.2 充電基礎設施建設進展

對于充電基礎設施而言，主要集中在企業、機構以及新能源汽車生產廠家。這些設施通常為企業內部或特定用戶群體服務，如物流公司的電動車隊或的電動車輛。充電基礎設施的建設在過去幾年取得了顯著進展，特別是在大型企業和機構中。這類設施通常具有更高的充電效率和更好的設備管理，可以有效支持大規模電動車輛的快速充電需求。然而，這些設施的建設和維護成本較高，且主要集中在經濟較發達的區域，對于小型企業和經濟欠發達地區而言，充電基礎設施的建設仍然是一個挑戰。

1.3 充電基礎設施覆蓋面與使用率

充電基礎設施的覆蓋面和使用率是衡量其發展水平的重要指標。目前，雖然城市地區的充電基礎設施覆蓋面逐漸增加，但在農村和偏遠地區依然不足。這導致了新能源汽車在這些地區的普及受限。同時，充電基礎設施的使用率在不同地區和不同時間段存在較大差異。在一些高需求區域，尤其是商業和居民密集區，充電設施經常出現飽和狀態，而在低需求區域則可能閑置。此外，充電基礎設施的使用效率和服務質量也成為用戶關注的焦點，包括充電速度、支付便利性以及用戶體驗。

2 新能源汽車充電基礎設施發展存在的問題

2.1 投入與支撐政策不足,商業模式有待創新

當前，新能源汽車充電基礎設施的發展受限于資金投入不足和缺乏有效的支持政策。私人部門的資金投入尚不能滿足快速增長的需求。此外，現有的商業模式在面對日益增長的市場壓力時顯得不夠創新和靈活，很多充電站運營商面臨盈利難題。

2.2 布局和容量配置不合理，區域差異大

充電基礎設施的布局和容量配置存在顯著的不合理現象。在一些大城市和經濟發達地區，充電設施過度集中，而在農村、偏遠地區及中小城市則相對匱乏。這種不均衡的布局導致了資源的浪費和服務不足，不利于新能源汽車的普及和均衡發展。此外，許多充電站的容量配置也不符合實際需求，要么容量過剩，要么供不應求，導致了效率低下和用戶體驗不佳。

2.3 信息化和智能化水平較低，用戶體驗差

目前，充電基礎設施的信息化和智能化水平還不夠高，影響了用戶的體驗。許多充電站缺乏有效的管理系統，無法提供實時的充電信息、預約服務和智能調度。此外，支付方式和充電過程中的用戶交互設計也不夠友好，增加了用戶的使用難度。

2.4 電網系統容量跟不上，配套改造滯后

隨著新能源汽車的快速增長，對電網系統提出了更高的要求。當前，許多地區的電網容量跟不上充電基礎設施的發展需求，特別是在一些老舊的電網系統中更為明顯。電網的擴容和改造工作進展緩慢，導致在高峰時段充電設施可能因電力不足而無法正常運作。

2.5 運營和維護管理機制不健全

充電基礎設施的運營和維護管理機制還不夠完善。許多充電站缺乏有效的運維體系，導致設施故障處理不及時、維護不到位，影響了充電服務的質量和安全性。此外，對于運營數據的收集和分析也不夠充分，無法有效指導運營決策和服務改進。

3新能源汽車充電基礎設施發展與規劃

3.1 完善充電網絡,實現全國互聯互通

為了滿足不斷增長的充電需求，需要在全國范圍內大幅增加充電站和充電樁的數量。這包括在城市、住宅區、商業區以及交通樞紐等地方建立更多的充電設施。同時，也需要在高速公路沿線、旅游景點及偏遠地區增設充電點，以確保充電網絡的全覆蓋。除了數量上的增加，提升充電設施的質量也同樣重要。這包括提高充電速度、確保充電安全性、改善充電站的便利設施等。目前，不同的充電站和充電樁往往采用不同的充電接口和技術標準，這對于駕駛者來說是一個巨大的不便。因此，制定和推廣統一的充電標準變得尤為重要。統一的標準不僅能提高充電設施的兼容性和便利性，也有助于提升設備的安全性和可靠性。此外，統一標準也有助于降低制造成本和用戶成本。合理的充電網絡布局對于提高充電效率和用戶滿意度至關重要。在規劃充電網絡時，應當充分考慮城鄉結構、交通流量、用戶分布等因素，以實現充電資源的*優配置。在城市內部，應關注居民區、商業區和辦公區的需求。在城市之間，應側重于高速公路服務區和城際交通樞紐。此外，對于旅游景區、大型活動場所等特殊區域，也需要進行特別規劃。

3.2 因地制宜布局站點,按需配置容量

地理位置和用戶需求是布局充電站的基礎考慮因素。城市、居民密集區、商業區和辦公區通常是充電需求*為集中的地區，應優先考慮在這些地區布置充電站。同時，需要關注郊區和城鄉接合部的需求，確保這些地區也能獲得足夠的充電服務。此外，在旅游景點、大型活動場地及交通樞紐等特殊區域，根據具體情況設置充電站，以滿足臨時性和季節性的高峰需求。考慮到經濟條件和市場潛力對充電基礎設施建設的影響，應在經濟發達地區和有較大市場潛力的區域布局充電設施。同時，對于經濟較不發達的區域，可以通過補貼、企業合作等方式，促進充電基礎設施的建設，以避免充電服務“城鄉差距"過大。交通流量的高低直接影響充電站的使用率。在高速公路服務區、主要交通干線沿線以及公共交通站點附近布局充電站，可以為過往車輛提供便利的充電服務。此外，考慮到用戶的便利性，充電站應盡量靠近交通要道，易于識別和進入。在容量配置上，需要根據不同地區和站點的實際需求進行定制。例如，在用戶密集區域，應提供足夠多的充電樁以避免排隊等待；在交通樞紐或旅游景區，可以考慮配置快充設施以提供快速充電服務。對于一些需求相對較低的區域，則可以適當減少充電樁數量，以免資源浪費。

3.3 鼓勵多元投入,創新商業運營模式

要實現新能源汽車充電基礎設施的快速發展，僅依靠和傳統能源企業的投資是不夠的，需要吸引更多的私人資本和國際投資。這包括但不限于風險投資、私募基金、國際金融機構以及公私合作伙伴關系（PPP）模式。此外，鼓勵地方和企業通過發行綠色債券或設立專門的新能源基金來籌集資金。創新商業模式是充電基礎設施發展的關鍵。除了傳統的按次付費模式，還可以考慮包括月度/年度會員制、時間或電量的預付費模式、充電與停車一體化服務，甚至包括廣告收入和附加服務（如便利店、咖啡店等）在內的綜合商業模式。對于特定用戶群體，如出租車公司或物流企業，可以探索定制化的服務協議，提供包括設備租賃、長期維護和優先充電服務在內的一站式解決方案。技術創新是提高充電基礎設施運營效率和用戶體驗的關鍵。這包括使用有效的充電技術、智能管理系統和用戶友好的交互界面。例如，可以利用大數據和人工智能技術優化充電站的運營，如預測充電需求、動態調整充電價格和實時監控設施運行狀態。此外，通過移動應用和在線平臺，可以提供預約充電、遠程支付和實時客服等服務，增強用戶體驗。

3.4 提高智能化水平,改善用戶體驗

為了提升充電基礎設施的智能化水平，需要集成*新的智能技術。這包括物聯網技術，以實現充電設備的實時監控和遠程管理；人工智能和大數據分析，用于預測充電需求、優化充電站運營和提高能源效率；以及區塊鏈技術，用于確保交易的安全性和透明度。此外，通過集成可再生能源系統（如太陽能充電站），可以提高充電基礎設施的環境可持續性。用戶界面的友好度直接影響用戶體驗。這包括簡化充電過程，如一鍵啟動充電、快速支付等；提供清晰的充電信息，如充電狀態、剩余時間和費用等；以及創建易于使用的移動應用和在線平臺，用于預約充電、查找充電站、在線支付和客戶服務。此外，通過使用增強現實（AR）和虛擬現實（VR）技術，可以提供更直觀的導航和充電說明。提供個性化服務是提升用戶體驗的另一個關鍵方面。這包括根據用戶的充電習慣和偏好提供定制化的服務，如優先充電服務、個性化的充電建議和定制化的優惠方案。此外，可以通過用戶反饋和行為分析，不斷改進服務流程和產品功能，以更好地滿足用戶的需求。服務效率的提升是提高用戶滿意度的重要因素。這包括減少充電等待時間，通過智能調度系統和預約服務來優化充電站的使用率；快速響應和解決用戶問題，通過建立有效的客服系統和遠程故障診斷機制；以及提供便捷的支付方式和透明的計費體系。

3.5 加快電網改造升級,確保供電安全

隨著充電需求的增加，現有電網面臨著供電能力不足的問題。因此，首先需要加大對電網基礎設施的投資，提升電網的傳輸和分配能力。這包括增加變電站的數量和容量、升級輸電線路和配電網絡。同時，為了應對充電高峰期的電力需求，電網系統需要增強其穩定性和可靠性，通過引入電網管理技術和設備，如智能變電站、有效輸電線路和動態電網穩定系統。為了提高電網的環境可持續性，整合可再生能源成為一種重要趨勢。通過建立太陽能、風能等可再生能源發電站，并將其接入電網，可以減少對傳統化石燃料的依賴，降低碳排放。同時，可再生能源的整合還能提高電網的靈活性和應變能力，特別是在面對惡劣天氣或突發事件時。隨著電動汽車和智能充電設施的發展，電網的互操作性變得越來越重要。這意味著需要建立標準化和兼容的通信協議，以確保不同制造商的充電設備和電網系統能夠無縫對接。此外，通過建立統一的數據交換和管理平臺，可以實現電網運營商、充電站運營商和汽車制造商之間的信息共享和協調合作。

4安科瑞充電樁收費運營云平臺系統選型方案

4.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統通過物聯網技術對接入系統的電動電動自行車充電站以及各個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，云閃付掃碼充電。

4.2應用場所

適用于民用建筑、一般工業建筑、居住小區、實業單位、商業綜合體、學校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

4.3系統結構

系統分為四層：

1）即數據采集層、網絡傳輸層、數據層和客戶端層。

2）數據采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數，并進行電能計量和保護。

3）網絡傳輸層：通過4G網絡將數據上傳至搭建好的數據庫服務器。

4）數據層：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、歷史數據庫、基礎數據庫。

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

小區充電平臺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 安科瑞充電樁云平臺系統功能

4.4.1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。

4.4.2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。

4.4.3交易管理

平臺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。

4.4.4故障管理

設備自動上報故障信息，平臺管理人員可通過平臺查看故障信息并進行派發處理，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后將結果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現場問題。

4.4.5統計分析

通過系統平臺，從充電站點、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。

4.4.6基礎數據管理

在系統平臺建立運營商戶，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、價格策略、折扣、優惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、 凍結和解綁。

4.4.7運維APP

面向運維人員使用，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

4.4.8充電小程序

面向充電用戶使用，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系統硬件配置

5結束語

新能源汽車充電基礎設施的發展是一個多方面、多層次的綜合工程。它不僅需要技術的創新和政策的支持，還需要社會各界的共同參與和協作。通過綜合施策，我們可以有效應對當前的挑戰，為新能源汽車的普及和可持續發展奠定堅實的基礎。未來，隨著技術的進步和市場的發展，新能源汽車充電基礎設施將繼續演變和優化，為構建更加綠色、有效的交通系統做出重要貢獻。

參考文獻

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[3] 安科瑞企業微電網應用手冊2020.06版.

[4] 覃斯寶.新能源汽車的充電基礎設施發展與規劃

作者簡介

任運業，男，現任職于安科瑞電氣股份有限公司。