淺談新能源電動汽車充電設(shè)施的建設(shè)及運營平臺分析

安科瑞 耿敏花

   摘要：在社會經(jīng)濟發(fā)展的新時期，我國城市化的水平也在隨之不斷的提高，使我國制造業(yè)迅速崛起，并加劇了該行業(yè)的競爭力，要想使企業(yè)在競爭中占據(jù)有力的位置，企業(yè)就要順應(yīng)時代發(fā)展的潮流，加強重視環(huán)境保護的理念，不斷探尋出新能源電動汽車充電設(shè)施的建設(shè)方案，促進制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。新能源電動汽車可以有的控制廢氣排放和大量的噪音，非常符合我國發(fā)展的實際需求。因此文章對能源電動汽車充電設(shè)施的建設(shè)及運營模式進行了深入的分析。

   關(guān)鍵詞：新能源；電動汽車；充電設(shè)施建設(shè)；運營模式

   根據(jù)目前情況來看，我國非常重視新能源電動汽車在社會上的發(fā)展情況，因為該汽車的發(fā)展非常順應(yīng)當今時代的發(fā)展和趨勢，不僅可以起到保護環(huán)境和減少廢氣排放的效果，而且還在一定程度上保障了我國能源的安全性。但是由于多種因素的影響，影響了電動汽車的發(fā)展，所以在建設(shè)的過程中，要不斷加強相關(guān)設(shè)備的建設(shè)和完善，從而為我國新能源電動汽車的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

1新能源電動汽車充電設(shè)施的建設(shè)方案

   在新能源電動汽車充電設(shè)施中要提供完善的配電系統(tǒng)監(jiān)控、充電監(jiān)控、充電機控制系統(tǒng)、安全防護監(jiān)控等功能，并在此基礎(chǔ)上還要對充電設(shè)備、配電設(shè)備等進行集中性的管理和控制。除此之外，還要采用合適的調(diào)控對策，對相關(guān)區(qū)域內(nèi)的充電設(shè)施進行合理化調(diào)控。因此，在研究新能源電動汽車充電設(shè)施建設(shè)方案時，可以從以下方面進行入手：

1.1充電站監(jiān)控后臺

   充電站的監(jiān)控后臺主要是由兩種物件組成，即：1 臺服務(wù)器、2 臺工作站，有研究學者經(jīng)過研究學者表明，充電站的監(jiān)控后臺也可以適當?shù)母鶕?jù)實際需求增加監(jiān)控工作站和服務(wù)器的數(shù)量，系統(tǒng)內(nèi)的計算機都是由太網(wǎng)絡(luò)進行相互聯(lián)系起來的[1]。充電站監(jiān)控后臺需要完成的內(nèi)容非常廣泛，不僅要采集、處理和存儲充電機和配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，還要對充電機和配電系統(tǒng)的運行進行嚴格的監(jiān)控；除了配電站監(jiān)控SCADA 功能意外，還具有一些比較的應(yīng)用功能，例如：對智能負荷進行調(diào)控等，可以在一定程度上使充電站可以在安全、可靠的環(huán)境下進行運行。

1.2配電系統(tǒng)監(jiān)控

   首先是保護部分。在保護部分中所具有的保護功能非常多，主要為：進線變配微機保護，具備三段式過流保護、過負荷保護等；0.4kV的開關(guān)一般是采用保護功能是開關(guān)所自帶的一種的過流保護。  

   其次是測控部分在該部分中主要具備的功能包括：電氣參數(shù)的遙測功能、開關(guān)位置的遙信能、重要開關(guān)的遙控功能。其中遙測功能中包括：配電系統(tǒng)所間隔的電流和電壓；其遙控功能中主要包括：10kV開關(guān)、0.4kV進線開關(guān)等[3]。在0.4kV的側(cè)配置分段備自投裝置中，如果其中有一路的電源失去電源，就要采用的備自投裝置，該裝置可以在及時將聯(lián)絡(luò)的開關(guān)關(guān)上，在一定程度上提高了充電站在供電過程中的可靠性。   

   最后是具體配置。10kV進線變配置微機保護測控一體化裝置，該裝置所具備的設(shè)備包括：進線變的保護、測量的遙控功能和進線變開關(guān)的遙控功能，將該設(shè)備在開關(guān)柜上直接進行安裝，可以直接通過現(xiàn)場總線接入通信管理裝置，將信息在上傳的同時給予一定的保護。在充電站內(nèi)，配置一面監(jiān)控屏，并在屏上將通信管理、公用測控和分段備自投裝置安裝在上面。其通信管理裝置主要開展信息中轉(zhuǎn)、管理以及遠傳的任務(wù)；公用測控裝置主要是測控充電站的配電系統(tǒng)，采集 0.4kV母線電壓、出線開關(guān)的位置信號等；分段備自投裝置主要是使開關(guān)自投功能實現(xiàn)分段化。

1.3充電機控制系統(tǒng)

   直流充電機主要是利用整流設(shè)備的作用，為電動車的蓄電池進行充電，其中主要包括：功率單元、控制單元、電氣和通信接口，在一般情況下，主要是由整流柜、直流充電樁的呢多個器件組合而成[2]。其中直流充電機的功率與其他設(shè)備進行比較，其功率比較大，輸出的電流和輸出的電壓的變化面積也比較大，可以在使各種電動乘用車輛的蓄電池都可以達到充電的需求。

1.4安防（視頻）監(jiān)控系統(tǒng)

   該系統(tǒng)主要是監(jiān)控消防、門禁和周界安全的情況，在必要的情況下還會對充電站的視頻情況進行監(jiān)控，通過通信管理機，從而獲取配電系統(tǒng)監(jiān)控的信息和充電機的告警信息，利用已經(jīng)全部完成的視頻將監(jiān)控進行有效的結(jié)合。在通常情況下是由多種設(shè)備組合而成，例如：紅外報警器、煙感報警器、攝像機、連接電纜、液晶顯示器等[4]。

2新能源電動汽車更換電池運營模式  

   根據(jù)目前情況來看，在對新能源電動汽車進行更換電池的運營形式下，主要是將電動汽車中電池和車身進行分離了，并沒有將二者進行有效的結(jié)合。在這種運營模式下，對于購買新能源電動汽車的用戶來講，為用戶提供了的便利，他們只需要讓電池租賃公司對電池進行更換、充電、購買即可，這種模式主要就是在各個電池的更換站更換和管理電池。這種運營模式，對用戶的電池進行電更換、租賃和和回收等工作在本質(zhì)上都是屬于運營模式中核心內(nèi)容，其中，電池租賃需要由專業(yè)的能源供給企業(yè)購買電池，之后在給建站企業(yè)支付建站費用，這樣用戶就可以直接對電池進行更換[5]。另外，在這個過程中，不管是租賃手續(xù)，還是租金都有由相關(guān)的部分經(jīng)過協(xié)商之后在作出準確、統(tǒng)一的決定。用戶在電池進行使用的時候，會出現(xiàn)一些異常情況，其中容量不均衡則是非常普遍的一種現(xiàn)象。所以，在建設(shè)充電設(shè)施的過程中，不僅根據(jù)實際的標準建設(shè)完善的檢測設(shè)備，可以及時的對電池的容量進行合理的檢測，而且還需要建設(shè)的充放電維護設(shè)備，該設(shè)備在運行過程中可以起到維護安全性的作用，提高了電池使用的安全性和電池容量的有效性。在中模式下對電池進行回收可以起到回收再利用的環(huán)保效果，一方面，可以及時處理相關(guān)的廢棄電池，減少對環(huán)境的污染；另一方面，可以降低運營成本，使企業(yè)可以獲取大的經(jīng)濟效益。

3安科瑞充電樁收費運營云平臺

3.1概述

           AcrelCloud-9000安科瑞充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)的汽車充電站、電動自行車充電站以及各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實時監(jiān)控充電樁運行狀態(tài)，進行充電服務(wù)、支付管理，交易結(jié)算，資源管理、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(yù)警；充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶通過微信、支付寶、云閃付掃碼充電。

3.2應(yīng)用場合

   適用于住宅小區(qū)等物業(yè)環(huán)境、各類企事業(yè)單位、醫(yī)院、景區(qū)、學校、園區(qū)等公建、公共停車場、公路充電站、公交樞紐、購物中心、商業(yè)綜合體、商業(yè)廣場、地下停車場、高速服務(wù)區(qū)、公寓寫字樓等場合。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

   現(xiàn)場設(shè)備層：連接于網(wǎng)絡(luò)中的各類傳感器，包括多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電能質(zhì)量分析儀表、電氣火災(zāi)探測器、限流式保護器、煙霧傳感器、測溫裝置、智能插座、攝像頭等。

   網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動采集現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲，并通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

   平臺管理層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，完成對現(xiàn)場所有智能設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，可在PC端或移動端實現(xiàn)實時監(jiān)測充電站配電系統(tǒng)運行狀態(tài)、充電樁的工作狀態(tài)、充電過程及人員行為，并完成微信、支付寶在線支付等應(yīng)用。

3.4平臺功能描述

3.4.1充電服務(wù)

   充電設(shè)施搜索，充電設(shè)施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結(jié)算，導(dǎo)航等。

3.4.2首頁總覽

   總覽當日、當月開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，累計的開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，以及相應(yīng)的環(huán)比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導(dǎo)航、本月充電統(tǒng)計。

3.4.3交易結(jié)算

   充電價格策略管理，預(yù)收費管理，賬單管理，營收和財務(wù)相關(guān)報表。

3.4.4故障管理

  故障管理故障記錄查詢、故障處理、故障確認、故障分析等管理項，為用戶管理故障和查詢提供方便。

3.4.5統(tǒng)計分析

   統(tǒng)計分析支持運營趨勢分析、收益統(tǒng)計，方便用戶以曲線、能耗分析等分析工具，瀏覽樁的充電運營態(tài)勢。

3.4.6運營報告

   按用戶周期分析汽車、電瓶車充電站、樁運行、交易、充值、充電及報警、故障情況，形成分析報告。

3.4.7APP、小程序移動端支持

   通過模糊搜索和地圖搜索的功能，可查詢可用的電樁和電站等詳細信息。掃碼充電，在線支付:掃描充電樁二維碼，完成支付，微信支付完成后，即可進行充電。

3.4.8資源管理

   充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁運行監(jiān)測，充電樁異常交易監(jiān)測。

3.5選型配置

4結(jié)語

   綜上所述，資源節(jié)約和環(huán)境保護的觀念深入人心，可持續(xù)發(fā)展的得到了社會和人們的重視。恰恰新能源電動汽車屬于一種綠色的產(chǎn)品，是可持續(xù)發(fā)展的具體體現(xiàn)，可以起到保護環(huán)境，減少環(huán)境的污染作用。因此，相關(guān)人員要提高對新能源電動汽車的重視程度，建設(shè)相應(yīng)的充電設(shè)施和運營模式，從而促進新能源電動汽車的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)人與自然和諧相處。

參考文獻

[1]國家能源局電力司.國家能源局組織召開電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展座談會[J].電器與能效管理技術(shù),2016,(21):74.  

[2]左澤,程健.電動汽車充電設(shè)施規(guī)劃方法[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2015,(35):1710-1710.

[3]李少飛.淺談公交電動化及充電設(shè)施建設(shè)的推廣應(yīng)用[J].汽車實用技術(shù),2018,(5):129-130.

[4]高海松,王慶.蘇南電動汽車充電樁建設(shè)運營模式淺析[J].山東工業(yè)技術(shù),2018,(19):15.

[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06.