摘要：隨著新能源汽車的快速發(fā)展，城市充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)刻不容緩，但目前城市新能源汽車充電樁的應(yīng)用存在一些問題，如布局不夠合理、與車輛匹配度不高、利用率低等。該文針對這些問題提出優(yōu)化策略，包括科學(xué)規(guī)劃布局、提升充電樁質(zhì)量、加強(qiáng)統(tǒng)籌管理，以有效提升充電樁使用便利性。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 ；充電樁 ；布局規(guī)劃

0引言

新能源汽車作為節(jié)能環(huán)保的綠色出行方式，正在全球范圍內(nèi)快速發(fā)展。與傳統(tǒng)燃油汽車相比，新能源汽車具有低排放、低噪聲等優(yōu)勢，是緩解城市環(huán)境壓力、推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要途徑 [1]。新能源汽車的普及離不開充電基礎(chǔ)設(shè)施的支撐。合理布局充電樁網(wǎng)絡(luò)，不僅能夠?yàn)橛脩籼峁﹥?yōu)質(zhì)的充電服務(wù)，還能延長和提升新能源車輛的續(xù)駛里程和能源利用效率。但目前城市充電樁布局存在一些不合理之處，布局位置與實(shí)際需求偏差較大、充電樁與車輛匹配度不高、充電樁利用率低等，給用戶出行帶來了諸多不便，也制約了新能源車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 [2]。因此，有必要對城市新能源汽車充電樁進(jìn)行合理優(yōu)化，以更好地滿足城市新 能源車輛充電需求、提高充電樁利用率，為新能源汽車充電樁建設(shè)提供理論支持和決策參考。

1 城市新能源汽車充電樁應(yīng)用存在問題

隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，為滿足日益增長的充電需求，一些城市在加速布局充電樁建設(shè)，但由于缺乏科學(xué)合理的規(guī)劃，當(dāng)前充電樁的應(yīng)用存在一些問題，難以為新能源汽車的高效使用提供良好的支撐環(huán)境，制約了新能源汽車的推廣。

1.1 布局不夠合理

城市新能源汽車充電樁的布局如果不夠合理，則會(huì)導(dǎo)致多種運(yùn)營和使用上的問題，影響新能源汽車的普及和用戶的充電體驗(yàn)。，充電樁的分布與實(shí)際用戶需求不匹配。在某些城市，充電樁往往集中在城市中心或某些商業(yè)區(qū)，而在居民區(qū)、郊區(qū)或其他車流量較高的地點(diǎn)較為少見。這種分布的不均衡導(dǎo)致新能源汽車用戶在需要充電時(shí)可能找不到便利的充電點(diǎn)，尤其是在居民區(qū)或上下班的途中 [3]。例如，對于居住在郊區(qū)的新能源汽車用戶而言，如果在其住處附近缺少充電設(shè)施，則需要繞道到城市中心才能找到充電站，這不僅增加了用戶的出行成本，也降低了充電的便利性，進(jìn)而影響了消費(fèi)者選購新能源汽車的意愿。此外，充電樁的分布不均也會(huì)導(dǎo)致某些高需求區(qū)域的充電樁分布過于擁擠，而低需求區(qū)域的充電樁卻長時(shí)間處于閑置狀態(tài)，這造成了資源浪費(fèi)，也降低了充電設(shè)施的經(jīng)濟(jì)效益。第二，充電樁的可接入性不足。充電樁應(yīng)布置在便于新能源汽車進(jìn)出的位置，并確保車輛能夠順利駛?cè)牒婉偝龀鞘薪煌ǖ缆?。然而，一些充電樁可能被設(shè)置在交通狀況復(fù)雜或車輛難以直接到達(dá)的地區(qū)，如信號(hào)不佳的地下車庫，導(dǎo)致駕駛員在尋找和使用充電樁時(shí)遇到困難。在這種情況下，由于充電樁的可接入性較差，因此其實(shí)際使用率可能會(huì)很低 [4-6]。此外，一些充電樁的設(shè)置可能沒有考慮到特殊天氣條件，例如在雨雪天氣或不好的溫度條件下，充電樁因缺乏適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施而無法正常工作。這不僅會(huì)影響充電樁的正常使用，也會(huì)增加維護(hù)成本。

1.2 與車輛匹配度不高

市場上的新能源汽車種類繁多，不同車型對充電速率的需求不盡相同。例如，部分新能源汽車支持快速充電，而還有一些新能源汽車只能使用慢速充電。當(dāng)前，在充電樁的建設(shè)過程中，往往未能充分考慮這一點(diǎn)，導(dǎo)致高速充電樁在某些地區(qū)過度集中，而其他區(qū)域的快速充電需求難以被滿足。同時(shí)，慢速充電樁可能在一些區(qū)域投放過多，投放數(shù)量與需求的不匹配降低了充電樁的使用率，造成了資源浪費(fèi)，也導(dǎo)致駕駛員在特定時(shí)間和地點(diǎn)難以找到合適的充電樁，影響了他們的充電體驗(yàn)。

1.3利用率低

充電樁的利用效率低通常表現(xiàn)為充電樁在中的大部分時(shí)間內(nèi)處于閑置狀態(tài)，這種情況在工作日的白天尤為明顯，因?yàn)榇蠖鄶?shù)新能源汽車車主更傾向于在夜間或者非工作時(shí)間進(jìn)行充電，以便第二天能夠使用。盡管夜間充電樁使用率較高，但從整體上看，充電樁在 24 h 內(nèi)的利用率仍然不高。此外，充電樁的利用峰值和谷值之間差異較大，這種波動(dòng)性的需求未能得到有效匹配。例如，在節(jié)假日或期間，充電樁使用需求往往較大，而平時(shí)需求可能相對較小。這種時(shí)間分布的不均衡導(dǎo)致充電樁難以在之中的大部分時(shí)間內(nèi)被充分利用，從而影響了其投資回報(bào)率，增加了充電樁的建設(shè)和運(yùn)營負(fù)擔(dān)。城市新能源汽車充電樁利用率低影響了充電樁自身的經(jīng)濟(jì)效益，也影響了用戶的充電體驗(yàn)和新能源汽車的推廣效率。因此，對城市新能源汽車充電樁利用率進(jìn)行深入分析有助于為未來優(yōu)化充電樁的布局和管理提供依據(jù)，從而提高整體資源利用效率。

2城市新能源汽車充電樁應(yīng)用優(yōu)化策略

當(dāng)前，城市新能源汽車充電樁的應(yīng)用存在一些問題，給新能源汽車車主帶來了諸多不便，難以為新能源汽車的高效使用提供良好支持。因此，有必要優(yōu)化新能源汽車充電樁應(yīng)用策略，通過科學(xué)的規(guī)劃布局，合理配置城市充電樁，構(gòu)建高效的充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，為廣大新能源汽車車主提供便利、高效、智能的充電服務(wù)，為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航。

2.1 科學(xué)規(guī)劃布局

在城市新能源汽車充電樁應(yīng)用優(yōu)化過程中，科學(xué)規(guī)劃布局是關(guān)鍵一環(huán)。對此，研究人員可收集和分析大量數(shù)據(jù)，包括車輛分布、用戶行為、交通流量及地區(qū)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)情況，并利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，如大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，準(zhǔn)確預(yù)測不同區(qū)域和時(shí)間段的新能源汽車充電需求。例如，通過分析交通高峰期間的車輛數(shù)據(jù)，研究人員可以識(shí)別出充電需求高峰地點(diǎn)和時(shí)間，進(jìn)而指導(dǎo)新能源汽車充電樁的精確布局?？紤]到不同類型的車輛（如私家車、出租車、公交車等）可能有不同的充電需求，因此，在數(shù)據(jù)分析中還應(yīng)區(qū)分這些不同用戶群體的特定需求。需求分析不僅有助于合理配置充電樁的數(shù)量和類型，還能夠預(yù)見其發(fā)展趨勢，為長期規(guī)劃提供支持。靈活的布局策略也是進(jìn)行充電樁布局時(shí)的一部分。研究人員需要根據(jù)城市規(guī)劃的變化靈活調(diào)整充電站的位置和規(guī)模，并采用多種形式的充電站，以適應(yīng)不同的使用環(huán)境。例如，在商業(yè)區(qū)和居民區(qū)，可以考慮建設(shè)固定充電站并配備快充設(shè)施，以滿足快速充電的需求 ；而在公共交通站點(diǎn)附近或主要交通干道旁，可以設(shè)立流動(dòng)充電車或便攜式充電裝置，以便為經(jīng)過的新能源汽車提供臨時(shí)充電服務(wù)。此外，在充電樁布局過程中，應(yīng)考慮到其未來的可擴(kuò)展性，預(yù)留空間和接口，以便未來技術(shù)的升級和擴(kuò)容。這種靈活的布局策略不僅可以提高充電樁的覆蓋率和使用效率，還能增強(qiáng)系統(tǒng)的適應(yīng)性和韌性，滿足城市發(fā)展和技術(shù)變革的需求。

實(shí)施數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的需求分析和靈活的布局策略，可以使城市新能源汽車充電樁的布局更加科學(xué)和合理，有效提升充電樁的使用效率和用戶滿意度，同時(shí)為城市交通結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這種綜合性的優(yōu)化策略不僅考慮了當(dāng)前的需求，也為未來可能的變化保留了足夠的靈活性和應(yīng)變能力。

2.2 提升充電樁質(zhì)量

在城市新能源汽車充電樁布局優(yōu)化策略中，提升充電樁質(zhì)量是確保充電樁系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行和滿足用戶需求的重要策略。研究人員需要完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和加強(qiáng)質(zhì)量控制，如制定嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、使用高質(zhì)量的材料、采用先進(jìn)的制造技術(shù)及實(shí)施細(xì)致的質(zhì)量檢測程序等。充電樁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不僅應(yīng)覆蓋電氣安全和效率等基本要求，還應(yīng)包括對環(huán)境適應(yīng)性的規(guī)定，例如防水、防塵、耐腐蝕和抗溫差能力等，以適應(yīng)不同地區(qū)的氣候和環(huán)境條件。充電樁生產(chǎn)商應(yīng)持續(xù)追蹤新的技術(shù)發(fā)展，不斷更新設(shè)計(jì)，引入更為高效和可靠的技術(shù)解決方案，并建立完整的質(zhì)量管理體系和售后服務(wù)體系，定期開展維護(hù)檢查并制定快速的故障響應(yīng)機(jī)制，確保所有充電樁都始終處于佳工作狀態(tài)，保證充電樁長期穩(wěn)定運(yùn)行。

研究人員還需提高新能源汽車充電樁的智能化程度和用戶友好性。智能化程度較高的充電樁可以與互聯(lián)網(wǎng)相連，以便運(yùn)營商對其進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，進(jìn)而實(shí)時(shí)獲取充電樁的使用情況和性能數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整運(yùn)營策略和維護(hù)計(jì)劃。例如，智能充電樁可以根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷自動(dòng)調(diào)整充電功率，優(yōu)化電力資源的使用，減輕電網(wǎng)壓力。此外，提高用戶友好性是提升充電樁質(zhì)量的另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。研究人員需設(shè)計(jì)更為人性化的交互界面，如觸控屏幕和多語言支持系統(tǒng)，以及提供更多便捷服務(wù)，如移動(dòng)支付、在線預(yù)約和實(shí)時(shí)充電狀態(tài)更新等，提升用戶的充電體驗(yàn)，提高充電樁的使用率和效率。

提升城市新能源汽車充電樁的質(zhì)量，可保障充電樁的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，提升用戶滿意度和用戶黏性，從而推動(dòng)新能源汽車的廣泛應(yīng)用和城市可持續(xù)交通的發(fā)展，為城市新能源汽車充電樁的長期發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)為環(huán)境保護(hù)和能源轉(zhuǎn)型提供有力支持。

2.3加強(qiáng)統(tǒng)籌管理

相關(guān)部門應(yīng)制定明確的新能源汽車充電樁發(fā)展政策，包括土地使用、稅收優(yōu)惠、補(bǔ)貼政策等，引導(dǎo)和激勵(lì)社會(huì)資本參與充電樁建設(shè)和運(yùn)營，并對城市新能源汽車充電樁的布局進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，綜合考慮城市交通流量、新能源汽車分布、居民生活圈等因素，采用地理信息系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)優(yōu)化站點(diǎn)選擇，避免資源浪費(fèi)和重復(fù)建設(shè)。城市新能源汽車充電樁的規(guī)劃涉及多個(gè)部門，包括城市規(guī)劃、交通管理、能源供應(yīng)和環(huán)境保護(hù)等，因此，可以一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)來協(xié)調(diào)這些部門。相關(guān)部門可以建立一個(gè)由其主導(dǎo)的新能源汽車充電樁協(xié)調(diào)小組，集合各相關(guān)部門的力量，共同制定充電樁的布局規(guī)劃和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。協(xié)調(diào)小組可以負(fù)責(zé)制定統(tǒng)一的政策指導(dǎo)和規(guī)劃藍(lán)圖，確保各部門的工作目標(biāo)和行動(dòng)計(jì)劃一致，避免資源重復(fù)投入和政策執(zhí)行上的沖突。同時(shí)，協(xié)調(diào)小組還應(yīng)負(fù)責(zé)監(jiān)督和評估充電樁應(yīng)用效果，及時(shí)調(diào)整策略以應(yīng)對新的挑戰(zhàn)和需求，并與電力公司和市政建設(shè)部門進(jìn)行緊密合作，確保充電樁的電力供應(yīng)和基礎(chǔ)設(shè)施支持。對城市新能源汽車充電樁的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，需要研究人員從科學(xué)規(guī)劃布局、提升充電樁質(zhì)量和加強(qiáng)統(tǒng)籌管理方面著手，在滿足當(dāng)前新能源汽車快速增長需求的同時(shí)，為城市交通能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和環(huán)境質(zhì)量的改善提供支持，終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的雙贏。

3安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺(tái)

3.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費(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)的電動(dòng)電動(dòng)自行車充電站以及各個(gè)充電整法行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控充電樁運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行充電服務(wù)、支付管理，交易結(jié)算，資要管理、電能管理，明細(xì)查詢等。同時(shí)對充電機(jī)過溫保護(hù)、漏電、充電機(jī)輸入/輸出過壓，欠壓，絕緣低各類故障進(jìn)行預(yù)警；充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶通過微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

3.2應(yīng)用場所

適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、實(shí)業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.3.1系統(tǒng)分為四層：

1）即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)中心層和客戶端層。

2）數(shù)據(jù)采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù)，并進(jìn)行電能計(jì)量和保護(hù)。

3）網(wǎng)絡(luò)傳輸層：通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

4）數(shù)據(jù)中心層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數(shù)據(jù)服務(wù)器部署實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

5）應(yīng)客戶端層：系統(tǒng)管理員可在瀏覽器中訪問電瓶車充電樁收費(fèi)平臺(tái)。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。

小區(qū)充電平臺(tái)功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實(shí)時(shí)監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計(jì)分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能，同時(shí)為運(yùn)維人員提供運(yùn)維APP，充電用戶提供充電小程序。

3.4安科瑞充電樁云平臺(tái)系統(tǒng)功能

3.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況，對設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時(shí)長、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(tǒng)一管理小區(qū)充電樁，查看設(shè)備使用率，合理分配資源。

3.4.2實(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)時(shí)監(jiān)視充電設(shè)施運(yùn)行狀況，主要包括充電樁運(yùn)行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過程中的充電電量、充電電壓/電流，充電樁告警信息等。

3.4.3交易管理

平臺(tái)管理人員可管理充電用戶賬戶，對其進(jìn)行賬戶進(jìn)行充值、退款、凍結(jié)、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細(xì)信息。

3.4.4故障管理

設(shè)備自動(dòng)上報(bào)故障信息，平臺(tái)管理人員可通過平臺(tái)查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理，同時(shí)運(yùn)維人員可通過運(yùn)維APP收取故障推送，運(yùn)維人員在運(yùn)維工作完成后將結(jié)果上報(bào)。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。

3.4.5統(tǒng)計(jì)分析

通過系統(tǒng)平臺(tái)，從充電站點(diǎn)、充電設(shè)施、、充電時(shí)間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統(tǒng)計(jì)信息、能耗統(tǒng)計(jì)信息等。

3.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)平臺(tái)建立運(yùn)營商戶，運(yùn)營商可建立和管理其運(yùn)營所需站點(diǎn)和充電設(shè)施，維護(hù)充電設(shè)施信息、價(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng)，同時(shí)可管理在線卡用戶充值、凍結(jié)和解綁。

3.4.7運(yùn)維APP

面向運(yùn)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、查詢流量卡使用情況、查詢充電\充值情況，進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，同時(shí)可接收故障推送 

3.4.8充電小程序

面向充電用戶使用，可查看附近空閑設(shè)備，主要包含掃碼充電、賬戶充值，充電卡綁定、交易查詢、故障申訴等功能。 

3.5系統(tǒng)硬件配置

4結(jié)語

  隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，城市新能源汽車充電樁的建設(shè)迫在眉睫，針對當(dāng)前城市充電樁應(yīng)用中存在的問題提出優(yōu)化策略。研究人員首先要科學(xué)規(guī)劃充電樁的區(qū)位選址和配置規(guī)模，充分考慮新能源汽車分布、道路網(wǎng)絡(luò)特征、土地利用情況、公共設(shè)施分布等諸多影響因素，實(shí)現(xiàn)充電樁的均衡布局，大限度地覆蓋充電需求。還要提升充電樁的質(zhì)量，推動(dòng)充電樁技術(shù)升級，引入智能化管理，為車主提供更加便捷、高效的充電體驗(yàn)。此外，應(yīng)加強(qiáng)充電設(shè)施的統(tǒng)籌管理，通過相關(guān)部門推動(dòng)不同運(yùn)營商間的資源共享和信息對接，破除信息壁壘，實(shí)現(xiàn)設(shè)施互通共享，形成高效協(xié)同的充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，從而為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)支撐。

對于不同新能源車型續(xù)駛里程的差異性考慮不足、充電行為特征假設(shè)過于簡單等問題，研究人員可在后續(xù)研究中進(jìn)行改進(jìn)，以此為城市新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃提供理論支持和技術(shù)路徑，推動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)出行。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙哲源 , 楊紅衛(wèi) , 劉兵 , 等 . 基于模糊決策算法 的新能源汽車充電樁布局優(yōu)化方法 [J]. 河南科 學(xué) ,2022(11):1 721-1 727. 

[2] 李國強(qiáng) , 蔣可軍 , 李錦源 , 等 . 新能源汽車公共充 電樁布局優(yōu)化研究 [J]. 汽車測試報(bào)告 ,2023(8): 140-142. 

[3] 傅丹華 , 郭忠菓 , 朱瑜梟 , 等 . 城市新能源汽車 充電樁選址優(yōu)化研究 [J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇 ,2017 (11):69-70. 

[4] 梁思涵 . 基于空間句法的新能源汽車公共充電 樁在寒地城市的布點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì) [D]. 長春 : 吉林 建筑大學(xué) ,2023. 

[5] 李明輝 , 蔡勇 , 石宇強(qiáng) , 等 . 基于 IE 的城市新能 源汽車充電站選址優(yōu)化研究 [J]. 機(jī)械 ,2024(5): 17-25. 

[6] 易校石 , 祁寶川 , 易正俊 . 新能源電動(dòng)汽車充電 樁的優(yōu)化選址 [J]. 公路交通科技 ,2022(7):166- 171,180.

[7]  黎元江，城市新能源汽車充電樁應(yīng)用優(yōu)化研究.

[8]  安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2022.05版.