1新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站發(fā)展背景

電動(dòng)汽車(chē)碳減排能力是指電動(dòng)汽車(chē)行駛時(shí)消耗電量對應發(fā)電側 排放CO2 相對于同等型號燃油汽車(chē)行駛時(shí)排放 CO2的減排量。電動(dòng)汽車(chē)所消耗的電力由發(fā)電廠(chǎng)提供，相當于“以煤代油"，并非意義上的新能源汽車(chē)；在由電廠(chǎng)發(fā)電對電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)，電動(dòng)汽 車(chē)行駛每公里排放的CO2與燃油汽車(chē)基本相同。但隨著(zhù)電力系統發(fā)電側低碳化進(jìn)程不斷推進(jìn)，電動(dòng)汽車(chē)的節能減排效益還會(huì )繼續增加。所以，如何協(xié)調投資清潔能源與電動(dòng)汽車(chē)充電站是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。

2充電站相關(guān)設施以及功能分析

充電站設施：配電系統、充電設備(充電器，電池充電平臺)，調度系統(存儲、更換和維修)。充電樁作為電動(dòng)汽車(chē)智能終端的功能。電動(dòng)汽車(chē)的消費者可以 購買(mǎi)充電樁智能充電卡后，立即將個(gè)人信息在智能卡上激活，從而更好的體驗的智能充電樁的功能。當汽車(chē)進(jìn)入到充電軌道后，充電樁充電和充電端口可以自主進(jìn)行車(chē)距離分辨率的計算，電源接口通過(guò)自動(dòng)紅外傳感器和用戶(hù)汽車(chē)充電接口對接，完成充電過(guò)程。

智能充電站資源網(wǎng)絡(luò )共享。需要投入更多的智能充電站信息共享，如每個(gè)充電站的當前存儲容量、充電樁空閑時(shí)間、充電等待時(shí) 間等。用戶(hù)可以通過(guò)全球定位系統、實(shí)時(shí)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站、充電站和電動(dòng)汽車(chē)的負載恢復運行，及時(shí)反饋給調度中心，以保證電網(wǎng)的安全運行。

新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站是未來(lái)智能城市、智能電網(wǎng)建設的一部分。充電站的第一個(gè)層次是智能充放電控制單元結構：智能控制與數據采集模塊(PM)，智能電表(SM)、電池管理系統 (BMS)，用戶(hù)終端(UT)和其他相關(guān)部件。第二個(gè)層次是綜合控制和管理系統：汽車(chē)充電站系統包括充放電、計量計費、安全等相關(guān)方面。利用SCADA 監控系統的功能、綜合監控、智能負載調節和有效的網(wǎng)絡(luò )通信控制和管理功能。第三個(gè)層次是在充電和放電的電源管理系統：智能電網(wǎng)運行從整體的角度來(lái)看，電動(dòng)汽車(chē)充電站區域內統一管理使用，監督和對運行的微電網(wǎng)能量存儲設備進(jìn)行有效控制。

3運行模式

電動(dòng)汽車(chē)本質(zhì)動(dòng)力是儲能電池，其充電時(shí)可以看作隨機性的負荷、放電時(shí)可以看作移動(dòng)電源，即電動(dòng)汽車(chē)運行在V2G模式。電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)，由于受控制策略和動(dòng)力電池特性的限制，電動(dòng)汽車(chē)相當于一個(gè)低電壓、大電流的負荷。電動(dòng)汽車(chē)對應著(zhù)三種充電模式：慢充方式、快充方式和快換方式。慢充方式主要針對續航能力大的電動(dòng)汽車(chē)，積極利用晚間停運時(shí)間給蓄電池充電；快充方 式針對續航能力適中的電動(dòng)汽車(chē)，由于快速充電電流沖擊較大，只能用于標準的充電站；快換方式適合于車(chē)輛電池組設計標準化，易更換，電動(dòng)汽車(chē)快速更換模式只適合有人值守的標準充電站。電動(dòng) 汽車(chē)作為移動(dòng)負荷，需要對其進(jìn)行隨機負荷建模。分析大規模電動(dòng)汽車(chē)接入對電網(wǎng)的影響，包括對電網(wǎng)穩定性的影響、接入點(diǎn)系統諧波處理等。

4新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站發(fā)展趨勢分析

新能源電動(dòng)汽車(chē)是汽車(chē)行業(yè)未來(lái)發(fā)展的主要方向，這是能源及環(huán)保雙重壓力下的必然?！笆?期間，國家將大力普及新能源汽車(chē)、多能源混合動(dòng)力車(chē)。電動(dòng)轎車(chē)、氫燃料電池轎車(chē)將會(huì )在民眾普及，這樣背景下電動(dòng)汽車(chē)充電站這種配套設備將迎來(lái)新的發(fā)展。2010 年到 2013 年三年間，我國充電站從原有的90座快速攀升至619座， 增長(cháng)率達到89%，充電樁數量也從1129增長(cháng)至22628個(gè)，年負荷增長(cháng)率近 200%。我國新能源汽車(chē)示范推廣的關(guān)鍵環(huán)節之一就是充電設 施的建設，得益于國家對新能源電動(dòng)汽車(chē)的大力推廣，新能源電動(dòng)汽車(chē)充電設施建設行業(yè)將迎來(lái)一個(gè)新的爆發(fā)期。在這之前，受到電動(dòng)汽車(chē)數量及規模的限制，加上充電設施建設過(guò)程中需要大量資金投入，短時(shí)間內得不到明顯效益回報，因此充電設施建設數量較少。根據工信部數據，截至2014年底，我國共建設完成充電站823個(gè)、充電樁3.8萬(wàn)個(gè)。而2014 年我國新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量已達9.39萬(wàn)輛，充電設施供需之間的矛盾日益突出。但在2015年，全國計劃建成的充電站數量達到了2549個(gè)，而計劃建成充電樁的數量更是達到了34萬(wàn)個(gè)，相比于14年，有了近20倍的增長(cháng)。這些數據充分說(shuō)明在未來(lái)時(shí)間里，新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站具有良好的市場(chǎng)空間。相關(guān)研究人員應該做好設計及建設水平的研究工作，有效促進(jìn)行業(yè)進(jìn)步發(fā)展。

新能源電動(dòng)汽車(chē)充電站是未來(lái)智慧城市、智能電網(wǎng)建設的一部分。充電站中的第一層次是智能充放電控制單元建設：智能控制和數據采集模塊(PM)，智能電表(SM)，電池管理系統(BMS)，用戶(hù)終端(UT)和其他相關(guān)部分。第二層次是綜合控制和管理系統：汽車(chē)充電站系統包括充電和放電，計量和計費，安全等相關(guān)方面。利用SCADA監測系統的功能，完成綜合監控、智能負載調節和有效的網(wǎng) 絡(luò )通信控制和管理功能。第三層次是地區充放電站管理系統：從整體的角度操作的智能電網(wǎng)，在充電站區域內統一管理操作、監管大量的電動(dòng)汽車(chē)電池的使用和有效地控制微電網(wǎng)儲能設備。

5安科瑞充電樁收費運營(yíng)云平臺

5.1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。

5.2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。

5.3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。

5.4平臺功能描述

5.4.1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。

5.4.2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。

5.4.3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。

5.4.4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。

5.4.5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。

5.4.6運營(yíng)報告

按用戶(hù)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。

5.4.7APP、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。

5.4.8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。

5.5選型配置

6結語(yǔ)

綜上，發(fā)展清潔可再生能源可以解決環(huán)境和能源問(wèn)題之間的矛盾，電動(dòng)汽車(chē)是未來(lái)一種發(fā)展前景非常廣闊的交通工具，其利用電 能產(chǎn)生動(dòng)力勢能。能源供應是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的重要前提，電動(dòng)汽車(chē)充電站基礎設施供給電動(dòng)汽車(chē)能源，從而更好的促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展。

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