关于电动汽车充电桩及运营管理云平台的应用探讨

程瑜

江苏安科瑞电器制造有限公司江苏江阴214400

摘 要：电动汽车是国家大力提倡并受政府支持的产业，但电动汽车的充电桩建设成为制约电动汽车发展的一个瓶颈问题。 国家电网放缓了建设项目、民营资本也信心不足、充电接口标准没有统一等技术问题都制约了充电桩的建设，解决的方法与措 施有充电桩的众筹模式、充电桩普及方案等。

关键词：电动汽车；充电桩；解决方案

1 引言

党的十八大提出了生态文明建设理念，清洁空气、改善 环境成为人们的共同诉求。燃烧汽油而产生的汽车尾气是污染空气的一个重要方面，通过发展电动汽车能够有效减少对 空气的污染。但现在电动汽车的发展存在一些困难，特别是 电动汽车的充电桩建设成为制约电动汽车发展的一个重要问题。本文将探讨充电桩建设面临的困境，并提出可借鉴的一些解决方法与措施。

2 电动汽车的发展概况及问题

电动汽车是国家大力提倡并受政府重要支持的产业。近期国家能源局发布了《配电网建设改造行动计划(2015-2020 年》,计划特别提出电动汽车在下一个5年内将大力发展配电设施建设。可以看到，在国家利好政策的帮助下，电动汽车将迎来蓬勃发展的新契机。

以电能为驱动的汽车分为两种：电动车和混合动力车。两者从本质上，都是改善能量利用效率。纯电动的做法，纯靠电池电机驱动车轮，始终保持很高的效率；混合动力，则是在恶劣工况时用电帮助发动机，进入平稳工况后将控制权交还给发动机，并反过来给电池充电。

把电动汽车与传统燃油汽车相比较，以发动机发热效率和电池储存能量对比，实际上一升汽油释放的较大能量约为3.7度，而一公斤锂电池的储存能量为0.25度。可以看出，化学电池储能密度比传统燃料低了不止10倍。以世界上较为出名的可持续汽车公司—特斯拉为例，特斯拉的电池就7000多芯，高配版85kWh 的电池组由7000多节小电池组成。电池加上辅助结构，重544kg, 储存85度电。这544kg电池大致 相当于(30-40)L汽油。特斯拉的一款车型 ModelS P85在城市综合路况，实测的续航大致上在350km 到400km 之间。对比普通汽车，可以看出差距还是比较巨大的。

但电动车本身在电池技术上还不是很成熟，在续航上问题很严重，这就对配套设施提出了更现实的要求。而且，当深究当前形势下电动车发展现状的时候，还可以发现更多的问题，特别是在电动车的基础设施方面。纯电动车的充电时间是一个很大的短板，以长安逸动为例，通过充电站、充电桩快充0.5h, 慢充8h,与普通汽车相比起来，速度太慢。其次，目前大多数住宅小区里面，电动车的配套设施基本没有。再者， 续航里程太短，长安逸动纯电动的续航里程200km,如果每天上下班几10km的话，可以开一个礼拜。但实际上是不可能的，因为要面临堵车、开空调等问题，电动车就会增加耗电量，而这个时候又回到了第二个问题，充电配套设施缺乏导致无法尽快充电，这就使充电桩建设成为制约电动汽车发展的一个瓶颈问题。

3 充电桩建设面临的困境

根据工信部今年1月公布的数据，我国已建成723座充 电站，28000个充电桩。按照国家相关规定，充电接口与新能源车辆的配比不得低于1:1,现在的电动汽车数量大约有12万辆，目前的充电桩数量远远不能满足需要。充电桩建设面临的一些具体问题如下。

(1)持有高度热情的国家电网放缓了充电桩建设项目

原本高度看好充电桩产业的国家电网、南方电网等国企，对高额投入但亏损巨大的城市充电站建设放缓。国家电网内部甚至决定将引入更多社会资本共同参与建设，而国家电网则全力推进交通干道、也即城际互联充电网络的建设工程。

困扰充电桩产业问题的是，成功的商业模式迟迟未能推出。由于经营性公共充电站充电价格未出台，充电站处于“体验式运营”阶段，电网建设电站和电桩没有利润，在亏损运营。而关键问题就是发改委并未能在当前公布电价，充电站无法

收费。同时，为了确保在充电桩领域的优势地位，国家电力部门控制住了充电站建设主导权，但电动汽车在市场上的占有率不提高，使得电网企业未能从中及时获利。

按照国家规划，2011年至2015年，电动汽车充电站规模 达到4000座；2016年至2020年，国网建设充电站目标为1万座，建成完整的电动汽车充电网络。然而现实情况却是，截至2013年底，国家电网已建成的充换电站400座，交流充 电桩1.9万台，只完成2015年目标的10%。

(2)翘首期盼的民营资本仍在观望

在国家对电动汽车政策鼓舞下，民营资本冒着风险与挑战，仍然愿意早切分到充电桩这块市场蛋糕，而其中积极的当属电动汽车制造商。从2015年初开始，比亚迪股份高级副总裁兼董事会秘书吴经胜又兼任了一职——充电设施推广负责人。工作内容包括，推动比亚迪生产的循环式立体充 电机在中石油和中石化的加油站落地，方式可以是租赁加油站的两个停车位，也可以是加油站买下由比亚迪出资和技术建设好的充电站，并负责后期运营。比亚迪此举目的在于，

在国家电网之外打开另一个布局充电桩切口。在此之前的多年时间，比亚迪一直试图与国家电网和南方电网合作，加快充电桩建设步伐。但在种种接洽和试点合作项目后，成熟的商业模式仍显得遥遥无期。据比亚迪内部人士透露“我们更倾向于做充电设备的提供商，这里面水太深，利益太复杂。”

(3)充电接口标准没有统一

充电接口标准的缺失，也被认为是阻碍充电桩建设的另一大根源性难题。目前，国内的交流充电桩接口大都是依据2006年标准GB/T20234进行设计的，接口一致。但是由于国内各个厂家技术条件不一，充电桩的电流存在不少档位。现有的国标小功率、低电流的特点，使得电动汽车的充电速度较慢。因此，适应电动汽车行业的发展，尽快修订国标是解决该问题的根本途径。

在中外车企的迫切渴求下，新版充电接口标准正在修订中。中国汽车技术研究中心的专家介绍，新版充电标准有希 望在明年发布，但一些关键参数还要在电动车充电项目第二次专家会议上讨论后进行修改。

在北京市出台了电动车不限行的规定以后，电动汽车的吸引力再一次呈现出来。但想让电动汽车具有常态的吸引力，只用短时的限行松绑显然是不够的，这就更需要在基础设施 及相应的产品方面提高影响力，才能够更直接的引起消费者 的共鸣。否则，如果仅仅是靠短时间的限行松绑产生吸引力，不仅会带来拔苗助长的问题，也很可能会使整体发展欠缺平衡，这才是亟待解决的新问题。

4 一些可以借鉴的方法与措施

在当今的环境中，电动汽车行业面临着种种困难。这些困难一方面归纳于汽车本身，另一方面，政策也并没有足够的完善。电动汽车市场还处于起步阶段，很多企业认为电动汽车所占市场份额过低，充电桩建设投入大、成本高、无法实现盈利，而不愿意建桩；不少消费者又认为找不到充电桩，无法解决充电问题，因而不愿意购买电动汽车。以下就充电桩建设问题提出一些可以借鉴的方法与措施。

(1)充电桩的众筹模式

在目前国家电网和大型民营企业对投资充电桩建设信心不足的情况下，在互联网中产生的众筹模式可以成为一个解决投资主体的可行办法。江苏常州采用“众筹建桩”模式，仅仅3个月时间建设了1160个充电桩，可谓是成果显著。众筹模式成功的原因，在于将利益与群众分享，根据市场的布局需求建设充电设施。具体来说：一是资源整合，纠集社会的资本来建立充电桩，有效解决了以前成本高且布局规划不科学等问题；二是注重用户体验，选择市民经常出行的目的地建桩，有效提高充电桩使用效率，并且有专门的第三方服 务应用，自助充电十分方便；三是共赢模式，业主、投资人和政府三方积极参与其中，共同分享利益。

“平台众筹”将是一个不错的手段。在 APP充电共享平台上整合各种中小充电桩平台，形成大平台，以便用户能够快速找到距离近的充电桩，并且了解它们的使用状态。而App平台不仅仅可以做这些事情，还能与电网平台互联，与广告商联通—毕竟0.5h的充电时间可不是那么容易度过的。平台互联性是一个非常重要的方向。

(2)充电桩普及方案

这方面可以参考美国ChargePoint的充电桩盈利模式。ChargePoint拥有全美国70%的公共充电桩，而它们中绝大部分都提供免费充电。通过免费充电吸引粉丝，这个互联网时代重要的是粉丝经济，只有先拥有大量的用户，后期才能打开正确的挣钱方式。

先从卖桩说起， ChargePoint 几乎免费地把充电桩卖给雇主，让更多商家拥有充电桩，从而实现“电动汽车随处充电” 的梦想。解决了充电的后顾之忧，也就有更多的人选择电动汽车，毫无疑问ChargePoint 也就拥有更多粉丝。

但几乎免费不等于不要钱，早在2013年10月，ChargePoint 就推出了“Net+”的购买计划，它能让购买者只需要支付很少一部分钱，然后自主选择分期付款年限。值得提出的是，拥有充电桩者可以用后期盈利的钱来填充分期付款的钱，而且这笔购买的钱还包含了安装和后期的维修。

这些购买充电桩的商家，一般是大型商场、超市、酒店，以及房地产商等，而它们为了吸引顾客则提供免费的充电服务。

5 安科瑞充电桩收费运营云平台

5.1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。

5.2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。

5.3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。

5.4平台功能描述

5.4.1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。

5.4.2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。

5.4.3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。

5.4.4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。

5.4.5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。

5.4.6运营报告

按用户周期分析汽车、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。

5.4.7APP、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。

5.4.8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。

5.5选型配置

类型	型号	图片	功能
安科瑞汽车充电桩收费运营云平台	AcrelCloud-9000

	(一)资源管理 充电站档案管理，充电桩档案管理，用户档案管理，充电桩异常交易监测 (二)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 (三)用户管理 用户注册，用户登录，用户帐户管理 (四)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 (五)微信小程序 扫码充电，账单查询、充电信息监测等功能 (六)数据服务 数据采集，数据存储和解析 (七)收益隔天结转到帐
安科瑞电瓶车充电桩收费运营云平台	AcrelCloud-9500

	(一)资源管理 充电站档案管理，充电桩档案管理，用户档案管理，充电桩异常交易监测 (二)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 (三)用户管理 用户注册，用户登录，用户帐户管理 (四)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 (五)微信小程序 扫码充电，账单查询、充电信息监测等功能 (六)数据服务 数据采集，数据存储和解析 (七)收益隔天结转到帐
IC卡汽车充电桩管理系统（本地单价版）	Acrel-AVMS	/	输入输出：AC220V 1个充电接口，充电线长5米；输出功率7KW;扫码刷卡支付;标配 无线通讯：4G、WIFI、蓝牙三选一 （下单备注规格，无备注默认4G通讯）
10路电瓶车智能充电桩	ACX10A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) ACX10A-TYHN 户内使(IP21),支持投币、刷卡，扫码、免费充电 ACX10A-TYN 户内使用(IP21)，支持投币、刷卡，免费充电 ACX10A-YHW 户外使用(IP65)，支持刷卡，扫码，免费充电 ACX10A-YHN 户内使用(IP21)，支持刷卡，扫码，免费充电 ACX10A-YW户外使用(IP65),支持刷卡、免费充电 ACX10A-MW 户外使用(IP65)，仅免费充电，不能刷卡扫码
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。

6结束语

在经济新常态下，电动汽车有着相当大的未来潜力。现在的困境并不能打消国家电力部门和民营资本对其的积极性，而电力改革将令其克服为关键的盈利难题。随着《关于电动汽车用电价格政策有关问题的通知》下发，经营性充电站收费价格将有望于今年年底出台。如果经营性用电收费价格出台，并且给运营方一定利润，必将大大提高各种投资方建设充电桩的积极性。在传统型汽车对于环境的污染越来越严重的今天，大力发展电动汽车，也是惠及民生的一大工程。有理由相信，电动汽车的未来将越来越好。

参考文献

[1]陈婧. 电动汽车充电桩：未来很美好 [J].IT经理世界，2010(20):34-35.

[2]宋杰. 电动车充电桩进社区应按需建设 [N]. 上海商报，2013-01-31(7)

[3]谢广语.电动汽车充电桩建设之探讨.爱学术，2015.11

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册2020.06

作者简介

程瑜，女，本科，现任职于江苏安科瑞电器制造有限公司，主要从事汽车充电桩及云平台的研发与应用。

审核编辑 黄宇