安科瑞 陳聰

摘　要：近年來(lái),我國電動(dòng)汽車(chē)保有量迅速增長(cháng),催生了對*速公路路網(wǎng)沿線(xiàn)充電設施的需求。文章分析了當前高速路網(wǎng)電動(dòng)汽車(chē)充電設備的建設現狀、關(guān)鍵技術(shù)、建設選址因素以及運營(yíng)管理策略,認為未來(lái)*速公路服務(wù)區充電站應積極探索利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源,通過(guò)“光儲充"一體化系統,降低對傳統電網(wǎng)的依賴(lài),推動(dòng)綠色能源的應用和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高速公路；電動(dòng)汽車(chē)；充電設備；建設布局；運營(yíng)管理

1 *速公路充電設施運營(yíng)現狀

1.1 充電站數量及分布

近年來(lái),隨著(zhù)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展,大力推動(dòng)充電基礎設施建設,*速公路沿線(xiàn)電動(dòng)車(chē)充電設備建設步伐不斷加快。截至2023年,我國*速公路服務(wù)區數量達到7348個(gè),已建及預留的充電停車(chē)位達5.8萬(wàn)個(gè)口。從整體覆蓋率來(lái)看,東部沿海地區電動(dòng)車(chē)充電設備建設相對完善,服務(wù)區電動(dòng)車(chē)充電設備覆蓋率超過(guò)80%。這些地區經(jīng)濟活躍,交通流量大,持有電動(dòng)汽車(chē)的需求更為迫切,充電設備布局密集,可以滿(mǎn)足用戶(hù)長(cháng)途出行需求。我國西部地區和東北地區電動(dòng)車(chē)充電設備覆蓋率相對較低,充電設備分布稀疏,部分*速公路服務(wù)區未配置充電設施,如黑龍江、甘肅等省份的覆蓋率分別僅為6%和12%日。這種區域性的不平衡導致電動(dòng)汽車(chē)在長(cháng)途出行時(shí)面臨較大的續航壓力，進(jìn)一步加劇“里程焦慮”,成為制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的主要因素之一。

1.2 充電設施類(lèi)型與應用體驗

目前，電動(dòng)汽車(chē)充電設備的類(lèi)型主要有交流慢充樁和直流快充樁。交流慢充樁一般適用于長(cháng)時(shí)間停車(chē)場(chǎng)景,通常需要6~8 小時(shí)才能充滿(mǎn)一輛電動(dòng)車(chē),適合需要長(cháng)時(shí)間休息的車(chē)主,而直流快充樁逐漸成為*速公路服務(wù)區主流充電設備，其通?？稍?小時(shí)內將電量從 20%充至 80%。

目前，120kw和180kw 的直流快充樁已廣泛應用于高速公路充電網(wǎng)絡(luò ),部分地區甚至引入了 350kw 及以上的超快充技術(shù)。

1.3 運營(yíng)維護常見(jiàn)問(wèn)題

盡管*速公路充電設備的數量和功率逐年提升,但運行過(guò)程中仍然面臨挑戰,特別是*峰期和節假日期間,設施利用率不均衡的問(wèn)題尤為突出。如2021年國慶節期間,部分*速公路服務(wù)區出現了電動(dòng)汽車(chē)排隊4小時(shí)卻僅能充電1小時(shí)的情況，充電設施數量無(wú)法滿(mǎn)足假期車(chē)流激增的需求,特別是*功率快充樁的短缺,使得電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主在長(cháng)途出行時(shí)不得不面臨長(cháng)時(shí)間的等待。而在非*峰時(shí)段或交通流量較小的地區，充電設備的利用率卻處于較低水平。部分*速服務(wù)區的充電站點(diǎn)全年利用率不足10%，部分地區甚至出現閑置情況。這種利用率不均衡的現象增加了設備運營(yíng)維護成本,也制約著(zhù)經(jīng)濟效益。

此外,設備故障、維護不及時(shí)和兼容性差等問(wèn)題也普遍存在,影響車(chē)主充電體驗。

2 關(guān)鍵技術(shù)及標準

在*速公路充電設備的建設運營(yíng)過(guò)程中,技術(shù)創(chuàng )新是核*驅動(dòng)力。充電技術(shù)的更新使充電速度、能源利用效率和用戶(hù)體驗得到顯著(zhù)提升，而統一的充電標準則保證了不同品牌、類(lèi)型電動(dòng)汽車(chē)的兼容性和操作便利性。

2.1 快速充電與超快充技術(shù)

當前,快速充電技術(shù)(DC 快充)已成為*速公路電動(dòng)車(chē)充電設備的主流。120kW和180kW快充樁已經(jīng)普及,而350kW及以上的超快充樁也開(kāi)始在部分主要*速路段投入使用。這些*功率快充樁可在15 ~30 分鐘內為電動(dòng)汽車(chē)補充80%左右的電量，大幅提升長(cháng)途出行充電效率。

同時(shí),快充技術(shù)也在向智能化方向發(fā)展。例如，部分超快充樁已經(jīng)具備集成智能電流調節功能，能夠根據電池狀態(tài)自動(dòng)調節充電功率,既保證電池安全，又延長(cháng)了電池壽命。同時(shí)，智能充電技術(shù)與大數據平臺的結合可以為車(chē)主提供充電規劃和建議,提前預判*佳充電時(shí)間與地點(diǎn),避免*峰期擁堵。

2.2 電動(dòng)車(chē)充電設備標準化

標準化是推動(dòng)*速公路電動(dòng)汽車(chē)充電設備應用普及的基礎性工作。我國現行電動(dòng)汽車(chē)充電標準主要遵循《電動(dòng)汽車(chē)傳導充電用連接裝置》(GB/T20234.1-2023)系列標準。該標準給出了不同類(lèi)型充電設備和電動(dòng)車(chē)輛接口、電壓等技術(shù)參數的統一規范,確保了充電設備與電動(dòng)汽車(chē)之間的互聯(lián)互通。

然而,充電標準的統一過(guò)程仍面臨一些挑戰，不同汽車(chē)品牌和車(chē)型在電池規格、電壓需求和充電協(xié)議上存在差異。特別是在換電模式方面,如某車(chē)企正在推廣換電站技術(shù),但電池規格不統一導致?lián)Q電技術(shù)的推廣受限。此外,超快充技術(shù)的逐步應用也使充電站和電動(dòng)汽車(chē)的兼容性問(wèn)題變得更加復雜。

2.3 智能充電與負荷管理系統

隨著(zhù)智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,智能充電與負荷管理系統在*速公路電動(dòng)汽車(chē)充電設備中的應用越來(lái)越廣泛。智能充電系統借助云計算、大數據和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現對充電站點(diǎn)的實(shí)時(shí)監控和對電力負荷的動(dòng)態(tài)調節。通過(guò)智能調度系統，電動(dòng)汽車(chē)充電設備能夠自動(dòng)識別電網(wǎng)負荷情況,選擇*佳充電時(shí)間段,確保充電安全和電力系統的穩定性。

智能充電系統不僅提*了電動(dòng)汽車(chē)充電設備的運營(yíng)效率,還能為用戶(hù)提供個(gè)性化服務(wù)。用戶(hù)可以通過(guò)手機 APP實(shí)時(shí)查詢(xún)附近服務(wù)區充電車(chē)位的使用情況、電價(jià)及充電時(shí)長(cháng)等信息，做出充電規劃安排。此外,智能充電系統還可以預測充電需求,在節假日期間提前調整充電站點(diǎn)的運行狀態(tài)，以應對集中充電需求。

3 選址與建設考慮因素

*速公路充電設備的選址和建設是保障車(chē)主長(cháng)途出行的重要環(huán)節。合理的選址既提*了充電設備的使用效率,也避免了站點(diǎn)的閑置或過(guò)度使用。因此,各地區應根據*速路網(wǎng)地理條件、交通流量和經(jīng)濟發(fā)展水平平衡充電站選址建設與運營(yíng)使用問(wèn)題。

3.1 交通流量與用戶(hù)需求分析

*速公路電動(dòng)汽車(chē)充電設備的布局應優(yōu)先考慮交通流量和充電需求。我國*速路網(wǎng)分布廣泛且復雜,不同路段和時(shí)段車(chē)流量差異顯著(zhù)。經(jīng)濟發(fā)達地區交通流量集中,電動(dòng)汽車(chē)保有量較大,對充電設備的需求旺盛。因此,這類(lèi)路段充電設備布局應更加密集,以滿(mǎn)足*峰時(shí)段需求。

與東部地區相比,西部和東北部*速公路車(chē)流量較小,交通壓力較低,電動(dòng)汽車(chē)普及較慢。因此在選址時(shí)應考慮充電站點(diǎn)的經(jīng)濟效益和使用頻率避免過(guò)度建設導致資源浪費。

3.2 地理條件與電力接入

地理條件和電力接入問(wèn)題直接影響*速路網(wǎng)充電設備的選址。*速公路沿線(xiàn)復雜的地理環(huán)境增加了基礎設施建設的難度,特別是在西部地區,服務(wù)區往往距離城市中*較遠,供電設施不完善,給充電站點(diǎn)的建設帶來(lái)了巨大挑戰。許多偏遠服務(wù)區無(wú)法供應大功率充電所需的電力，導致建設和運營(yíng)成本顯菩增加。

在此類(lèi)地區，電動(dòng)汽車(chē)充電設備的選址規劃需考慮地理環(huán)境和當地電力基礎設施的接入條件。此外,服務(wù)區士地資源緊張也是充電設備建設面臨的重要問(wèn)題，*須統籌考慮服務(wù)區的整體功能布局，合理配置空間。

4 運營(yíng)管理策略

充電設備的運營(yíng)和管理是確保其長(cháng)期穩定運行,提升使用體驗的關(guān)鍵環(huán)節。電動(dòng)汽車(chē)保有量日益增長(cháng),僅依靠增加設施遠遠不夠。合理的運營(yíng)模式、完善的管理體系和持續的技術(shù)創(chuàng )新是提升充電設備利用率的重要手段。

4.1 不同運營(yíng)模式對比

當前,我國*速公路服務(wù)區電動(dòng)汽車(chē)充電設備的運營(yíng)模式主要有三種:租賃經(jīng)營(yíng)、合作經(jīng)營(yíng)和自主經(jīng)營(yíng)。模式的選擇取決于各地區的經(jīng)濟發(fā)展水平交通流量以及政策支持和企業(yè)投資意愿。每種模式在實(shí)際運營(yíng)中的優(yōu)劣勢各不相同。

(1)租賃經(jīng)營(yíng)模式:服務(wù)區的運營(yíng)管理單位與相關(guān)企業(yè)簽訂租賃合同，允許企業(yè)在服務(wù)區內建設并運營(yíng)充電站。此模式下,服務(wù)區僅需提供場(chǎng)地，充電設備的建設、運營(yíng)和維護由租賃方負責。該模式風(fēng)險低,但也存在管理難度較大的問(wèn)題。

(2)合作經(jīng)營(yíng)模式:服務(wù)區運營(yíng)管理單位與相關(guān)企業(yè)合作,共同出資建設并運營(yíng)充電設備,產(chǎn)權歸雙方共同所有。這種模式在河北等省份的*速公路服務(wù)區應用較為廣泛。合作經(jīng)營(yíng)的優(yōu)勢在于充分發(fā)揮了各方資源和專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢。

(3)自主經(jīng)營(yíng)模式:服務(wù)區自行投資建設電動(dòng)車(chē)充電設備,并負責運營(yíng)和維護,通過(guò)自主經(jīng)營(yíng)保障服務(wù)。該模式面臨的*大挑戰是資金壓力和運營(yíng)風(fēng)險日

4.2 提升用戶(hù)體驗的管理策略

(1)實(shí)時(shí)信息共享與智能管理:運營(yíng)商可通過(guò)手機 APP 和車(chē)載系統為車(chē)主提供實(shí)時(shí)信息，如附近服務(wù)區的站點(diǎn)車(chē)位數量、使用狀態(tài)、價(jià)格等。

(2)*峰期應急管理措施:可試點(diǎn)部署移動(dòng)充電車(chē),在*峰期提供快速充電服務(wù)，此外改進(jìn)雙向車(chē)流管理也可以緩解服務(wù)區充電壓力。

(3)運維機制的完善與故障處理:運營(yíng)方需建立完善的設備維護和故障報告機制,確保充電設備正常運行。

5 未來(lái)發(fā)展建議

未來(lái)，應在現有基礎上繼續推進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)充電設備的改進(jìn)布局、技術(shù)創(chuàng )新和政策支持,以確保*速充電網(wǎng)絡(luò )能夠滿(mǎn)足不斷增長(cháng)的電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)需求?；诖?提出以下建議:

5.1 提升充電設備覆蓋率,縮小區域發(fā)展差距

為了實(shí)現充電網(wǎng)絡(luò )的均衡發(fā)展，建議加大對欠發(fā)達地區的投資,推動(dòng)社會(huì )資金的引入，以支持基礎設施建設。例如,可以通過(guò)補貼政策與社會(huì )資本合作(PPP)模式,鼓勵相關(guān)企業(yè)參與西部和東北部充電站建設，推動(dòng)全國范圍內*速路網(wǎng)電動(dòng)車(chē)充電設備覆蓋率增長(cháng)。

5.2 推動(dòng)技術(shù)創(chuàng )新,提升設備使用效率和用戶(hù)體驗

持續支持大功率充電技術(shù)的研發(fā)與應用,特別是在交通繁忙的*速公路服務(wù)區推動(dòng)換電站和智能充電管理系統建設。換電模式作為快速補能的有效替代方案,具有縮短充電時(shí)間、提*能源利用效率的潛力,建議推動(dòng)不同品牌電動(dòng)車(chē)輛電池的互換兼容加快換電技術(shù)普及。

5.3 加強運營(yíng)管理與智能化平臺建設

建議建立全國統一的電動(dòng)車(chē)充電設備智能管理平臺,整合不同充電運營(yíng)商的數據,方便用戶(hù)通過(guò)一個(gè)平臺查詢(xún)全國范圍內充電站點(diǎn)的實(shí)時(shí)信息、使用情況及價(jià)格等,簡(jiǎn)化操作流程,提升使用便利性。加快制定相關(guān)政策,鼓勵充電運營(yíng)商與車(chē)企共享數據推動(dòng)充電設備互聯(lián)互通，避免因平臺割裂導致用戶(hù)需要下載多個(gè) APP 的情況。

5.4 完善政策支持體系,促進(jìn)市場(chǎng)化運作

建議進(jìn)一步完善電動(dòng)汽車(chē)充電設備建設和運營(yíng)的政策支持體系,出臺專(zhuān)項資金補貼政策,特別是針對中西部及偏遠地區的建設政策。同時(shí)，可以通過(guò)稅收優(yōu)惠、*款利息補貼等措施,鼓勵相關(guān)企業(yè)參與到*速公路充電網(wǎng)絡(luò )的建設中。在運營(yíng)模式上,建議推廣 PPP模式，政策引導與市場(chǎng)化運作相結合,發(fā)揮市場(chǎng)機制作用,提*電動(dòng)車(chē)充電設備的運營(yíng)效率。

5.5 加強環(huán)保與可持續發(fā)展技術(shù)的應用

*速公路服務(wù)區充電站應積極探索利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源,通過(guò)“光儲充”一體化系統,降低對傳統電網(wǎng)的依賴(lài)，推動(dòng)綠色能源的應用和發(fā)展。同時(shí),利用儲能系統和智能電網(wǎng)技術(shù),可以調節電力負荷,改善能源分配,進(jìn)一步提升電動(dòng)汽車(chē)充電設備的可持續發(fā)展能力。

未來(lái),*速公路電動(dòng)汽車(chē)充電設備的發(fā)展*須依靠企業(yè)和用戶(hù)的協(xié)同,通過(guò)政策支持、技術(shù)推動(dòng)和市場(chǎng)化運作,構建智能、可持續的充電網(wǎng)絡(luò )，以推動(dòng)我國新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，實(shí)現交通領(lǐng)域綠色轉型。

6 安科瑞充電樁收費運營(yíng)云平臺系統選型方案

6.1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。

6.2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。

6.3系統結構

系統分為四層：

1）即數據采集層、網(wǎng)絡(luò )傳輸層、數據中*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）數據中*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。

6.4安科瑞充電樁云平臺系統功能

6.4.1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。

6.4.2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。

6.4.3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。

6.4.4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。

6.4.5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。

6.4.6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。

6.4.7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。

6.4.8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。

6.5系統硬件配置

參考文獻:

1. 劉婧雯,車(chē)春江,聞靜.*速公路充電基礎設施發(fā)展對策研究[J].交通運輸部管理干部學(xué)院學(xué)報，2023(3):20 -24.

2. 陳露,王超,陳曉楠,等.把脈電動(dòng)汽車(chē)“恐*癥”一*速公路充電設施建設運營(yíng)現狀初探[J].中國公路,2022(6):30 -39.

3. 趙建軍.成本核算在企業(yè)經(jīng)濟管理中的作用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2011(19):251-252.

[4] 趙峰.基于關(guān)鍵路徑的掙值分析法的優(yōu)化研究[.工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟,2007(6):59-63.

[5] 陳飛玉.施工組織設計對施工圖預算的影響分析及應用[J].中國勘察設計,2006(8):90-92.

[6] 王有為.*速公路機電工程施工細節問(wèn)題探討[J].中國交通信息化,2013(1):34-35.

[7] 吳霏雨.讀作業(yè)成本法與傳統成本法的結合運用[J].會(huì )計之友,2011(2):33-36.

[8] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)應用手冊2020.06版.

[9] 陳昱靦.*速公路充電設施建設與運營(yíng)管理策略研究[J].