浅谈高速公路充电站新能源汽车充电策略

摘要： 随着新能源汽车保有量的飞速增长，高速公路充电站的有序充电问题愈发凸显。本文深入剖析高速公路充电站新能源汽车充电需求特点，探讨当前面临的挑战，并详细阐述有序充电策略及其实施路径，特别介绍安科瑞充电桩收费运营云平台在助力有序充电开展方面的关键作用，旨在为提升高速公路充电站运营效率、保障新能源汽车出行便利性提供理论与实践参考。

关键词：高速公路充电站；新能源汽车；有序充电策略；安科瑞充电桩收费运营云平台；电网负荷

安科瑞汪洋/汪小姐/汪女士（销售专员）联系方式：18702106706

一、引言

在全球倡导绿色能源、低碳出行的大背景下，电动汽车产业蓬勃发展，高速公路作为长距离出行的重要通道，沿线充电站的建设与运营至关重要。然而，电动汽车集中充电需求与充电站供电能力、电网负荷之间的矛盾日益突出，如何实现电动汽车在高速公路充电站的有序充电，成为保障电动汽车产业可持续发展、优化能源利用的关键课题。

二、高速公路充电站电动汽车充电需求特点

2.1充电时间集中性

高速公路充电站的使用高峰通常与节假日出行、长途通勤时段高度重合。例如，春节、国庆等长假期间，大量返乡、出游车辆集中上路，且行程安排紧凑，车主往往在服务区短暂停留时急需快速充电，导致特定时段充电需求骤增，给充电站带来巨大压力。

2.2充电需求紧迫性

与城市内日常通勤充电不同，高速公路上电动汽车电量消耗快，一旦电量告急，车主对快速找到可用充电桩并完成充电的需求比较迫切，否则将面临“续航焦虑”，甚至滞留高速，影响行程安全与顺畅。

2.3车型及电池多样性

市面上电动汽车品牌、型号繁多，电池容量、充电功率各异。不同车型适配的充电桩类型与充电速度存在差异，这要求高速公路充电站具备多样化的充电设施，以满足各类车辆需求，同时增加了充电调度与管理的复杂性。

三、高速公路充电站有序充电面临的挑战

3.1电网负荷冲击

大量电动汽车同时充电，瞬间功率需求巨大，易超出服务区原有配电网供电容量，引发电压跌落、谐波污染等问题，不仅影响充电效率，还可能危及电网安全稳定运行，甚至波及周边区域用电。

3.2充电桩利用率不均

受地理位置、周边交通流量等因素影响，不同高速公路服务区充电站的使用率差异显著。部分热门服务区充电桩供不应求，车主排队等待时间长；而偏远服务区则可能长时间闲置，资源浪费严重，整体充电桩资源未能得到有效配置。

3.3充电调度困难

面对众多同时段请求充电的车辆，如何依据车辆剩余电量、续航需求、充电桩状态等多因素，合理分配充电资源，制定完善的充电序列，是目前亟待解决的难题。传统人工调度方式效率低下，难以适应复杂多变的充电场景。

四、有序充电策略探讨

4.1基于时间-电价的引导策略

制定分时电价机制，根据电网负荷情况划分峰、谷、平不同时段，设置差异化电价。引导车主在低谷电价时段充电，利用价格杠杆调节充电需求，缓解高峰时段电网压力，同时降低车主充电成本，实现双赢。例如，夜间车流量小、电网负荷轻时，大幅降低电价，吸引车主错峰充电。

4.2智能充电调度算法

运用算法模型，如动态规划、遗传算法等，综合考虑车辆排队长度、剩余电量、预计充电时长、充电桩功率等参数，实时优化充电调度方案。当多辆车同时到达时，快速为每辆车分配合适的充电桩与充电时段，缩短整体充电等待时间，提高充电站服务效率。

4.3车-桩-网协同控制

建立电动汽车、充电桩与电网之间的实时通信与协同控制系统。充电桩实时监测电网状态，当电网负荷接近阈值时，自动调整向车辆输出的充电功率；车辆端接收指令，动态调整充电需求，确保电网稳定运行的同时，保障车辆基本充电需求得以满足，实现三方互动、协调运行。

五、安科瑞充电桩收费运营云平台助力有序充电开展

5.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充电柱收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的电动电动自行车充电站以及各个充电整法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，资要管理、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应用场所

适用于民用建筑、一般工业建筑、居住小区、实业单位、商业综合体、学校、园区等充电桩模式的充电基础设施设计。

5.3系统结构

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系统分为四层：

1）即数据采集层、网络传输层、数据层和客户端层。

2）数据采集层：包括电瓶车智能充电桩通讯协议为标准modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于采集充电回路的电力参数，并进行电能计量和保护。

3）网络传输层：通过4G网络将数据上传至搭建好的数据库服务器。

4）数据层：包含应用服务器和数据服务器，应用服务器部署数据采集服务、WEB网站，数据服务器部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。

5）应客户端层：系统管理员可在浏览器中访问电瓶车充电桩收费平台。终端充电用户通过刷卡扫码的方式启动充电。

小区充电平台功能主要涵盖充电设施智能化大屏、实时监控、交易管理、故障管理、统计分析、基础数据管理等功能，同时为运维人员提供运维APP，充电用户提供充电小程序。

5.4安科瑞充电桩云平台系统功能

5.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站点分布情况，对设备状态、设备使用率、充电次数、充电时长、充电金额、充电度数、充电桩故障等进行统计显示，同时可查看每个站点的站点信息、充电桩列表、充电记录、收益、能耗、故障记录等。统一管理小区充电桩，查看设备使用率，合理分配资源。

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5.4.2实时监控

实时监视充电设施运行状况，主要包括充电桩运行状态、回路状态、充电过程中的充电电量、充电电压电流，充电桩告警信息等。

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5.4.3交易管理

平台管理人员可管理充电用户账户，对其进行账户进行充值、退款、冻结、注销等操作，可查看小区用户每日的充电交易详细信息。

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5.4.4故障管理

设备自动上报故障信息，平台管理人员可通过平台查看故障信息并进行派发处理，同时运维人员可通过运维APP收取故障推送，运维人员在运维工作完成后将结果上报。充电用户也可通过充电小程序反馈现场问题。

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5.4.5统计分析

通过系统平台，从充电站点、充电设施、、充电时间、充电方式等不同角度，查询充电交易统计信息、能耗统计信息等。

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5.4.6基础数据管理

在系统平台建立运营商户，运营商可建立和管理其运营所需站点和充电设施，维护充电设施信息、价格策略、折扣、优惠活动，同时可管理在线卡用户充值、冻结和解绑。

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5.4.7运维APP

面向运维人员使用，可以对站点和充电桩进行管理、能够进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电充值情况，进行远程参数设置，同时可接收故障推送

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5.4.8充电小程序

面向充电用户使用，可查看附近空闲设备，主要包含扫码充电、账户充值，充电卡绑定、交易查询、故障申诉等功能。

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5.5系统硬件配置

类型	型号	图片	功能
安科瑞充电桩收费运营云平台	AcrelCloud-9000	编辑搜图	安科瑞响应节能环保、绿色出行的号召，为广大用户提供慢充和快充两种充电方式壁挂式、落地式等多种类型的充电桩，包含智能7kW交流充电桩，30kW壁挂式直流充电桩，智能60kW/120kW直流一体式充电桩等来满足新能源汽车行业快速、经济、智能运营管理的市场需求，提供电动汽车充电软件解决方案，可以随时随地享受便捷安全的充电服务，微信扫一扫、微信公众号、支付宝扫一扫、支付宝服务窗，充电方式多样化，为车主用户提供便捷、安全的充电服务。实现对动力电池快速、安全、合理的电量补给，能计时，计电度、计金额作为市民购电终端，同时为提高公共充电桩的效率和实用性。
互联网版智能交流桩	AEV-AC007D	编辑搜图	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：4G/wifi/蓝牙支持刷卡，扫码、免费充电可选配显示屏
互联网版智能直流桩	AEV-DC030D	编辑搜图	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
互联网版智能直流桩	AEV-DC060S	编辑搜图	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
互联网版智能直流桩	AEV-DC120S	编辑搜图	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
10路电瓶车智能充电桩	ACX10A系列	编辑搜图	10路承载电流25A，单路输出电流3A，单回路功率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。 ACX10A-TYHN：防护等级IP21，支持投币、刷卡，扫码、免费充电 ACX10A-TYN：防护等级IP21，支持投币、刷卡，免费充电 ACX10A-YHW：防护等级IP65，支持刷卡，扫码，免费充电 ACX10A-YHN：防护等级IP21，支持刷卡，扫码，免费充电 ACX10A-YW：防护等级IP65，支持刷卡、免费充电 ACX10A-MW：防护等级IP65，仅支持免费充电
2路智能插座	ACX2A系列		2路承载电流20A，单路输出电流10A，单回路功率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：防护等级IP21，支持刷卡、扫码充电 ACX2A-HN：防护等级IP21，支持扫码充电 ACX2A-YN：防护等级IP21，支持刷卡充电
20路电瓶车智能充电桩	ACX20A系列		20路承载电流50A，单路输出电流3A，单回路功率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。 ACX20A-YHN：防护等级IP21，支持刷卡，扫码，免费充电 ACX20A-YN：防护等级IP21，支持刷卡，免费充电
落地式电瓶车智能充电桩	ACX10B系列	编辑搜图	10路承载电流25A，单路输出电流3A，单回路功率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。 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
绝缘监测仪	AIM-D100-ES	编辑搜图	AIM-D100-ES系列直流绝缘监测仪可以应用在15~1500V的直流系统中，用于在线监测直流不接地系统正负极对地绝缘电阻，当绝缘电阻低于设定值时，发出预警或报警信号。
绝缘监测仪	AIM-D100-T	编辑搜图	AIM-D100-T系列直流绝缘监测仪可以应用在10~1000V的直流系统中，用于在线监测直流不接地系统正负极对地绝缘电阻，当绝缘电阻低于设定值时，发出预警或报警信号。
智能边缘计算网关	ANet-2E4SM	编辑搜图	4路RS485串口，光耦隔离，2路以太网接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、从）、104（主、从）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模块）输入电源：DC12V～36V。支持4G扩展模块，485扩展模块。
扩展模块ANet-485	M485模块：4路光耦隔离RS485
扩展模块ANet-M4G	M4G模块：支持4G全网通
导轨式单相电表	ADL200	编辑搜图	单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，输入电流：10（80）A； 电能精度：1级 支持Modbus和645协议 证书：MID/CE认证
导轨式电能计量表	ADL400	编辑搜图	三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，分相总有功电能，总正反向有功电能统计，总正反向无功电能统计；红外通讯；电流规格：经互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功电能精度0.5S级，无功电能精度2级 证书：MID/CE认证
无线计量仪表	ADW300	编辑搜图	三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，有功电能计量（正、反向）、四象限无功电能、总谐波含量、分次谐波含量（2～31次）；A、B、C、N四路测温；1路剩余电流测量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD显示；有功电能精度：0.5S级（改造项目） 证书：CPA/CE认证
导轨式直流电表	DJSF1352-RN	编辑搜图	直流电压、电流、功率测量，正反向电能计量，复费率电能统计，SOE事件记录:8位LCD显示:红外通讯:电压输入*大1000V，电流外接分流器接入(75mV)或霍尔元件接入(0-5V);电能精度1级，1路485通讯，1路直流电能计量AC/DC85-265V供电 证书：MID/CE认证
面板直流电表	PZ72L-DE	编辑搜图	直流电压、电流、功率测量，正反向电能计量:红外通讯:电压输入*大1000V，电流外接分流器接入·(75mV)或霍尔元件接入(0-20mA0-5V);电能精度1级 证书：CE认证
电气防火限流式保护器	ASCP200-63D	编辑搜图	导轨式安装，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或4G无线通讯(选配);额定电流为0~63A，额定电流菜单可设。
开口式电流互感器	AKH-0.66/K	编辑搜图	AKH-0.66K系列开口式电流互感器安装方便，无须拆一次母线，亦可带电操作，不影响客户正常用电，可与继电器保护、测量以及计量装置配套使用。
霍尔传感器	AHKC	编辑搜图	霍尔电流传感器主要适用于交流、直流、脉冲等复杂信号的隔离转换，通过霍尔效应原理使变换后的信号能够直接被AD、DSP、PLC、二次仪表等各种采集装置直接采集和接受，响应时间快，电流测量范围宽精度高，过载能力强，线性好，抗干扰能力强。
智能剩余电流继电器	ASJ	编辑搜图	该系列继电器可与低压断路器或低压接触器等组成组合式的剩余电流动作保护器，主要适用于交流50Hz，额定电压为400V及以下的TT或TN系统配电线路，防止接地故障电流引起的设备和电气火灾事故，也可用于对人身触电危险提供间接接触保护。

六.结论

高速公路充电站电动汽车有序充电是一项系统性工程，面临诸多挑战，但通过深入了解充电需求特点，实施针对性的有序充电策略，并借助安科瑞充电桩收费运营云平台等技术手段赋能，有望实现高速公路充电站的有效运营、电网平稳运行以及电动汽车用户的舒适充电体验。未来，随着技术创新与协同合作的不断推进，高速公路充电站将为电动汽车畅行无忧提供更加坚实的保障，助力绿色交通迈向新高度。

审核编辑 黄宇