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*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*，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(dòng)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(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，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(dòng)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(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)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(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)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(dòng)和混動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(gè)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(tái)電動(dòng)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(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(dòng)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(gè)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(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]。德國推行低成本的充電樁。為降低充電樁工作時(shí)的功耗，德國的電動(dòng)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(tái)充電樁的充電過程進(jìn)行控制。

　　3、存在問題

　　（1）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)。

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

　　（3）充電樁后期維護(hù)管理不善。國家近年出臺(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(dòng)機(jī)應(yīng)急充電，在此基礎(chǔ)上附加智能WIFI等功能，以*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：

　　（1）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*其服務(wù)功能；

　　（2），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)故障等問題；

　　（3）智能充電樁日常保潔方案：充電樁除了為汽車提供發(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(gè)班的學(xué)生在“消失”。據(jù)中國青少年研究平臺(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)還為家長提供各類教育類書籍，及時(shí)發(fā)布學(xué)校需及時(shí)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(shí)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(shí)顯示各路段車輛擁堵情況，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)控道路上車輛駕駛狀況，控制車輛時(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(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，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(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(dòng)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(huì)發(fā)展的趨勢。充電樁建設(shè)可在一定程度上*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(tái)

　　1、系統(tǒng)架構(gòu)

　　安科瑞Acrelcloud-充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺(tái)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(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(dòng)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(tái)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(jià)格策略管理，預(yù)收費(fèi)管理，賬單管理，營收和財(cái)務(wù)相關(guān)報(bào)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(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無線表，超負(fù)荷時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)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(shí)，系統(tǒng)會(huì)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(shí)，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(tái)功能

　　2.1平臺(tái)登錄

　　在瀏覽器打開云平臺(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

　　平臺(tái)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)長和累計(jì)充電電量、累計(jì)充電次數(shù)、累計(jì)充電時(shí)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(shí)，會(huì)進(jìn)入這個(gè)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(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(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)的昵稱和余額，同時(shí)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(tái)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(shí)代的到來，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)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，迎接綠色交通新時(shí)代的到來。