淺談電動(dòng)汽車(chē)充電樁及收費管理云平臺建設現狀與發(fā)展問(wèn)題

安科瑞張浩彬

摘要：汽車(chē)“新四化”背景下，電動(dòng)汽車(chē)的銷(xiāo)量不斷提高，在很大程度上緩解了能源危機與環(huán)境污染問(wèn)題，但因電動(dòng)汽車(chē)續航受限， 電動(dòng)汽車(chē)的普及率與充電樁的建設與運營(yíng)情況有密切關(guān)系。本文介紹了國內充電樁建設現狀，分析了目前市場(chǎng)上充電樁的發(fā)展問(wèn)題，給出科學(xué)合理的充電樁運維及安全管理建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē)；充電樁；建設現狀；發(fā)展問(wèn)題；運維建議。

1引言

2015年以來(lái)，我國電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量穩步增長(cháng)，如圖 1，但是充電樁的發(fā)展速度與電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展速度不能很好地匹配，導致我國電動(dòng)汽車(chē)難以普及。在充電樁的建設和管理運行過(guò)程中，會(huì )出現各種各樣的問(wèn)題，特別是運維問(wèn)題及安全問(wèn)題。本文從技術(shù)角度出發(fā)分析了電動(dòng)汽車(chē)充電樁存在的運維問(wèn)題及安全問(wèn)題，以幫助相關(guān)部門(mén)了解電動(dòng)汽車(chē)充電樁的發(fā)展中的主要問(wèn)題。同時(shí)本文還針對性地提出電動(dòng)汽車(chē)充電樁在運維與安全管理方面的改善措施，以供行業(yè)參考，努力提高電動(dòng)汽車(chē)的使用便利性與安全性。

充電樁建設現狀

充電樁，是用來(lái)給電動(dòng)汽車(chē)充電的設備。它的功能類(lèi)似于加油站里的加油機，可以固定在地面或墻壁，多安裝在公共建筑停車(chē)場(chǎng)、居民小區車(chē)位或充電站內?？筛鶕煌碾妷旱燃墳楦鞣N型號的電動(dòng)汽車(chē)充電。主要分為交流樁和直流樁，交流樁電壓低、充電速度慢，俗稱(chēng)慢充。直流樁電壓較高、充電速度快，俗稱(chēng)快充。（圖 2）

圖 2 國標交流與直流接口的針腳布置及定義

近幾年，充電樁的數量也在逐漸增多，如圖 3 所示。2020 年，我國車(chē)樁比達到 2.9:1，較 2015 年的 7.8:1 已經(jīng)有大幅的提升。但仍然遠遠無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)要求，充電樁數量的不足及充電速度不夠快是影響用戶(hù)充電需求的兩大問(wèn)題，已經(jīng)成為了遏制產(chǎn)業(yè)發(fā)展的阻力之一，從這點(diǎn)來(lái)看，加大充電設施的建設力度與速度，是促進(jìn)新能源汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的有效手段之一。

圖 3 2015-2020 年中國車(chē)樁比

2

充電樁現存問(wèn)題分析

國內目前現有充電樁數量逐年增加，車(chē)樁比逐年降低，但是目前依然還存在很多問(wèn)題，如運維“掉線(xiàn)”、安全管理不到位等，都在不同程度上影響了電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主的使用體驗，阻礙了電動(dòng)汽車(chē)的廣泛普及。

2.1 充電樁運維“掉線(xiàn)”

近年來(lái)，在店慶汽車(chē)快速發(fā)展的大背景下，各地重視配套設施的同步建設，充電樁建設速度逐步加快。部分地方，早年建設的慢充樁漸漸閑置，有的常年不用淪為擺設，有的缺乏運維處于“掉線(xiàn)”狀態(tài)。在G98環(huán)島高速公路東線(xiàn)，瓊海至三亞的7個(gè)服務(wù)區中，有5個(gè)服務(wù)區充電樁“停擺”，甚至有兩個(gè)壓根兒沒(méi)有安裝。幾百公里的高速路上，竟然一樁難尋；充電樁數量漂亮，實(shí)際卻成為“僵尸樁”，資源被閑置浪費，不禁讓人疑問(wèn)，管理何在，維護何在？充電樁建成后就任其自生自滅，不再管理，這讓新能源車(chē)主非常無(wú)奈且失望。充電樁淪為“僵尸樁”，暴露出相關(guān)方“重建輕管”的問(wèn)題。該現象向人們敲響警鐘，充電樁不能只是一建了之。不管是服務(wù)區，還是安裝公司，都應該履行好自己的職責，在積極溝通中解決各類(lèi)問(wèn)題，確保充電樁正常運行。就服務(wù)區而言，需做好場(chǎng)地提供、巡查報修等方面的保障；而安裝公司既然承擔養護任務(wù)，就當重信守諾，至于其中出現的盈利點(diǎn)低等問(wèn)題，管理部門(mén)當及時(shí)跟進(jìn)，甚至在前期可通過(guò)加大補貼的方式激發(fā)維修運營(yíng)的積極性。

本論文通過(guò)調研走訪(fǎng)20位新能源車(chē)主，調研車(chē)主對自家周邊充電配套設施建設的滿(mǎn)意程度（如圖 4），發(fā)現大多數車(chē)主對于充電問(wèn)題依然心存憂(yōu)慮，期待充電便利性能得到大幅改善。其中，對周邊充電配套設施滿(mǎn)意的占25%，較滿(mǎn)意的占30%，不太滿(mǎn)意的的45%，從數據可看出，接近一半的人對于周邊配套設施的配套使用體驗不好，這在很大程度上影響了電動(dòng)汽車(chē)的普及。

圖 4 車(chē)主滿(mǎn)意度調查

通過(guò)進(jìn)一步走訪(fǎng)這部分對周邊配套設施不滿(mǎn)意的車(chē)主，較多車(chē)主反映周邊的很多充電樁都淪為擺設，沒(méi)有定期維護，利用率不高，甚至有車(chē)主需要舍近求遠去充電，給用車(chē)造成不便。充電樁的運維“掉線(xiàn)”給車(chē)主帶來(lái)了非常不好的使用體驗，這應引起相關(guān)部門(mén)高度重視，盡快改善運維工作，降低“僵尸”充電樁的占比。

2.2 充電樁安全隱患多

目前我國的充電樁主要有室外充電樁及室內充電樁兩大類(lèi)。室外充電樁多為公共充電樁、室內充電樁多為私人充電樁。室外充電樁的問(wèn)題更多，主要原因在于受自然環(huán)境的影響，室外充電樁更容易出現線(xiàn)路老化、漏電，同時(shí)室外充電樁接觸人員較多，因此對于室外充電樁的安全等 級要求要更高。室內充電樁多為私人充電樁，大都位于地下車(chē)庫、私人車(chē)庫，由于其所處位置空間狹小，車(chē)輛密集，一旦發(fā)生火災很容易造成連鎖事故?？傊?，不管是何種充電樁，其位置均在人員密集場(chǎng)所，加之充電樁供不應求，充電現場(chǎng)擁擠，一旦發(fā)生安全事故很容易釀成大禍。充電樁的安全隱患主要有以下三種：

2.2.1 充電樁絕緣異常

充電樁的金屬外殼、刷卡及按鍵部位旁的金屬部件等易接觸部件存在漏電情況時(shí)，使用者操作充電樁時(shí)，刷卡過(guò)程中可能會(huì )導致觸電。

2.2.2 充電槍電子鎖未鎖緊

充電槍是使用者在充電時(shí)常接觸的部件，它的使用方法類(lèi)似于普通汽車(chē)的加油槍。為了防止使用者在充電時(shí)拔槍觸電，充電樁需要在內部設置電子鎖監測充電狀態(tài)。若充電樁的充電槍鎖緊功能失效無(wú)法鎖緊，當使用者可直接拔掉充電槍時(shí)，充電槍帶高壓電，風(fēng)險是致命的。

2.2.3 充電樁零部件防銹功能差

對于安裝在室外的充電樁而言，要防止金屬部件生銹，因為生銹會(huì )增加使用者觸電的風(fēng)險。充電樁生銹后，生銹面積會(huì )逐漸擴大，整個(gè)金屬框的強度有也會(huì )因為生銹而導致下降；另外，生銹會(huì )導致出現腐蝕，腐蝕形成穿洞，這些都會(huì )增加使用者的觸電風(fēng)險。

2.3 充電事故易發(fā)

電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展期間，從研發(fā)、測試到生產(chǎn)，安全一直各方強調的重中之重，然而充電安全事件仍然時(shí)有發(fā)生，導致消費者無(wú)法放下對電動(dòng)汽車(chē)的安全擔憂(yōu)。充電樁相關(guān)的安全事故，主要原因有以下三點(diǎn)。

2.3.1 自然環(huán)境影響

室外充電樁受自然環(huán)境影響較大，長(cháng)期使用中，雨雪天氣、刮風(fēng)、溫度等環(huán)境因素均會(huì )對充電樁造成一定程度的損壞，充電樁屬于高壓電力設備，充電樁受損可能造成絕緣失效，絕緣出現問(wèn)題會(huì )引發(fā)人員觸電。

2.3.2 管理工作不到位

國內絕大多數城市還處在電動(dòng)汽車(chē)的快速發(fā)展期，電動(dòng)汽車(chē)充電樁建設還處于一個(gè)不太成熟的階段，管理模式也不夠成熟。目前國家發(fā)布的行業(yè)標準涵蓋充電樁等充電設備的運營(yíng)技術(shù)標準，但是充電現場(chǎng)的安全性并不是技術(shù)性要求。管理不到位會(huì )造成安全事件的多發(fā)，所以充電樁的安全管理還需要進(jìn)一步探索改進(jìn)。

2.3.3 監管維護不到位

室外充電樁因受影響因素較多，使用人員多樣化，使用頻率高，出現損壞的概率較大。設備遭到損壞后，若監管工作不到位，沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行維護，就會(huì )出現安全隱患。如充電樁絕緣失效會(huì )引發(fā)人員觸電，更有嚴重者可能造成火災，危機多人。

3

充電樁運維管理建議

在加緊建設充電樁的過(guò)程中，既要保證車(chē)樁比的匹配，更要保證車(chē)樁比成為真正的車(chē)樁比，充電樁要建好，更要管好。

圖 5 充電樁管理建議

3.1 常規檢查維護要重視

充電設施集成化、模塊化、智能化，要想做好充電樁的運維工作，就對運維管理人員進(jìn)行全系統的培訓，達到能及時(shí)處理突發(fā)問(wèn)題和設備隱患等，從而不斷積累運維經(jīng)驗，提高客戶(hù)服務(wù)和運維檢修技能水平。充電樁屬于高壓電力設備，維護掉以輕心，一不小心可能釀成大禍。所以須每日對重要項目細心檢查，包括交流電源及設備、充電樁外觀(guān)檢查、充電前檢測、充電中檢測、充電完成后電子槍的檢測等。日常的檢查維護工作落到實(shí)處，工作做細，責任到人，不能虛喊口號，這樣才能盡可能地降低充電事故的發(fā)生概率。

3.2 安全工作落到實(shí)處

3.2.1 安全教育及宣傳工作要到位

安全問(wèn)題牢記在心，時(shí)刻不忘。充電樁旁邊要張貼高壓警示標志，以提醒使用人員注意安全，謹慎操作。相關(guān)工作人員的安全教育必須落到實(shí)處，定期對工作人員進(jìn)行電氣安全知識及安全操作進(jìn)行培訓，普及電氣安全知識，提高工作人員的安全操作能力；且嚴格把控工作人員的資質(zhì)，對于工作中需進(jìn)行電氣操作的人員，要求取得相應的資質(zhì)證書(shū)，方可持證上崗。

3.2.2 安全隱患定期要排查

防患于未然，室外充電樁長(cháng)期暴露在自然環(huán)境中，因環(huán)境復雜多變，充電樁使用頻率較高，接觸人員也多樣化，導致安全隱患也較多。因此，定期對充電樁進(jìn)行專(zhuān)業(yè)檢查，深度排查安全隱患，預防安全事故。針對安全隱患的排查要專(zhuān)門(mén)制定相應制度，實(shí)行排班制，責任明確到人，使工作人員從內心高度重視排查工作，同時(shí)要定期考核工作人員的專(zhuān)業(yè)知識和安全操作能力，以確保排查的專(zhuān)業(yè)性、有效性，避免出現安全事故。

3.2.3 安全防護裝備要齊全

充電樁屬于高壓電力設備，相關(guān)的工作涉及高壓。充電站需配齊相應的安全防護裝備，如絕緣手套、絕緣地毯、絕緣靴子等，以保證相關(guān)人員的安全；另外，所有充電樁加防雨頂棚，并加裝攝像頭，24小時(shí)監控充電樁工作過(guò)程，加強充電樁管理控制水平及效率。安全有效地管理充電樁，需要靠多方面的工作。安全教育及宣傳工作、隱患的定期排查、防護裝備的準備等方面要同事重視，同時(shí)做到位，方可低程度地降低事故率。

4

安科瑞充電樁收費運營(yíng)云平臺

4.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電樁收費運營(yíng)云平臺系統通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統的汽車(chē)充電站、電動(dòng)自行車(chē)充電站以及各個(gè)充電樁進(jìn)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，資源管理、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。

4.2應用場(chǎng)合

適用于住宅小區等物業(yè)環(huán)境、各類(lèi)企事業(yè)單位、醫院、景區、學(xué)校、園區等公建、公共停車(chē)場(chǎng)、公路充電站、公交樞紐、購物中心、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、公寓寫(xiě)字樓等場(chǎng)合。

4.3系統結構

現場(chǎng)設備層：連接于網(wǎng)絡(luò )中的各類(lèi)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、電氣火災探測器、限流式保護器、煙霧傳感器、測溫裝置、智能插座、攝像頭等。

網(wǎng)絡(luò )通訊層：包含現場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò )交換機等設備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現場(chǎng)設備層設備的數據，并可進(jìn)行規約轉換，數據存儲，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )把數據上傳至搭建好的數據庫服務(wù)器，智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)將數據存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò )恢復時(shí)從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務(wù)器端數據不丟失。

平臺管理層：包含應用服務(wù)器和數據服務(wù)器，完成對現場(chǎng)所有智能設備的數據交換，可在PC端或移動(dòng)端實(shí)現實(shí)時(shí)監測充電站配電系統運行狀態(tài)、充電樁的工作狀態(tài)、充電過(guò)程及人員行為，并完成微信、支付寶在線(xiàn)支付等應用。

4.4平臺功能描述

4.4.1充電服務(wù)

充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線(xiàn)自助支付充電，充電結算，導航等。

4.4.2首頁(yè)總覽

總覽當日、當月開(kāi)戶(hù)數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時(shí)長(cháng)，累計的開(kāi)戶(hù)數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時(shí)長(cháng)，以及相應的環(huán)比增長(cháng)和同比增長(cháng)以及樁、站分布地圖導航、本月充電統計。

4.4.3交易結算

充電價(jià)格策略管理，預收費管理，賬單管理，營(yíng)收和財務(wù)相關(guān)報表。

4.4.4故障管理

故障管理故障記錄查詢(xún)、故障處理、故障確認、故障分析等管理項，為用戶(hù)管理故障和查詢(xún)提供方便。

4.4.5統計分析

統計分析支持運營(yíng)趨勢分析、收益統計，方便用戶(hù)以曲線(xiàn)、能耗分析等分析工具，瀏覽樁的充電運營(yíng)態(tài)勢。

4.4.6運營(yíng)報告

按用戶(hù)指定周期分析汽車(chē)、電瓶車(chē)充電站、樁運行、交易、充值、充電及報警、故障情況，形成分析報告。

4.4.7APP、小程序移動(dòng)端支持

通過(guò)模糊搜索和地圖搜索的功能，可查詢(xún)可用的電樁和電站等詳細信息。掃碼充電，在線(xiàn)支付:掃描充電樁二維碼，完成支付，微信支付完成后，即可進(jìn)行充電。

4.4.8資源管理

充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶(hù)檔案管理，充電樁運行監測，充電樁異常交易監測。

5

選型配置

6

結語(yǔ)

隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)的推廣普及，充電樁等配套設施逐漸走進(jìn)人們的生活。充電樁的安全管理不僅僅技術(shù)問(wèn)題，而是復雜的管理問(wèn)題，這也是許多充電現場(chǎng)安全事故的重要原因。特別是在電氣環(huán)境較為復雜的商城地下車(chē)庫以及公交車(chē)充電場(chǎng)，充電現場(chǎng)的安全問(wèn)題屢見(jiàn)報端。通過(guò)對這些安全事故進(jìn)行綜合分析發(fā)現，電動(dòng)汽車(chē)充電現場(chǎng)的安全問(wèn)題可以分為技術(shù)問(wèn)題和管理問(wèn)題，技術(shù)問(wèn)題需要技術(shù)部門(mén)解決，這些問(wèn)題無(wú)法一蹴而就。但是管理上的問(wèn)題可以通過(guò)加強監督、規范操作的方法來(lái)解決。解決電動(dòng)汽車(chē)充電現場(chǎng)的安全隱患能夠有效避免人民人身財產(chǎn)的損失。