安科瑞 鮑靜君

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

　　關鍵詞：特色；充電樁；設計與研究

　　一、項目背景

　　汽車充電樁既能環境，又能推動產業升級，新能源產業已經成為各國競爭的制高點之一。在國務院2010年制定的七大戰略性新興產業中，新能源和新能源汽車，已成為兩大著重扶持的支柱產業。《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012—2020年）》（以下簡稱規劃）日前正式發布。規劃明確，我國以純電驅動的新能源汽車發展和汽車工業轉型的主要戰略取向，當前著重推進純電動汽車和插電式混合動力汽車產業化，2015年產銷量力爭達到50萬輛。到2020 年，純電動汽車和插電式混合動力汽車生產能力達200萬輛、累計產銷量超過500萬輛。據國家統計，2013年轎車產量1200萬輛。如未來3—5年10％改為電動和混動汽車，則年產不低于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、滬等地充電樁建設計劃相繼推出，國家電網未來電動汽車充電網絡建設擬投資600億元，京津、杭滬蘇等將加速跨省、市間高速路充電站建設。電動汽車充電設備市場未來將進入快速發展。

　　二、國內外研究現狀

　　1、國內研究現狀

　　近年，國家相關政策扶持力度的加大與環保理念的不斷深入，新能源汽車銷量一直處于穩步增長的狀態。2018年中國汽車銷量出現28年來的一次下降，但新能源汽車銷量達到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熱點。

　　國內采用統一規劃和部署推進充電基礎設施建設的工作成效,充電樁建設數量更多,增速更快。中國充電基礎設施規劃和部署工作成效明顯,政府在充電樁建設過程中發揮了重要作用。政府出臺電動汽車充電基礎設施整體規劃,具體執行部門分別從建設數量、激勵政策、充電標準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，預計到2019年年底，公共充電樁將達到45.1萬根，私人充電樁將達到95萬根，車裝比達到3.2:1。

　　2、國外研究現狀

　　美國的電動汽車充電樁的建設呈增長趨勢，截止2018 年2月，汽車充電樁的數量達到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換為電能的太陽能板來提供快速充電服務。2014年5月，由豐田、日產、本田以及三菱四家大型的車企制造商聯合日本政策投資銀行一起成立了“日本充電服務公司”(N C S)，主動承擔充電樁的安裝成本及8年的免費保修服務[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對每一臺充電樁的充電過程進行控制。

　　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，部分地區還出現充電樁不夠用的現狀，造成資源浪費。

　　（2）充電樁兼容性差，一種充電樁不能夠為多種型號的新能源汽車充電，充電技術有待提高。

　　（3）充電樁后期維護管理不善。國家近年出臺了相關優惠政策，充電樁企業出現了復雜的商業競爭，卻忽視了后期充電樁的管理和維護工作，出現大面積“有樁不能用”癱瘓狀態。

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

　　三、創新與特色

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

　　特色充電樁的建設以及投入使用主要供給新能源汽車充電、汽車發動機應急充電，在此基礎上附加智能WIFI等功能，以完善城市的服務系統。選址布點將綜合考慮交通流、商業分布、游客流量等因素，將充電樁的作用發揮到較大。充分利用能源-太陽能，充電樁內的服務所需電能大部分都來源于太陽能板的發電。

　　充電樁的運營管理方案如下：

　　（1）智能充電樁留存方案：根據運營前半年路側充電樁的使用情況，將在使用頻率高的地方完善其服務功能；

　　（2），充電樁維護方案：為了確保故障電纜或線路故障能夠及時被發現并解決，維護人員將制定巡檢計劃，加強對充電樁的日常巡查，加強網管監控，及時處理亭子破損、話機故障等問題；

　　（3）智能充電樁日常保潔方案：充電樁除了為汽車提供發動機充電功能外，還是城市景觀的一部分，公共設施的整潔程度將體現一個城市的風貌，因此，將努力做好公共設施的保潔工作。

　　特色充電樁共設有六種主題，附加功能和分布地點也不盡相同。

　　A.交通亭：主要以提供交通服務為主題。主要分布于學校、公交車站、交通事故多發地、停車場等。

　　學校附近：主要宣傳交通法規。據了解，我國每年約有1.6萬中小學生非正常死亡；2000年,中小學生因安穩事故、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生在“消失”。據中國青少年研究平臺2001年至2002年的大型調查發現，安穩事故已經成為14歲以下少年兒童的死因。遵守交通法規學生抓起。除電子屏幕宣傳安穩知識外，亭內還為家長提供各類教育類書籍，及時發布學校需及時告知家長的重要信息，架起學校與家長教育溝通的橋梁。

　　公交車站：充電樁與公交車站設計。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、雪域公交紀念卡；實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；提供應急設備，如滅火器等。

　　交通事故多發地;將充電樁與智能機器人設計， 實時監控道路上車輛駕駛狀況，控制車輛時速。根據大數據分析規劃交通方案，從而將事故發生率控制到較低。（提供急救箱、滅火器等應急設備）

　　停車場附近：提供應急修車工具箱，各種燃油等汽車有償使用應急設備。

　　B.社區生活亭：以查詢為主題，提供地圖、天氣、旅游攻略等各項日常生活查詢，提供繳水電費、交通卡、話費卡充值等服務。一站式服務為城市居民生活提供便利，主要分布在居民區附近。

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

　　閱讀亭：以閱讀為主題，亭子內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。主要分布于學校、村落以及機關單位。

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

　　F.藝術亭：以藝術創作為主題，提高全民藝術創新精神，展現西藏特色文化，城市風景，主要分布于娛樂功能區。

　　四、研究意義

　　特色充電樁在很好保持充電樁特性的同時，把創新和設計融入充電樁中，是典型的傳統和現代的結合，民族風格和世界文化的交流碰撞。在用自身設計吸引游客的同時，也給游客帶來切實可觸的便利，激發游客保護文物的意識，從而更好的保證景點的完整與美好。通過配套的文創用品盈利， 營業額用來更好的規劃拉薩地區的旅游休閑，可謂是一舉多得，具有很好的實踐意義。

　　不同主題的充電樁將為不同的人群帶來便利。旅游者和當地市民在拉薩游玩的過程中，很容易遇到諸如汽車發動機饋電、迷路、暈車、手機沒電、口渴等不利因素，影響了旅游過程中的樂趣，而拉薩市以旅游業為重要經濟來源，不同主題的充電樁的建設能解決以上問題，并為旅游者帶來了更為舒服的旅游體驗，其自助引導功能，可使得消費者的服務體驗更加。

　　隨著新能源產業的發展，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展的趨勢。充電樁建設可在一定程度上完善城市公共設施建設存在的不足，正符合了“三保一發展”的規劃理念，即保護文化、保持特色、健康發展。此外，特色充電樁的發展與建設有助于推動新能源汽車加速駛入“快車道”，給更多消費者帶來便利，進一步我國在綠水青山的發展。

　　五、安科瑞充電樁運營管理平臺

　　1、系統架構

　　安科瑞Acrelcloud-充電樁收費運營云平臺系統通過物聯網技術對接入系統的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數據采集和監控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警；用戶通過小程序掃描二維碼，進行支付后，系統發起充電請求，控制二維碼對應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模塊接入互聯網，配合加密技術和秘鑰分發技術，基于TCP/IP的數據交互協議，與云端進行直連。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，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，充電樁運行監測，充電樁異常交易監測。

　　交易結算：充電價格策略管理，預收費管理，賬單管理，營收和財務相關報表

　　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：充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結算，導航等

　　小程序：掃碼充電，賬單支付等功能

　　數據服務：數據采集，短信提醒，數據存儲和解析

　　變壓器監控：監控充電站變壓器負荷，每個充電站配備一塊ARCM300T無線表，超負荷時系統自動對充電樁的進行調度管理，即當負荷超過百分之五十時，系統會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為百分之五十，當變壓器負荷超過百分之八十時，系統將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為止。

　　2、平臺功能

　　2.1平臺登錄

　　在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權限密碼，進行登錄，防止未授權人員瀏覽有關信息。

2.2平臺首頁

　　平臺首頁總覽每天的開戶數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時長，累計的開戶數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時長，以及相應的環比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導航、本月充電統計。

2.3實時監控

　　l 充電站監控

　　充電站監控頁面監視用戶充電槍總數、正在充電的槍數、空閑槍數、插槍數量、故障槍數量等，匯總了用戶擁有各樁的當日充電總次數、總電量、總時長，進行負荷限制、故障查詢。

l 充電槍監控

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

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，點擊后可以加入到小程序列表，如下圖所示

l 授權登錄界面

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

l 主功能頁

　　初次進入主功能頁時需要授權定位才可以使用地圖相關功能，在地圖上查看到當前所在區域的充電站，查看充電站信息，可以進行掃碼充電操作，地圖導航等。

l 充電

　　掃描充電槍上的二維碼，如果當前充電樁可用即可進入充電選擇頁面，可以查看到當前的充電站名稱、充電槍名稱，以及當前的賬戶余額，電價和預計可充電量等數據，還可以查看當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。充電結束可以進進行評價。

l 個人信息

　　個人信息可以顯示當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、設置支付密碼等功能

3、硬件配置

　　3.1平臺服務器：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器，服務器配置根據充電槍點數的不同，分別如下：

　　3.2現場推薦硬件配置清單：

六、結語

　　能源短缺時代的到來，特色充電樁的設計與研究不僅會滿足不同區域、不同人群的充電及其他需求，彌補城市公共設施建設不足，更會在一定程度上帶動新能源汽車產業的發展，迎接綠色交通新時代的到來。