摘要：隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們逐漸意識到可持續發(fā)展的重要。世界能源形勢嚴峻，各國能源結構都在加快調整轉型，綠色低碳發(fā)展趨勢不可逆轉，能源產(chǎn)業(yè)也在持續提高信息化和智能化水平，能源發(fā)展呈現出明顯的低碳化、智能化、多元化、多極化趨勢。目前大力優(yōu)化調整能源結構，推進(jìn)能源綠色低碳發(fā)展以實(shí)現碳達峰碳中和。近年來(lái)，新能源汽車(chē)行業(yè)以電動(dòng)、混動(dòng)汽車(chē)發(fā)展尤為迅猛，與電動(dòng)、混動(dòng)汽車(chē)配套的充電樁也得到了大力發(fā)展和普及。

關(guān)鍵詞：新能源；汽車(chē)充電樁；發(fā)展

0.引言

近年來(lái)，伴隨全球變暖狀況日益嚴峻，諸多能源危機問(wèn)題相繼涌現，這些問(wèn)題備受全社會(huì )公眾的重視。在產(chǎn)業(yè)建設中，如何有效處理這些問(wèn)題，要對新能源技術(shù)進(jìn)行廣泛研究與運用。比如：在汽車(chē)行業(yè)發(fā)展中，學(xué)者們開(kāi)始進(jìn)行全新純電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)。這種汽車(chē)在實(shí)際使用中更有科學(xué)性與環(huán)保性。但這種汽車(chē)發(fā)展過(guò)程中，對充電站建設提出了高質(zhì)量要求，有關(guān)行業(yè)只有對充電站建設開(kāi)發(fā)高度重視，才能推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)可持續高質(zhì)量發(fā)展，從而為提升企業(yè)經(jīng)濟效益提供保障。

1.充電設施的類(lèi)型

充電設施包括電力系統、充電系統、監控管理系統和計費系統。充電設施的容量、電壓等選擇要符合本地的新能源汽車(chē)使用要求。住宅小區內的充電站一般以單相交流充電樁為主，其目的是鼓勵私人新能源汽車(chē)車(chē)主在家里使用單相交流充電樁進(jìn)行夜間充電，雖然需要較長(cháng)的充電時(shí)間，但是可以達到削峰的效果。在需要快速充電的情況下，可以選用三相交流樁、直流一體充電樁、非車(chē)載式充電樁。對于具有大量充電終端的大型場(chǎng)地，可以采取靈活的充電堆；對于交通量大、運行周期短的應用場(chǎng)合，也可以采用更換電池的方式。目前充電樁類(lèi)有如壁掛式、落地式、立柱式等類(lèi)型，使用時(shí)均應視現場(chǎng)實(shí)際情況而定。設置在室內的充電設備防護級別要在IP32以上，設置在室外的充電設備防護級別要在IP54以上，且具有一定的防水防塵性能。居住區停車(chē)場(chǎng)、公共建筑附屬停車(chē)場(chǎng)、園區停車(chē)場(chǎng)、校園停車(chē)場(chǎng)、路邊停車(chē)場(chǎng)等均可使用單相交流充電。三相交流充電樁主要用于出租車(chē)公司、公共充電站、景區大型巴士停車(chē)場(chǎng)等經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所。目前，各大電力公司均已裝備三相交流380V/42kW的車(chē)載充電器，可快速充電，滿(mǎn)足營(yíng)運單位和公共快充的需求。而在太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生資源豐富的區域，應使用可再生能源進(jìn)行充電。太陽(yáng)能、風(fēng)力發(fā)電等直接產(chǎn)生的電能是直流電，可以直接給新能源汽車(chē)的蓄電池充電，從而減少電力系統的交流和直流轉換，節約能源，綠色環(huán)保。

2.新能源電動(dòng)汽車(chē)充電系統的構成

（1）充電器。充電器指的是轉化電網(wǎng)供應的交直電能為高電壓車(chē)載蓄電池需要的直流電能設備，也就是DC/DC整流器與AC/DC。純電動(dòng)車(chē)與插電混合電動(dòng)車(chē)的充電器可以分成兩類(lèi)，一種需要裝置于車(chē)內，稱(chēng)作車(chē)載充電器，另一種需要置于充電樁之中，稱(chēng)作非車(chē)載充電器。一種就是在插電混合電動(dòng)或者純電動(dòng)車(chē)上安裝AC/DC，使用地面上的交流電網(wǎng)或車(chē)載電源提供高電壓蓄電池充電設備。車(chē)載充電器的主要作用在于和交流電網(wǎng)的建設銜接，使車(chē)輛安全充電要求得到滿(mǎn)足。此外，還能利用對導線(xiàn)和車(chē)輛通信的構建控制。如此以來(lái)，不但確保充電安全，還可交換車(chē)輛和車(chē)載充電器的參數，如高強度電流。（2）充電設施。充電設施指的是為了符合純電動(dòng)汽車(chē)與插電混動(dòng)汽車(chē)的充電方面問(wèn)題而配置戶(hù)外的供電設施，經(jīng)常會(huì )在廣場(chǎng)、固定場(chǎng)所或方便?？啃履茉雌?chē)的固定地點(diǎn)實(shí)施安裝。充電設施可為純電動(dòng)汽車(chē)或者插電混動(dòng)汽車(chē)供應三項或者單項交流電，采用標準型非接觸智能卡對充電全程加以控制，并進(jìn)行保護系統功能的提供，如：防雷系統、過(guò)溫系統、過(guò)流系統、欠壓系統與過(guò)壓系統等。

3.新能源汽車(chē)充電樁發(fā)展對策及建議

3.1加強監管

目前生產(chǎn)企業(yè)在取得計量器具型式批準證書(shū)后，就可以進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷(xiāo)售，市場(chǎng)監管部門(mén)要嚴格規范充電樁生產(chǎn)企業(yè)，做好“證后監管"，以“雙隨機"的形式對生產(chǎn)企業(yè)能力開(kāi)展檢查，做到三年全覆蓋，對生產(chǎn)能力不足、存在產(chǎn)品質(zhì)量隱患的生產(chǎn)企業(yè)責令限期整改，必要時(shí)可對不完成整改的企業(yè)收回型式批準證書(shū)，取消其生產(chǎn)資質(zhì)，記錄企業(yè)不良行為。增加充電樁產(chǎn)品質(zhì)量抽查的預算，擴大產(chǎn)品質(zhì)量抽查的力度和覆蓋面。

3.2電動(dòng)汽車(chē)充電樁數據分析平臺設計

通過(guò)對電子記錄系統的數據統計、歸類(lèi)、分析，建立一套電動(dòng)汽車(chē)充電樁數據分析平臺，為管理部門(mén)、生產(chǎn)廠(chǎng)家乃至電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)提供多方面的數據支持。如通過(guò)統計分析一定時(shí)間段內的檢定地點(diǎn)，得到各地區在運充電樁數量分布，可快速獲得分布密度圖；通過(guò)檢定周期內統計，得到各地區充電樁數量增減情況，能較客觀(guān)地描述該地區充電設施的發(fā)展情況；結合檢定日期分析檢定數據，不僅管理部門(mén)能把握在運充電樁檢定周期內的合格率，而且生產(chǎn)企業(yè)也能把握產(chǎn)品實(shí)際運行情況，為產(chǎn)品升級改造提供參考；通過(guò)分析充電樁類(lèi)型和檢定數據，不僅為管理部門(mén)對充電樁的兩個(gè)檢定規程的更新提供數據支持，而且為日后充電樁檢定的課題研究提供可靠的數據來(lái)源。

3.3加強汽車(chē)充電樁控制系統安全設計

新能源汽車(chē)充電樁主體作為汽車(chē)電量供應的重要部分，其安全性和穩定性的保障尤為重要。因此，工程技術(shù)人員可運用科學(xué)的手段增強其在電能供應和傳輸方面的穩定性，經(jīng)過(guò)多年的研究探索，工程技術(shù)人員通過(guò)對新能源汽車(chē)充電樁規劃安全控制系統，保障其在為能源汽車(chē)的供電操作中，能持續且安全地完成電能供應和傳輸。安全系統的安裝可以配合新能源汽車(chē)充電樁內部的檢測系統一起運行，共同對新能源汽車(chē)電能儲蓄裝置的狀態(tài)進(jìn)行檢測，在電流過(guò)低的情況下，充電樁的安全系統會(huì )自動(dòng)傳輸報警提醒，與此同時(shí)，充電樁的檢測系統會(huì )及時(shí)對新能源汽車(chē)內部電能載體內的電量狀態(tài)進(jìn)行檢測，并有所調整供電做功和供電強度，保證充電樁電量傳輸的有效性。同時(shí)，還可對充電樁的周?chē)h(huán)境進(jìn)行檢測，實(shí)時(shí)了解天氣、溫度等外部情況，針對惡劣的天氣環(huán)境條件，安全系統會(huì )自動(dòng)傳輸程序指令到充電樁的控制系統，并自動(dòng)開(kāi)啟輔助設備，保障新能源汽車(chē)充電樁基礎設施的安全維護，規避可能遇到的自然損壞。通常情況下，針對新能源汽車(chē)充電樁的安全系統設計，其具體的設計手法如下：工程技術(shù)人員會(huì )采用虛擬掃描程序，先對新能源汽車(chē)充電樁的外部充電端口進(jìn)行檢測，并重新規劃其外部設備的原有電量的初始狀態(tài)，以方便后續對汽車(chē)充電樁型號匹配、內部電容量、電量損耗比例等參數的設計。通常情況下，標準型號新能源汽車(chē)充電樁的電量為220AH，外部設備初始電量設置在30%左右，其充電樁的電能供應強度設置初始參數為中等強度，并通過(guò)程序設計實(shí)時(shí)對新能源汽車(chē)的安全性進(jìn)行監測。

4.安科瑞充電樁收費運營(yíng)云平臺

4.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營(yíng)云平臺系統通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統的電動(dòng)電動(dòng)自行車(chē)充電站以及各個(gè)充電整法行不間斷地數據采集和監控，實(shí)時(shí)監控充電樁運行狀態(tài)，進(jìn)行充電服務(wù)、支付管理，交易結算，資要管理、電能管理，明細查詢(xún)等。同時(shí)對充電機過(guò)溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過(guò)壓，欠壓，絕緣低各類(lèi)故障進(jìn)行預警；充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶(hù)通過(guò)微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

4.2應用場(chǎng)所

適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區、實(shí)業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

4.3系統結構

4.3.1系統分為四層：

1）即數據采集層、網(wǎng)絡(luò )傳輸層、數據層和客戶(hù)端層。

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

3）網(wǎng)絡(luò )傳輸層：通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò )將數據上傳至搭建好的數據庫服務(wù)器。

4）數據層：包含應用服務(wù)器和數據服務(wù)器，應用服務(wù)器部署數據采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數據服務(wù)器部署實(shí)時(shí)數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。

5）應客戶(hù)端層：系統管理員可在瀏覽器中訪(fǎng)問(wèn)電瓶車(chē)充電樁收費平臺。終端充電用戶(hù)通過(guò)刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。

小區充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實(shí)時(shí)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(shí)為運維人員提供運維APP，充電用戶(hù)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(diǎn)分布情況，對設備狀態(tài)、設備使用率、充電次數、充電時(shí)長(cháng)、充電金額、充電度數、充電樁故障等進(jìn)行統計顯示，同時(shí)可查看每個(gè)站點(diǎn)的站點(diǎn)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(shí)時(shí)監控

實(shí)時(shí)監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過(guò)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(hù)賬戶(hù)，對其進(jìn)行賬戶(hù)進(jìn)行充值、退款、凍結、注銷(xiāo)等操作，可查看小區用戶(hù)每日的充電交易詳細信息。

4.4.4故障管理

設備自動(dòng)上報故障信息，平臺管理人員可通過(guò)平臺查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理，同時(shí)運維人員可通過(guò)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(hù)也可通過(guò)充電小程序反饋現場(chǎng)問(wèn)題。

4.4.5統計分析

通過(guò)系統平臺，從充電站點(diǎn)、充電設施、充電時(shí)間、充電方式等不同角度，查詢(xún)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(yíng)商戶(hù)，運營(yíng)商可建立和管理其運營(yíng)所需站點(diǎn)和充電設施，維護充電設施信息、價(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng)，同時(shí)可管理在線(xiàn)卡用戶(hù)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(diǎn)和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)行故障閉環(huán)處理、查詢(xún)流量卡使用情況、查詢(xún)充電\充值情況，進(jìn)行遠程參數設置，同時(shí)可接收故障推送。

4.4.8充電小程序

面向充電用戶(hù)使用，可查看附近空閑設備，主要包含掃碼充電、賬戶(hù)充值，充電卡綁定、交易查詢(xún)、故障申訴等功能。

4.5系統硬件配置

5結語(yǔ)

新能源汽車(chē)目前正逐步成為人們的購車(chē)，因此做好新能源汽車(chē)充電站（樁）的消防安全監管工作，不僅可以保障人們的安全，也是積極響應落實(shí)黨、國務(wù)院和自治區黨委、關(guān)于加快新能源汽車(chē)發(fā)展、加快推進(jìn)新型基礎設施建設決策部署的重要舉措，有利于全面推進(jìn)新能源汽車(chē)的發(fā)展。

參考文獻

[1]何志靜，劉卯.電動(dòng)汽車(chē)充電安全分析與解決方案研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2021（13）：47.

[2]崔泓.電動(dòng)汽車(chē)充電安全分析與研究[J].內燃機與配件，2021（21）：113-114.

[3]陳榮江.電動(dòng)汽車(chē)交流充電樁建設設計方案[J].電工技術(shù),2020(6):23-24.

[4]楊浩，陳斌，尹瀟.新能源汽車(chē)充電安全分析與解決方案研究[J].汽車(chē)博覽，2021（36）：74-75.

[5]歐陽(yáng)明高.我國節能與新能源汽車(chē)發(fā)展戰略與對策[J]．汽車(chē)工程,2021,28(4):317-321.

[6]賈延飛.新能源汽車(chē)充電樁現狀分析

[7]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05版.

注：禁止非法改裝