安科瑞 鮑靜君

　　摘要：近年，國家相關(guān)政策扶持力度的加大與綠色環(huán)保理念的踐行，新能源汽車逐漸步入市場的大門，并持穩(wěn)定增長的趨勢。然而，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的普及卻在一定程度上受到汽車充電設(shè)施不完善的影響。我國大部分城市汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍處于起步階段，充電樁的建設(shè)與管理體系不完善，形式單一。因此，特色充電樁的設(shè)計(jì)與研究適用于不同地區(qū)，滿足不同人群的需求，符合市場所需，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。在一定程度上彌補(bǔ)城市公共設(shè)施建設(shè)的不足，推動我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速擴(kuò)張具有重要意義。

　　關(guān)鍵詞：特色；充電樁；設(shè)計(jì)與研究

　　一、項(xiàng)目背景

　　汽車充電樁既能環(huán)境，又能推動產(chǎn)業(yè)升級，新能源產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為各國競爭的制高點(diǎn)之一。在國務(wù)院2010年制定的七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中，新能源和新能源汽車，已成為兩大著重扶持的支柱產(chǎn)業(yè)。《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020年）》（以下簡稱規(guī)劃）日前正式發(fā)布。規(guī)劃明確，我國以純電驅(qū)動的新能源汽車發(fā)展和汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型的主要戰(zhàn)略取向，當(dāng)前著重推進(jìn)純電動汽車和插電式混合動力汽車產(chǎn)業(yè)化，2015年產(chǎn)銷量力爭達(dá)到50萬輛。到2020 年，純電動汽車和插電式混合動力汽車生產(chǎn)能力達(dá)200萬輛、累計(jì)產(chǎn)銷量超過500萬輛。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)，2013年轎車產(chǎn)量1200萬輛。如未來3—5年10％改為電動和混動汽車，則年產(chǎn)不低于120萬輛。如果一套充電樁可供2-3量汽車使用，那么每年充電樁的需求量在50萬左右，有很大的市場空間。伴隨京、滬等地充電樁建設(shè)計(jì)劃相繼推出，國家電網(wǎng)未來電動汽車充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)擬投資600億元，京津、杭滬蘇等將加速跨省、市間高速路充電站建設(shè)。電動汽車充電設(shè)備市場未來將進(jìn)入快速發(fā)展。

　　二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

　　1、國內(nèi)研究現(xiàn)狀

　　近年，國家相關(guān)政策扶持力度的加大與環(huán)保理念的不斷深入，新能源汽車銷量一直處于穩(wěn)步增長的狀態(tài)。2018年中國汽車銷量出現(xiàn)28年來的一次下降，但新能源汽車銷量達(dá)到125.6萬輛，同比增長百分之61.7，由此可見，新能源汽車將成為又一個消費(fèi)熱點(diǎn)。

　　國內(nèi)采用統(tǒng)一規(guī)劃和部署推進(jìn)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的工作成效,充電樁建設(shè)數(shù)量更多,增速更快。中國充電基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃和部署工作成效明顯,政府在充電樁建設(shè)過程中發(fā)揮了重要作用。政府出臺電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施整體規(guī)劃,具體執(zhí)行部門分別從建設(shè)數(shù)量、激勵政策、充電標(biāo)準(zhǔn)等方面推出具體政策。截止2018年底，汽車充電樁保有量為80.8萬根，預(yù)計(jì)到2019年年底，公共充電樁將達(dá)到45.1萬根，私人充電樁將達(dá)到95萬根，車裝比達(dá)到3.2:1。

　　2、國外研究現(xiàn)狀

　　美國的電動汽車充電樁的建設(shè)呈增長趨勢，截止2018 年2月，汽車充電樁的數(shù)量達(dá)到5.4萬樁，排名二。增長趨勢圖在加州101高速公路上由美國Solar City公司建造的由多個大型直流充電樁組合而成的充電站以及開始利用把太陽能轉(zhuǎn)換為電能的太陽能板來提供快速充電服務(wù)。2014年5月，由豐田、日產(chǎn)、本田以及三菱四家大型的車企制造商聯(lián)合日本政策投資銀行一起成立了“日本充電服務(wù)公司”(N C S)，主動承擔(dān)充電樁的安裝成本及8年的免費(fèi)保修服務(wù)[4]。德國推行低成本的充電樁。為降低充電樁工作時的功耗，德國的電動汽車充電樁沒有觸摸屏及按鍵，充電站通過自身的控制系統(tǒng)對每一臺充電樁的充電過程進(jìn)行控制。

　　3、存在問題

　?。?）車與樁分布不均衡。部分車樁分布在車流量低的地方，充電樁使用率較低，部分地區(qū)還出現(xiàn)充電樁不夠用的現(xiàn)狀，造成資源浪費(fèi)。

　?。?）充電樁兼容性差，一種充電樁不能夠?yàn)槎喾N型號的新能源汽車充電，充電技術(shù)有待提高。

　?。?）充電樁后期維護(hù)管理不善。國家近年出臺了相關(guān)優(yōu)惠政策，充電樁企業(yè)出現(xiàn)了復(fù)雜的商業(yè)競爭，卻忽視了后期充電樁的管理和維護(hù)工作，出現(xiàn)大面積“有樁不能用”癱瘓狀態(tài)。

　　（4）安裝難題。一些車流量大的地方，隨需求量大， 但是像商場、小區(qū)安裝需考慮空間、電網(wǎng)壓力等問題，未安裝帶來顧慮。第六，充電樁形式單一，不能夠在相應(yīng)地區(qū)提供相應(yīng)的附加服務(wù)。

　　三、創(chuàng)新與特色

　　特色充電樁的外觀充分的體現(xiàn)了西藏的特色，對藏式特色文化的傳承與發(fā)揚(yáng)起到了重要的作用。特色充電樁的外觀如圖4-1、4-2所示。

　　特色充電樁的建設(shè)以及投入使用主要供給新能源汽車充電、汽車發(fā)動機(jī)應(yīng)急充電，在此基礎(chǔ)上附加智能WIFI等功能，以完善城市的服務(wù)系統(tǒng)。選址布點(diǎn)將綜合考慮交通流、商業(yè)分布、游客流量等因素，將充電樁的作用發(fā)揮到較大。充分利用能源-太陽能，充電樁內(nèi)的服務(wù)所需電能大部分都來源于太陽能板的發(fā)電。

　　充電樁的運(yùn)營管理方案如下：

　?。?）智能充電樁留存方案：根據(jù)運(yùn)營前半年路側(cè)充電樁的使用情況，將在使用頻率高的地方完善其服務(wù)功能；

　?。?），充電樁維護(hù)方案：為了確保故障電纜或線路故障能夠及時被發(fā)現(xiàn)并解決，維護(hù)人員將制定巡檢計(jì)劃，加強(qiáng)對充電樁的日常巡查，加強(qiáng)網(wǎng)管監(jiān)控，及時處理亭子破損、話機(jī)故障等問題；

　?。?）智能充電樁日常保潔方案：充電樁除了為汽車提供發(fā)動機(jī)充電功能外，還是城市景觀的一部分，公共設(shè)施的整潔程度將體現(xiàn)一個城市的風(fēng)貌，因此，將努力做好公共設(shè)施的保潔工作。

　　特色充電樁共設(shè)有六種主題，附加功能和分布地點(diǎn)也不盡相同。

　　A.交通亭：主要以提供交通服務(wù)為主題。主要分布于學(xué)校、公交車站、交通事故多發(fā)地、停車場等。

　　學(xué)校附近：主要宣傳交通法規(guī)。據(jù)了解，我國每年約有1.6萬中小學(xué)生非正常死亡；2000年,中小學(xué)生因安穩(wěn)事故、食物中毒、溺水等死亡的，平均每天有40多人，就是說每天有一個班的學(xué)生在“消失”。據(jù)中國青少年研究平臺2001年至2002年的大型調(diào)查發(fā)現(xiàn)，安穩(wěn)事故已經(jīng)成為14歲以下少年兒童的死因。遵守交通法規(guī)學(xué)生抓起。除電子屏幕宣傳安穩(wěn)知識外，亭內(nèi)還為家長提供各類教育類書籍，及時發(fā)布學(xué)校需及時告知家長的重要信息，架起學(xué)校與家長教育溝通的橋梁。

　　公交車站：充電樁與公交車站設(shè)計(jì)。為乘客們及時提供公交車到站信息；為游客提供旅游攻略、地圖查詢；提供共享充電寶、雪域公交紀(jì)念卡；實(shí)時顯示各路段車輛擁堵情況，告知出行者適時改變出行方案；提供應(yīng)急設(shè)備，如滅火器等。

　　交通事故多發(fā)地;將充電樁與智能機(jī)器人設(shè)計(jì)， 實(shí)時監(jiān)控道路上車輛駕駛狀況，控制車輛時速。根據(jù)大數(shù)據(jù)分析規(guī)劃交通方案，從而將事故發(fā)生率控制到較低。（提供急救箱、滅火器等應(yīng)急設(shè)備）

　　停車場附近：提供應(yīng)急修車工具箱，各種燃油等汽車有償使用應(yīng)急設(shè)備。

　　B.社區(qū)生活亭：以查詢?yōu)橹黝}，提供地圖、天氣、旅游攻略等各項(xiàng)日常生活查詢，提供繳水電費(fèi)、交通卡、話費(fèi)卡充值等服務(wù)。一站式服務(wù)為城市居民生活提供便利，主要分布在居民區(qū)附近。

　　C.愛心亭：奉獻(xiàn)愛心為主題，供給愛心人士捐錢捐物， 提高愛心捐贈的時效性，主要分布在養(yǎng)老院、兒童福利院附近。

　　閱讀亭：以閱讀為主題，亭子內(nèi)部電子屏幕提供各種閱讀資料庫，智能W I F I，呼吁全民閱讀，提高全民文化修養(yǎng)。主要分布于學(xué)校、村落以及機(jī)關(guān)單位。

　　E.宣傳亭：以宣傳西藏文化政策為主題，提供報紙售賣服務(wù)，讓居民更好的了解西藏的文化政策，主要分布于居民區(qū)以及農(nóng)村。

　　F.藝術(shù)亭：以藝術(shù)創(chuàng)作為主題，提高全民藝術(shù)創(chuàng)新精神，展現(xiàn)西藏特色文化，城市風(fēng)景，主要分布于娛樂功能區(qū)。

　　四、研究意義

　　特色充電樁在很好保持充電樁特性的同時，把創(chuàng)新和設(shè)計(jì)融入充電樁中，是典型的傳統(tǒng)和現(xiàn)代的結(jié)合，民族風(fēng)格和世界文化的交流碰撞。在用自身設(shè)計(jì)吸引游客的同時，也給游客帶來切實(shí)可觸的便利，激發(fā)游客保護(hù)文物的意識，從而更好的保證景點(diǎn)的完整與美好。通過配套的文創(chuàng)用品盈利， 營業(yè)額用來更好的規(guī)劃拉薩地區(qū)的旅游休閑，可謂是一舉多得，具有很好的實(shí)踐意義。

　　不同主題的充電樁將為不同的人群帶來便利。旅游者和當(dāng)?shù)厥忻裨诶_游玩的過程中，很容易遇到諸如汽車發(fā)動機(jī)饋電、迷路、暈車、手機(jī)沒電、口渴等不利因素，影響了旅游過程中的樂趣，而拉薩市以旅游業(yè)為重要經(jīng)濟(jì)來源，不同主題的充電樁的建設(shè)能解決以上問題，并為旅游者帶來了更為舒服的旅游體驗(yàn)，其自助引導(dǎo)功能，可使得消費(fèi)者的服務(wù)體驗(yàn)更加。

　　隨著新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，新能源汽車將更符合綠色交通的需求，也將更符合未來社會發(fā)展的趨勢。充電樁建設(shè)可在一定程度上完善城市公共設(shè)施建設(shè)存在的不足，正符合了“三保一發(fā)展”的規(guī)劃理念，即保護(hù)文化、保持特色、健康發(fā)展。此外，特色充電樁的發(fā)展與建設(shè)有助于推動新能源汽車加速駛?cè)?ldquo;快車道”，給更多消費(fèi)者帶來便利，進(jìn)一步我國在綠水青山的發(fā)展。

　　五、安科瑞充電樁運(yùn)營管理平臺

　　1、系統(tǒng)架構(gòu)

　　安科瑞Acrelcloud-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)的充電樁站點(diǎn)和各個充電樁進(jìn)行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機(jī)過溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警；用戶通過小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請求，控制二維碼對應(yīng)的充電樁完成電動汽車的充電過程。

　　充電樁可選配WIFI模塊或GPRS模塊接入互聯(lián)網(wǎng)，配合加密技術(shù)和秘鑰分發(fā)技術(shù)，基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議，與云端進(jìn)行直連。云平臺包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)營的所有功能，具體功能如下：

　　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。

　　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

　　用戶管理：用戶注冊，用戶登錄，用戶帳戶管理，消息管理

　　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

　　小程序：掃碼充電，賬單支付等功能

　　數(shù)據(jù)服務(wù)：數(shù)據(jù)采集，短信提醒，數(shù)據(jù)存儲和解析

　　變壓器監(jiān)控：監(jiān)控充電站變壓器負(fù)荷，每個充電站配備一塊ARCM300T無線表，超負(fù)荷時系統(tǒng)自動對充電樁的進(jìn)行調(diào)度管理，即當(dāng)負(fù)荷超過百分之五十時，系統(tǒng)會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為百分之五十，當(dāng)變壓器負(fù)荷超過百分之八十時，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開始充電，直到負(fù)荷下降為止。

　　2、平臺功能

　　2.1平臺登錄

　　在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進(jìn)行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

2.2平臺首頁

　　平臺首頁總覽每天的開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，累計(jì)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(jì)。

2.3實(shí)時監(jiān)控

　　l 充電站監(jiān)控

　　充電站監(jiān)控頁面監(jiān)視用戶充電槍總數(shù)、正在充電的槍數(shù)、空閑槍數(shù)、插槍數(shù)量、故障槍數(shù)量等，匯總了用戶擁有各樁的當(dāng)日充電總次數(shù)、總電量、總時長，進(jìn)行負(fù)荷限制、故障查詢。

l 充電槍監(jiān)控

　　充電樁監(jiān)控頁面充電槍的基本信息、今日充電電量、今日充電次數(shù)、今日充電時長和累計(jì)充電電量、累計(jì)充電次數(shù)、累計(jì)充電時長等、充電電壓電流等參數(shù)。

2.4小程序

　　l 搜索與使用

　　小程序可以通過掃描二維碼和文字搜索找到，點(diǎn)擊后可以加入到小程序列表，如下圖所示

l 授權(quán)登錄界面

　　用戶通過搜索或者掃碼等途徑初次打開小程序時，會進(jìn)入這個頁面，需要用戶授權(quán)登錄才可以進(jìn)入小程序主功能頁面，如圖所示：

l 主功能頁

　　初次進(jìn)入主功能頁時需要授權(quán)定位才可以使用地圖相關(guān)功能，在地圖上查看到當(dāng)前所在區(qū)域的充電站，查看充電站信息，可以進(jìn)行掃碼充電操作，地圖導(dǎo)航等。

l 充電

　　掃描充電槍上的二維碼，如果當(dāng)前充電樁可用即可進(jìn)入充電選擇頁面，可以查看到當(dāng)前的充電站名稱、充電槍名稱，以及當(dāng)前的賬戶余額，電價和預(yù)計(jì)可充電量等數(shù)據(jù)，還可以查看當(dāng)前賬戶的歷史充電記錄。充電方式分為按時間充電、按金額充電、按電量充電這三種方式。充電結(jié)束可以進(jìn)進(jìn)行評價。

l 個人信息

　　個人信息可以顯示當(dāng)前登錄賬號的昵稱和余額，同時包括、充值、充值記錄查詢、賬單查詢、充電記錄查詢、設(shè)置支付密碼等功能

3、硬件配置

　　3.1平臺服務(wù)器：建議按照我方推薦配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。

　　推薦硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）

　　若客戶自己租用阿里云服務(wù)器，服務(wù)器配置根據(jù)充電槍點(diǎn)數(shù)的不同，分別如下：

　　3.2現(xiàn)場推薦硬件配置清單：

六、結(jié)語

　　能源短缺時代的到來，特色充電樁的設(shè)計(jì)與研究不僅會滿足不同區(qū)域、不同人群的充電及其他需求，彌補(bǔ)城市公共設(shè)施建設(shè)不足，更會在一定程度上帶動新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，迎接綠色交通新時代的到來。