安科瑞 鮑靜君

　　摘要：近年，國(guó)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(chē)逐漸步入市場(chǎng)的大門(mén)，并持穩(wěn)定增長(zhǎng)的趨勢(shì)。然而，我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的普及卻在一定程度上受到汽車(chē)充電設(shè)施不完善的影響。我國(guó)大部分城市汽車(chē)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(chǎng)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(dòng)我國(guó)新能源汽車(chē)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(chē)充電樁既能環(huán)境，又能推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，新能源產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)之一。在國(guó)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(chē)，已成為兩大著重扶持的支柱產(chǎn)業(yè)?！豆?jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020年）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)規(guī)劃）日前正式發(fā)布。規(guī)劃明確，我國(guó)以純電驅(qū)動(dòng)的新能源汽車(chē)發(fā)展和汽車(chē)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(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化，2015年產(chǎn)銷(xiāo)量力爭(zhēng)達(dá)到50萬(wàn)輛。到2020 年，純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)生產(chǎn)能力達(dá)200萬(wàn)輛、累計(jì)產(chǎn)銷(xiāo)量超過(guò)500萬(wàn)輛。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)，2013年轎車(chē)產(chǎn)量1200萬(wàn)輛。如未來(lái)3—5年10％改為電動(dòng)和混動(dòng)汽車(chē)，則年產(chǎn)不低于120萬(wàn)輛。如果一套充電樁可供2-3量汽車(chē)使用，那么每年充電樁的需求量在50萬(wàn)左右，有很大的市場(chǎng)空間。伴隨京、滬等地充電樁建設(shè)計(jì)劃相繼推出，國(guó)家電網(wǎng)未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)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(dòng)汽車(chē)充電設(shè)備市場(chǎng)未來(lái)將進(jìn)入快速發(fā)展。

　　二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

　　1、國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

　　近年，國(guó)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(chē)銷(xiāo)量一直處于穩(wěn)步增長(zhǎng)的狀態(tài)。2018年中國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)量出現(xiàn)28年來(lái)的一次下降，但新能源汽車(chē)銷(xiāo)量達(dá)到125.6萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)百分之61.7，由此可見(jiàn)，新能源汽車(chē)將成為又一個(gè)消費(fèi)熱點(diǎn)。

　　國(guó)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(guó)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(guò)程中發(fā)揮了重要作用。政府出臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施整體規(guī)劃,具體執(zhí)行部門(mén)分別從建設(shè)數(shù)量、激勵(lì)政策、充電標(biāo)準(zhǔn)等方面推出具體政策。截止2018年底，汽車(chē)充電樁保有量為80.8萬(wàn)根，預(yù)計(jì)到2019年年底，公共充電樁將達(dá)到45.1萬(wàn)根，私人充電樁將達(dá)到95萬(wàn)根，車(chē)裝比達(dá)到3.2:1。

　　2、國(guó)外研究現(xiàn)狀

　　美國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)充電樁的建設(shè)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，截止2018 年2月，汽車(chē)充電樁的數(shù)量達(dá)到5.4萬(wàn)樁，排名二。增長(zhǎng)趨勢(shì)圖在加州101高速公路上由美國(guó)Solar City公司建造的由多個(gè)大型直流充電樁組合而成的充電站以及開(kāi)始利用把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的太陽(yáng)能板來(lái)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(chē)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(dòng)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(guó)推行低成本的充電樁。為降低充電樁工作時(shí)的功耗，德國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)充電樁沒(méi)有觸摸屏及按鍵，充電站通過(guò)自身的控制系統(tǒng)對(duì)每一臺(tái)充電樁的充電過(guò)程進(jìn)行控制。

　　3、存在問(wèn)題

　?。?）車(chē)與樁分布不均衡。部分車(chē)樁分布在車(chē)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(hào)的新能源汽車(chē)充電，充電技術(shù)有待提高。

　?。?）充電樁后期維護(hù)管理不善。國(guó)家近年出臺(tái)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(jìng)爭(zhēng)，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)。

　?。?）安裝難題。一些車(chē)流量大的地方，隨需求量大， 但是像商場(chǎng)、小區(qū)安裝需考慮空間、電網(wǎng)壓力等問(wèn)題，未安裝帶來(lái)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(duì)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(chē)充電、汽車(chē)發(fā)動(dòng)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(yáng)能，充電樁內(nèi)的服務(wù)所需電能大部分都來(lái)源于太陽(yáng)能板的發(fā)電。

　　充電樁的運(yùn)營(yíng)管理方案如下：

　　（1）智能充電樁留存方案：根據(jù)運(yùn)營(yíng)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(shí)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(duì)充電樁的日常巡查，加強(qiáng)網(wǎng)管監(jiān)控，及時(shí)處理亭子破損、話機(jī)故障等問(wèn)題；

　?。?）智能充電樁日常保潔方案：充電樁除了為汽車(chē)提供發(fā)動(dòng)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(gè)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(chē)站、交通事故多發(fā)地、停車(chē)場(chǎng)等。

　　學(xué)校附近：主要宣傳交通法規(guī)。據(jù)了解，我國(guó)每年約有1.6萬(wàn)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(shuō)每天有一個(gè)班的學(xué)生在“消失”。據(jù)中國(guó)青少年研究平臺(tái)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(shí)外，亭內(nèi)還為家長(zhǎng)提供各類(lèi)教育類(lèi)書(shū)籍，及時(shí)發(fā)布學(xué)校需及時(shí)告知家長(zhǎng)的重要信息，架起學(xué)校與家長(zhǎng)教育溝通的橋梁。

　　公交車(chē)站：充電樁與公交車(chē)站設(shè)計(jì)。為乘客們及時(shí)提供公交車(chē)到站信息；為游客提供旅游攻略、地圖查詢(xún)；提供共享充電寶、雪域公交紀(jì)念卡；實(shí)時(shí)顯示各路段車(chē)輛擁堵情況，告知出行者適時(shí)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(shí)監(jiān)控道路上車(chē)輛駕駛狀況，控制車(chē)輛時(shí)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(chē)場(chǎng)附近：提供應(yīng)急修車(chē)工具箱，各種燃油等汽車(chē)有償使用應(yīng)急設(shè)備。

　　B.社區(qū)生活亭：以查詢(xún)?yōu)橹黝}，提供地圖、天氣、旅游攻略等各項(xiàng)日常生活查詢(xún)，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(ài)心亭：奉獻(xiàn)愛(ài)心為主題，供給愛(ài)心人士捐錢(qián)捐物， 提高愛(ài)心捐贈(zèng)的時(shí)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(kù)，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(bào)紙售賣(mài)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(lè)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(shí)，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(shí)，也給游客帶來(lái)切實(shí)可觸的便利，激發(fā)游客保護(hù)文物的意識(shí)，從而更好的保證景點(diǎn)的完整與美好。通過(guò)配套的文創(chuàng)用品盈利， 營(yíng)業(yè)額用來(lái)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(lái)便利。旅游者和當(dāng)?shù)厥忻裨诶_游玩的過(guò)程中，很容易遇到諸如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)饋電、迷路、暈車(chē)、手機(jī)沒(méi)電、口渴等不利因素，影響了旅游過(guò)程中的樂(lè)趣，而拉薩市以旅游業(yè)為重要經(jīng)濟(jì)來(lái)源，不同主題的充電樁的建設(shè)能解決以上問(wèn)題，并為旅游者帶來(lái)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(chē)將更符合綠色交通的需求，也將更符合未來(lái)社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)。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(dòng)新能源汽車(chē)加速駛?cè)?ldquo;快車(chē)道”，給更多消費(fèi)者帶來(lái)便利，進(jìn)一步我國(guó)在綠水青山的發(fā)展。

　　五、安科瑞充電樁運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)

　　1、系統(tǒng)架構(gòu)

　　安科瑞Acrelcloud-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)對(duì)接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時(shí)對(duì)各類(lèi)故障如充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測(cè)故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警；用戶通過(guò)小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請(qǐng)求，控制二維碼對(duì)應(yīng)的充電樁完成電動(dòng)汽車(chē)的充電過(guò)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(tái)包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)營(yíng)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(cè)，充電樁異常交易監(jiān)測(cè)。

　　交易結(jié)算：充電價(jià)格策略管理，預(yù)收費(fèi)管理，賬單管理，營(yíng)收和財(cái)務(wù)相關(guān)報(bào)表

　　用戶管理：用戶注冊(cè)，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(chǔ)和解析

　　變壓器監(jiān)控：監(jiān)控充電站變壓器負(fù)荷，每個(gè)充電站配備一塊ARCM300T無(wú)線表，超負(fù)荷時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)充電樁的進(jìn)行調(diào)度管理，即當(dāng)負(fù)荷超過(guò)百分之五十時(shí)，系統(tǒng)會(huì)限制新增開(kāi)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(guò)百分之八十時(shí)，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開(kāi)始充電，直到負(fù)荷下降為止。

　　2、平臺(tái)功能

　　2.1平臺(tái)登錄

　　在瀏覽器打開(kāi)云平臺(tái)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(tái)首頁(yè)

　　平臺(tái)首頁(yè)總覽每天的開(kāi)戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng)，累計(jì)的開(kāi)戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng)，以及相應(yīng)的環(huán)比增長(zhǎng)和同比增長(zhǎng)以及樁、站分布地圖導(dǎo)航、本月充電統(tǒng)計(jì)。

2.3實(shí)時(shí)監(jiān)控

　　l 充電站監(jiān)控

　　充電站監(jiān)控頁(yè)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(shí)長(zhǎng)，進(jìn)行負(fù)荷限制、故障查詢(xún)。

l 充電槍監(jiān)控

　　充電樁監(jiān)控頁(yè)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(shí)長(zhǎng)和累計(jì)充電電量、累計(jì)充電次數(shù)、累計(jì)充電時(shí)長(zhǎng)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(guò)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(guò)搜索或者掃碼等途徑初次打開(kāi)小程序時(shí)，會(huì)進(jìn)入這個(gè)頁(yè)面，需要用戶授權(quán)登錄才可以進(jìn)入小程序主功能頁(yè)面，如圖所示：

l 主功能頁(yè)

　　初次進(jìn)入主功能頁(yè)時(shí)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(yè)面，可以查看到當(dāng)前的充電站名稱(chēng)、充電槍名稱(chēng)，以及當(dāng)前的賬戶余額，電價(jià)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(shí)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(píng)價(jià)。

l 個(gè)人信息

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

3、硬件配置

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

　　推薦硬件配置清單：（如申請(qǐng)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(chǎng)推薦硬件配置清單：

六、結(jié)語(yǔ)

　　能源短缺時(shí)代的到來(lái)，特色充電樁的設(shè)計(jì)與研究不僅會(huì)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(huì)在一定程度上帶動(dòng)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，迎接綠色交通新時(shí)代的到來(lái)。