淺談電動汽車充電樁及收費(fèi)管理云平臺建設(shè)現(xiàn)狀與發(fā)展問題

任運(yùn)業(yè)

江蘇安科瑞電器制造有限公司  江蘇江陰 214400

摘要：汽車“新四化"背景下，電動汽車的銷量不斷提高，在很大程度上緩解了能源危機(jī)與環(huán)境污染問題，但因電動汽車?yán)m(xù)航受限， 電動汽車的普及率與充電樁的建設(shè)與運(yùn)營情況有密切關(guān)系。本文介紹了國內(nèi)充電樁建設(shè)現(xiàn)狀，分析了目前市場上充電樁的發(fā)展問題，給出科學(xué)合理的充電樁運(yùn)維及安全管理建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：電動汽車；充電樁；建設(shè)現(xiàn)狀；發(fā)展問題；運(yùn)維建議

0引言

          2015年以來，我國電動汽車產(chǎn)銷量穩(wěn)步增長，如圖 1，但是充電樁的發(fā)展速度與電動汽車的發(fā)展速度不能很好地匹配，導(dǎo)致我國電動汽車難以普及。在充電樁的建設(shè)和管理運(yùn)行過程中，會出現(xiàn)各種各樣的問題，特別是運(yùn)維問題及安全問題。本文從技術(shù)角度出發(fā)分析了電動汽車充電樁存在的運(yùn)維問題及安全問題，以幫助相關(guān)部門了解電動汽車充電樁的發(fā)展中的主要問題。同時本文還針對性地提出電動汽車充電樁在運(yùn)維與安全管理方面的改善措施，以供行業(yè)參考，努力提高電動汽車的使用便利性與安全性。

圖 1 2015-2020 年中國新能源汽車銷量

充電樁建設(shè)現(xiàn)狀

   充電樁，是用來給電動汽車充電的設(shè)備。它的功能類似于加油站里的加油機(jī)，可以固定在地面或墻壁，多安裝在公共建筑停車場、居民小區(qū)車位或充電站內(nèi)?？筛鶕?jù)不同的電壓等級為各種型號的電動汽車充電。主要分為交流樁和直流樁，交流樁電壓低、充電速度慢，俗稱慢充。直流樁電壓較高、充電速度快，俗稱快充。（圖 2）

圖 2 國標(biāo)交流與直流接口的針腳布置及定義

   近幾年，充電樁的數(shù)量也在逐漸增多，如圖 3 所示。 2020 年，我國車樁比達(dá)到 2.9:1，較 2015 年的 7.8:1 已經(jīng)有大幅的提升。但仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足用戶要求，充電樁數(shù)量的不足及充電速度不夠快是影響用戶充電需求的兩大問題，已經(jīng)成為了遏制產(chǎn)業(yè)發(fā)展的阻力之一，從這點(diǎn)來看，加大充電設(shè)施的建設(shè)力度與速度，是促進(jìn)新能源汽車行業(yè)發(fā)展的有效手段之一。

圖 3 2015-2020 年中國車樁比

2充電樁現(xiàn)存問題分析

   國內(nèi)目前現(xiàn)有充電樁數(shù)量逐年增加，車樁比逐年降低，但是目前依然還存在很多問題，如運(yùn)維“掉線"、安全管理不到位等，都在不同程度上影響了電動汽車車主的使用體驗(yàn)，阻礙了電動汽車的廣泛普及。

2.1 充電樁運(yùn)維“掉線"

   近年來，在店慶汽車快速發(fā)展的大背景下，各地重視配套設(shè)施的同步建設(shè)，充電樁建設(shè)速度逐步加快。部分地方，早年建設(shè)的慢充樁漸漸閑置，有的常年不用淪為擺設(shè)，有的缺乏運(yùn)維處于“掉線"狀態(tài)。在G98環(huán)島高速公路東線，瓊海至三亞的7個服務(wù)區(qū)中，有5個服務(wù)區(qū)充電樁“停擺"，甚至有兩個壓根兒沒有安裝。幾百公里的高速路上，竟然一樁難尋；充電樁數(shù)量漂亮，實(shí)際卻成為“僵尸樁"，資源被閑置浪費(fèi)，不禁讓人疑問，管理何在，維護(hù)何在？充電樁建成后就任其自生自滅，不再管理，這讓新能源車主非常無奈且失望。充電樁淪為“僵尸樁"，暴露出相關(guān)方“重建輕管"的問題。該現(xiàn)象向人們敲響警鐘，充電樁不能只是一建了之。不管是服務(wù)區(qū)，還是安裝公司，都應(yīng)該履行好自己的職責(zé)，在積極溝通中解決各類問題，確保充電樁正常運(yùn)行。就服務(wù)區(qū)而言，需做好場地提供、巡查報修等方面的保障；而安裝公司既然承擔(dān)養(yǎng)護(hù)任務(wù)，就當(dāng)重信守諾，至于其中出現(xiàn)的盈利點(diǎn)低等問題，管理部門當(dāng)及時跟進(jìn)，甚至在前期可通過加大補(bǔ)貼的方式激發(fā)維修運(yùn)營的積極性。

   本論文通過調(diào)研走訪20位新能源車主，調(diào)研車主對自家周邊充電配套設(shè)施建設(shè)的滿意程度（如圖 4），發(fā)現(xiàn)大多數(shù)車主對于充電問題依然心存憂慮，期待充電便利性能得到大幅改善。其中，對周邊充電配套設(shè)施滿意的占25%，較滿意的占30%，不太滿意的的45%，從數(shù)據(jù)可看出，接近一半的人對于周邊配套設(shè)施的配套使用體驗(yàn)不好，這在很大程度上影響了電動汽車的普及。

圖 4 車主滿意度調(diào)查

   通過進(jìn)一步走訪這部分對周邊配套設(shè)施不滿意的車主，較多車主反映周邊的很多充電樁都淪為擺設(shè)，沒有定期維護(hù)，利用率不高，甚至有車主需要舍近求遠(yuǎn)去充電，給用車造成不便。充電樁的運(yùn)維“掉線"給車主帶來了非常不好的使用體驗(yàn)，這應(yīng)引起相關(guān)部門高度重視，盡快改善運(yùn)維工作，降低“僵尸"充電樁的占比。

2.2 充電樁安全隱患多

   目前我國的充電樁主要有室外充電樁及室內(nèi)充電樁兩大類。室外充電樁多為公共充電樁、室內(nèi)充電樁多為私人充電樁。室外充電樁的問題更多，主要原因在于受自然環(huán)境的影響，室外充電樁更容易出現(xiàn)線路老化、漏電，同時室外充電樁接觸人員較多，因此對于室外充電樁的安全等 級要求要更高。室內(nèi)充電樁多為私人充電樁，大都位于地下車庫、私人車庫，由于其所處位置空間狹小，車輛密集，一旦發(fā)生火災(zāi)很容易造成連鎖事故。總之，不管是何種充電樁，其位置均在人員密集場所，加之充電樁供不應(yīng)求，充電現(xiàn)場擁擠，一旦發(fā)生安全事故很容易釀成大禍。充電樁的安全隱患主要有以下三種：

2.2.1 充電樁絕緣異常

   充電樁的金屬外殼、刷卡及按鍵部位旁的金屬部件等易接觸部件存在漏電情況時，使用者操作充電樁時，刷卡過程中可能會導(dǎo)致觸電。

2.2.2 充電槍電子鎖未鎖緊

   充電槍是使用者在充電時常接觸的部件，它的使用方法類似于普通汽車的加油槍。為了防止使用者在充電時拔槍觸電，充電樁需要在內(nèi)部設(shè)置電子鎖監(jiān)測充電狀態(tài)。若充電樁的充電槍鎖緊功能失效無法鎖緊，當(dāng)使用者可直接拔掉充電槍時，充電槍帶高壓電，風(fēng)險是致命的。

2.2.3 充電樁零部件防銹功能差

   對于安裝在室外的充電樁而言，要防止金屬部件生銹，因?yàn)樯P會增加使用者觸電的風(fēng)險。充電樁生銹后，生銹面積會逐漸擴(kuò)大，整個金屬框的強(qiáng)度有也會因?yàn)樯P而導(dǎo)致下降；另外，生銹會導(dǎo)致出現(xiàn)腐蝕，腐蝕形成穿洞，這些都會增加使用者的觸電風(fēng)險。

2.3 充電事故易發(fā)

   電動汽車發(fā)展期間，從研發(fā)、測試到生產(chǎn)，安全一直各方強(qiáng)調(diào)的重中之重，然而充電安全事件仍然時有發(fā)生，導(dǎo)致消費(fèi)者無法放下對電動汽車的安全擔(dān)憂。充電樁相關(guān)的安全事故，主要原因有以下三點(diǎn)。

2.3.1 自然環(huán)境影響

   室外充電樁受自然環(huán)境影響較大，長期使用中，雨雪天氣、刮風(fēng)、溫度等環(huán)境因素均會對充電樁造成一定程度的損壞，充電樁屬于高壓電力設(shè)備，充電樁受損可能造成絕緣失效，絕緣出現(xiàn)問題會引發(fā)人員觸電。

2.3.2 管理工作不到位

   國內(nèi)絕大多數(shù)城市還處在電動汽車的快速發(fā)展期，電動汽車充電樁建設(shè)還處于一個不太成熟的階段，管理模式也不夠成熟。目前國家發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)涵蓋充電樁等充電設(shè)備的運(yùn)營技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但是充電現(xiàn)場的安全性并不是技術(shù)性要求。管理不到位會造成安全事件的多發(fā)，所以充電樁的安全管理還需要進(jìn)一步探索改進(jìn)。

2.3.3 監(jiān)管維護(hù)不到位

   室外充電樁因受影響因素較多，使用人員多樣化，使用頻率高，出現(xiàn)損壞的概率較大。設(shè)備遭到損壞后，若監(jiān)管工作不到位，沒有及時進(jìn)行維護(hù)，就會出現(xiàn)安全隱患。如充電樁絕緣失效會引發(fā)人員觸電，更有嚴(yán)重者可能造成火災(zāi)，危機(jī)多人。

3充電樁運(yùn)維管理建議

   在加緊建設(shè)充電樁的過程中，既要保證車樁比的匹配，更要保證車樁比成為真正的車樁比，充電樁要建好，更要管好。

圖 5 充電樁管理建議

3.1 常規(guī)檢查維護(hù)要重視

   充電設(shè)施集成化、模塊化、智能化，要想做好充電樁的運(yùn)維工作，就對運(yùn)維管理人員進(jìn)行全系統(tǒng)的培訓(xùn)，達(dá)到能及時處理突發(fā)問題和設(shè)備隱患等，從而不斷積累運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，提高客戶服務(wù)和運(yùn)維檢修技能水平。充電樁屬于高壓電力設(shè)備，維護(hù)掉以輕心，一不小心可能釀成大禍。所以須每日對重要項目細(xì)心檢查，包括交流電源及設(shè)備、充電樁外觀檢查、充電前檢測、充電中檢測、充電完成后電子槍的檢測等。日常的檢查維護(hù)工作落到實(shí)處，工作做細(xì)，責(zé)任到人，不能虛喊口號，這樣才能盡可能地降低充電事故的發(fā)生概率。

3.2 安全工作落到實(shí)處

3.2.1 安全教育及宣傳工作要到位

   安全問題牢記在心，時刻不忘。充電樁旁邊要張貼高壓警示標(biāo)志，以提醒使用人員注意安全，謹(jǐn)慎操作。相關(guān)工作人員的安全教育必須落到實(shí)處，定期對工作人員進(jìn)行電氣安全知識及安全操作進(jìn)行培訓(xùn)，普及電氣安全知識，提高工作人員的安全操作能力；且嚴(yán)格把控工作人員的資質(zhì)，對于工作中需進(jìn)行電氣操作的人員，要求取得相應(yīng)的資質(zhì)證書，方可持證上崗。

3.2.2 安全隱患定期要排查

   防患于未然，室外充電樁長期暴露在自然環(huán)境中，因環(huán)境復(fù)雜多變，充電樁使用頻率較高，接觸人員也多樣化，導(dǎo)致安全隱患也較多。因此，定期對充電樁進(jìn)行專業(yè)檢查，深度排查安全隱患，預(yù)防安全事故。針對安全隱患的排查要專門制定相應(yīng)制度，實(shí)行排班制，責(zé)任明確到人，使工作人員從內(nèi)心高度重視排查工作，同時要定期考核工作人員的專業(yè)知識和安全操作能力，以確保排查的專業(yè)性、有效性，避免出現(xiàn)安全事故。

3.2.3 安全防護(hù)裝備要齊全

   充電樁屬于高壓電力設(shè)備，相關(guān)的工作涉及高壓。充電站需配齊相應(yīng)的安全防護(hù)裝備，如絕緣手套、絕緣地毯、絕緣靴子等，以保證相關(guān)人員的安全；另外，所有充電樁加防雨頂棚，并加裝攝像頭，24小時監(jiān)控充電樁工作過程，加強(qiáng)充電樁管理控制水平及效率。安全有效地管理充電樁，需要靠多方面的工作。安全教育及宣傳工作、隱患的定期排查、防護(hù)裝備的準(zhǔn)備等方面要同事重視，同時做到位，方可低程度地降低事故率。

4安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺

4.1概述

          AcrelCloud-9000安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)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(jìn)行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實(shí)時監(jiān)控充電樁運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)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(xì)查詢等，同時對充電機(jī)過溫保護(hù)、漏電、充電機(jī)輸入/輸出過壓、欠壓、絕緣低各類故障進(jìn)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。

4.2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(xué)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。

4.3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(hù)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(jī)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(jìn)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(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測充電站配電系統(tǒng)運(yùn)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。

4.4平臺功能描述

4.4.1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。

4.4.2首頁總覽

   總覽當(dāng)日、當(dāng)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。

4.4.3交易結(jié)算

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

4.4.4故障管理

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

4.4.5統(tǒng)計分析

   統(tǒng)計分析支持運(yùn)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(yùn)營態(tài)勢。

4.4.6運(yùn)營報告

   按用戶某一周期分析汽車、電瓶車充電站、樁運(yùn)行、交易、充值、充電及報警、故障情況，形成分析報告。

4.4.7APP、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(xì)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(jìn)行充電。

4.4.8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(yùn)行監(jiān)測，充電樁異常交易監(jiān)測。

5選型配置

6結(jié)語

   隨著電動汽車的推廣普及，充電樁等配套設(shè)施逐漸走進(jìn)人們的生活。充電樁的安全管理不僅僅技術(shù)問題，而是復(fù)雜的管理問題，這也是許多充電現(xiàn)場安全事故的重要原因。特別是在電氣環(huán)境較為復(fù)雜的商城地下車庫以及公交車充電場，充電現(xiàn)場的安全問題屢見報端。通過對這些安全事故進(jìn)行綜合分析發(fā)現(xiàn)，電動汽車充電現(xiàn)場的安全問題可以分為技術(shù)問題和管理問題，技術(shù)問題需要技術(shù)部門解決，這些問題無法一蹴而就。但是管理上的問題可以通過加強(qiáng)監(jiān)督、規(guī)范操作的方法來解決。解決電動汽車充電現(xiàn)場的安全隱患能夠有效避免人民人身財產(chǎn)的損失。

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

作者介紹

任運(yùn)業(yè)，男，現(xiàn)任職于江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要從事汽車充電樁及云平臺的研發(fā)與應(yīng)用。