摘要：目前，全球環(huán)境污染日益嚴(yán)重，人類(lèi)生存和發(fā)展面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展勢(shì)在必行，倡導(dǎo)節(jié)能減排，提高能源利用效率，促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。然而，由于充電電池儲(chǔ)能低，電池壽命短，已經(jīng)成為發(fā)展的弊端。為了滿足這一需求，除了克服電池本身的研究外，還需要大力建設(shè)電動(dòng)汽車(chē)充電站作為配套實(shí)施，以滿足長(zhǎng)期運(yùn)行的需要?；诖耍疚姆治鲇懻摿诵履茉措妱?dòng)汽車(chē)充電站的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵字：電動(dòng)汽車(chē)；充電站；發(fā)展趨勢(shì)

1新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站發(fā)展背景

電動(dòng)汽車(chē)的碳減排能力是指電動(dòng)汽車(chē)行駛時(shí)消耗的電量對(duì)應(yīng)的發(fā)電側(cè)排放CO2相對(duì)于同類(lèi)型燃油汽車(chē)行駛時(shí)排放CO2的減排量。電動(dòng)汽車(chē)消耗的電力由發(fā)電廠提供，相當(dāng)于“以煤代油"，而不是意義上的新能源汽車(chē)；當(dāng)電廠充電電動(dòng)汽車(chē)時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)每公里排放的CO2與燃油汽車(chē)基本相同。然而，隨著電力系統(tǒng)發(fā)電側(cè)低碳化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，電動(dòng)汽車(chē)的節(jié)能減排效益將繼續(xù)增加。因此，如何協(xié)調(diào)清潔能源和電動(dòng)汽車(chē)充電站的投資是一個(gè)值。

2充電站相關(guān)設(shè)施及功能分析

充電站設(shè)施:配電系統(tǒng)、充電設(shè)備(充電器、電池充電平臺(tái))、調(diào)度系統(tǒng)(存儲(chǔ)、更換和維護(hù))。充電樁作為電動(dòng)汽車(chē)智能終端的功能。電動(dòng)汽車(chē)的消費(fèi)者可以在購(gòu)買(mǎi)充電樁智能充電卡后，立即在智能卡上激活個(gè)人信息，從而更好地體驗(yàn)智能充電樁的功能。當(dāng)汽車(chē)進(jìn)入充電軌道時(shí)，可以獨(dú)立計(jì)算充電樁的充電和充電端口之間的距離分辨率。電源接口通過(guò)自動(dòng)紅外傳感器與用戶汽車(chē)充電接口對(duì)接，完成充電過(guò)程。

智能充電站資源網(wǎng)絡(luò)共享。為了保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行，需要投入更多的智能充電站信息共享，如目前每個(gè)充電站的存儲(chǔ)容量、充電樁的空閑時(shí)間、充電等待時(shí)間等。用戶可以通過(guò)全球定位系統(tǒng)和實(shí)時(shí)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站、充電站和電動(dòng)汽車(chē)的負(fù)載，及時(shí)向調(diào)度中心反饋，確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站是未來(lái)智能城市和智能電網(wǎng)建設(shè)的一部分。充電站的第一個(gè)層次是智能充放電控制單元結(jié)構(gòu):智能控制和數(shù)據(jù)采集模塊(PM)，智能電表(SM)、電池管理系統(tǒng)(BMS)，用戶終端(UT)以及其他相關(guān)部件。第二個(gè)層次是綜合控制和管理系統(tǒng):汽車(chē)充電站系統(tǒng)包括充放電、計(jì)量和收費(fèi)、安全等相關(guān)方面。利用SCADA監(jiān)控系統(tǒng)的功能、綜合監(jiān)控、智能負(fù)載調(diào)節(jié)和有效的網(wǎng)絡(luò)通信控制和管理功能。第三個(gè)層次是充放電電源管理系統(tǒng):從整體角度看，智能電網(wǎng)運(yùn)行統(tǒng)一管理和使用電動(dòng)汽車(chē)充電站區(qū)域，有效控制運(yùn)行的微網(wǎng)能量存儲(chǔ)設(shè)備。

3運(yùn)行模式

電動(dòng)汽車(chē)的本質(zhì)動(dòng)力是儲(chǔ)能電池，充電時(shí)可視為隨機(jī)負(fù)荷，放電時(shí)可視為移動(dòng)電源，即電動(dòng)汽車(chē)在V2G模式下運(yùn)行。電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)，由于控制策略和動(dòng)力電池特性的限制，電動(dòng)汽車(chē)相當(dāng)于低電壓、大電流的負(fù)荷。電動(dòng)汽車(chē)對(duì)應(yīng)三種充電模式:慢充、快充、快換。慢充主要針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)，續(xù)航能力大，積極利用晚上停車(chē)時(shí)間給電池充電；快充模式是針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的適中續(xù)航能力。由于快速充電和準(zhǔn)確充電的電流更大，只能更換。

4新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站發(fā)展趨勢(shì)分析

在能源和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力下，新能源電動(dòng)汽車(chē)是汽車(chē)行業(yè)未來(lái)發(fā)展的主要方向。十三五期間，國(guó)家將大力推廣新能源汽車(chē)、多能混合動(dòng)力汽車(chē)。電動(dòng)汽車(chē)、氫燃料電池汽車(chē)將在大眾中普及，這樣的背景下，電動(dòng)汽車(chē)充電站這一配套設(shè)備將迎來(lái)新的發(fā)展。從2010年到2013年三年間，我國(guó)充電站從原來(lái)的90座迅速上升到619座，增長(zhǎng)率達(dá)到89%，充電樁數(shù)量也從1129增長(zhǎng)到22628，年負(fù)荷增長(zhǎng)率接近200%。充電設(shè)施建設(shè)是我國(guó)新能源汽車(chē)示范推廣的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。得益于國(guó)家對(duì)新能源電動(dòng)汽車(chē)的大力推廣，新能源電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施建設(shè)行業(yè)將迎來(lái)新的爆發(fā)期。此前，由于電動(dòng)汽車(chē)數(shù)量和規(guī)模的限制，加上充電設(shè)施建設(shè)過(guò)程中需要大量資金投入，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法獲得明顯的效益回報(bào)，因此充電設(shè)施建設(shè)數(shù)量較少。據(jù)工業(yè)和信息化部統(tǒng)計(jì)，截至2014年底，我國(guó)已建成823個(gè)充電站和3.8萬(wàn)個(gè)充電樁。而且2014年我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)已經(jīng)達(dá)到9.39萬(wàn)輛，充電設(shè)施供需矛盾日益突出。然而，2015年，全國(guó)計(jì)劃建設(shè)的充電站數(shù)量達(dá)到2549個(gè)，而計(jì)劃建設(shè)的充電樁數(shù)量卻達(dá)到了34萬(wàn)個(gè)，比14年增長(zhǎng)了近20倍。這一數(shù)據(jù)充分表明，新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站在未來(lái)有很好的市場(chǎng)空間。有關(guān)研究人員應(yīng)做好設(shè)計(jì)和建設(shè)水平的研究工作，有效地促進(jìn)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步和發(fā)展。

新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站是未來(lái)智能城市和智能電網(wǎng)建設(shè)的一部分。充電站的第一個(gè)層次是智能充放電控制單元建設(shè):智能控制和數(shù)據(jù)采集模塊(PM)，智能電表(SM)，電池管理系統(tǒng)(BMS)，用戶終端(UT)以及其他相關(guān)部分。第二個(gè)層次是綜合控制和管理系統(tǒng):汽車(chē)充電站系統(tǒng)包括充電和放電、計(jì)量和收費(fèi)、安全等相關(guān)方面。利用SCADA監(jiān)控系統(tǒng)的功能，可以完成綜合監(jiān)控、智能負(fù)載調(diào)節(jié)和有效的網(wǎng)絡(luò)通信控制和管理功能。第三個(gè)層次是區(qū)域充放電站管理系統(tǒng):從整體角度操作的智能電網(wǎng)，在充電站區(qū)域?qū)Υ罅侩妱?dòng)汽車(chē)電池的使用進(jìn)行統(tǒng)一管理和監(jiān)控，有效控制微網(wǎng)儲(chǔ)能設(shè)備。

5安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)

5.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不間斷地收集和監(jiān)控接入系統(tǒng)的汽車(chē)充電站、電動(dòng)自行車(chē)充電站和各種充電樁的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控充電樁的運(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、詳細(xì)查詢等。，同時(shí)警告充電器過(guò)溫保護(hù)、漏電、充電器輸入/輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣低等各種故障；充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI連接互聯(lián)網(wǎng)，用戶通過(guò)微信、支付寶、中國(guó)銀聯(lián)快通掃碼充電。

5.2應(yīng)用場(chǎng)合

適用于公共建筑、公共停車(chē)場(chǎng)、公路充電站、公交樞紐、購(gòu)物中心、商業(yè)綜合體、商業(yè)廣場(chǎng)、地下停車(chē)場(chǎng)、高速服務(wù)區(qū)、公寓寫(xiě)字樓等物業(yè)環(huán)境、各類(lèi)企事業(yè)單位、醫(yī)院、景區(qū)、學(xué)校、園區(qū)等場(chǎng)合。

5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層:網(wǎng)絡(luò)中連接的各種傳感器包括多功能電力儀表、汽車(chē)充電樁、電瓶車(chē)充電樁、電能質(zhì)量分析儀表、電氣火災(zāi)探測(cè)器、限流保護(hù)器、煙霧傳感器、測(cè)溫裝置、智能插座、攝像頭等。

網(wǎng)絡(luò)通信層:包括現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)收集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳到已建成的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行約定轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。智能網(wǎng)關(guān)可以在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在當(dāng)?shù)?，并在網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)繼續(xù)從中斷位置上傳數(shù)據(jù)，以確保服務(wù)器端的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。

平臺(tái)管理層:包括應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，完成現(xiàn)場(chǎng)所有智能設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。充電站配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、充電樁的工作狀態(tài)、充電過(guò)程和人員行為可以在PC端或移動(dòng)端實(shí)時(shí)監(jiān)控，完成微信、支付寶在線支付等應(yīng)用。

5.4平臺(tái)功能描述

充電服務(wù)；首頁(yè)總覽；交易結(jié)算；故障管理；統(tǒng)計(jì)分析；操作報(bào)告；APP、支持小程序移動(dòng)終端；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)控、充電樁異常交易監(jiān)控。

5.5選型配置

6結(jié)語(yǔ)

綜上所述，清潔可再生能源的發(fā)展可以解決環(huán)境和能源問(wèn)題之間的矛盾。電動(dòng)汽車(chē)是未來(lái)發(fā)展前景廣闊的交通工具，利用電能產(chǎn)生動(dòng)力勢(shì)能，基本為0wu染。能源供應(yīng)是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的重要前提。電動(dòng)汽車(chē)充電站的基礎(chǔ)設(shè)施為電動(dòng)汽車(chē)提供能源，從而更好地促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 宋陽(yáng).汽車(chē)充電站布局優(yōu)化研究[D].西南交通大學(xué)，2016.

[2] 周文峰，李珍萍，崔曉潔，馮卉妍.電動(dòng)汽車(chē)充電站選址問(wèn)題研究 [J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2016，11：187-194.

[3]劉娟娟，曹勝蘭.電動(dòng)汽車(chē)充電樁運(yùn)營(yíng)模式研究[J].科技管理研究，2015 (19)： 202-206.

[4]盧芳.基于排隊(duì)論的電動(dòng)汽車(chē)充電站選址定容研究[D].北京交通大學(xué)，2015.

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