西北地区汽车充电桩建设现状及解决方案

摘要：“十四五”是经济发展追赶超越的关键时期，将进一步促进电动汽车及充电市场的繁荣发展。目前我国正处于转型发展的关键时期，在“新基建”的推动下，新能源汽车充电桩的建设将迎来发展机遇。本文首先通过统计、分析西部城市某辖区新能源汽车充电桩建设现状，总结出当前存在的五点问题，进而提出六点有效建议：快慢充结合；优化充电基础设施布局；智慧平台APP建设；充电设施安全与保险；人才与创新；宣传与引导。以期对西部省市新能源汽车发展及城市规划布局提供一定经验和借鉴。
关键词：新能源汽车；充电桩；发展现状；规划布局
1 引言
       发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路，关系产业提升、能源安全、绿色发展；我国坚持纯电驱动战略取向，“十三五”期间持续大力推进电动汽车发展，电动汽车产业发展取得了巨大的成就，技术水平显著提升，产业体系日趋完善，企业竞争力大幅增强，“十四五”是经济发展追赶超越的关键时期，将进一步促进电动汽车及充电市场的繁荣发展。因此，充电设施是电动汽车推广应用基础性的保障。
2 现状
       就陕西省而言，汽车保有量为739.5万辆，至020年底，全省在册电动汽车12.27万辆，省内公共充电桩总数约1.7万根，省内公共充电设施主要布局于省会城市，省会城市则主要集中于三环以内区域。“十四五”(2021-2025年)期间计划共建设各类充电桩35.54万根。
       截止2021年6月，该西部城市管辖区共有新能源汽车充电桩共计90根，其中小区充电桩46根(小区公共享充电桩5根，小区内自有停车位私人充电桩41根)，加气站增建充电桩44根；公共充电桩49根，私人充电桩41根；直流快充(380伏)46根，交流慢充(220伏)44根。该辖区新能源汽车充电桩对比如下，见图1-3。

图1西部城市某辖区汽车充电桩各区域占比

图2西部城市某辖区汽车充电桩类型对比

图3西部城市某辖区汽车快慢充数量对比
       通过以上数据及图表分析得知，该辖区新能源汽车充电桩总量较少，充电场站数量少；小区内公用和私人充电桩数量均不足；区域分布不均，省会城市充电桩数量占比较大，其他市(县)区分布较少；整体发展不平衡；与此同时其可开发投资市场潜力巨大。
3 存在的问题
       经过前期考察、统计、分析、总结后，发现当前存在如下问题：
(1)政策推动力略显不足。
       调研后了解到，相对于省会城市，该市出台的电动汽车推广普及和充电基础设施建设等方面政策支持力度有待加强。尤其是地方财政补贴，仍处于依靠中央补贴为主阶段。究其原因，主要是受当地财政状况限制。应创新商业模式，多渠道筹措资金。
(2)私人充电桩建设阻力大。
       私人充电桩的建设离不开小区和物业。因早期小区规划建设理念限制，老旧小区配套设施差，停车位较少，容积率偏大，箱变容量仅满足当前需求；新建小区开发商和设计单位超前发展意识淡薄，停车位配建充电桩数量少，有关部门未将新建小区停车位配建充电桩列入竣工验收范围。业主协商小区物业在私人停车位安装充电桩时存在不配合现象，亦或停车位周边无处安置分线箱，或者无预埋电缆等。
(3)充电设施标准不健全。
       目前充电设施生产厂家标准不一，不同车企配备不同充电枪，充电接口可共享性差；充电设施在产品安全、性能检测、施工质量、建设验收、运营维护等阶段尚未形成统一标准。
(4)行业管理不规范。
       陕西省内充电设施运营企业数量多达115家，涵盖国家电网、特来电、万邦星星等。除此以外有部分企业场站建成后运营管理滞后，造成充电桩安全性和利用率不高，整体服务能力偏低。同时公共充电桩领域还存在充电桩数量少、停车充电费用偏高、油车占位、充电时间长、充电设施破损、日常维护跟不上、充电便捷性偏低、快慢充比例不均等问题。以上情况均需加强行业管理，正确引导运营企业由扩张型向服务型转变。
(5)商业模式单一。
       目前充电桩经营主体从企业职能上来看可以分为主机厂、充电桩运营企业。然而当前多数充电桩运营企业盈利模式较为单一，主要以收取充电费、停车费及财政补贴为经济来源。市场拓展深度不足，电力交易及车网互动尚未起步，行业盈利能力较弱。应积极拓展经济效益转化方式，探索多元化商业模式，可开展广告服务、金融服务、数据服务、维修保养等综合模式，提升充电设施行业总体经济效益。
4 建议
4.1快慢充结合
       从电池安全与对基础设施要求等角度看，慢充(交流充电)相比快充优势更为明显。并不是说慢充越多越好，应是快慢充有序结合，达到结构比例较好。一般建议有专用停车位的小区业主安装慢充，一方面可降低安装成本，同时也降低了充电时的安全隐患；而充电场站则建议安装快充，一方面可以增加客户充电体验，节约充电时间，同时也增加了充电频次，缩短投资回收期，加快运营企业资金回流，使盈利*大化。
4.2优化充电基础设施布局
       优化布局应坚持“以人为本、车桩相随、适度超前、高效智能”的原则，从规划、市区均衡、城乡结合三方面入手。(1)规划。充电基础设施建设是一项长期系统工程，当前应按照新基建发展要求，从国家层面加强对充电桩布局规划的顶层设计。应注重充电设施行业发展规划与专项规划相结合。可通过平均增长率法和政策分析法，科学预测未来一定时期新能源汽车保有量，以满足电动车充电需求。(2)市区均衡。市区内充电设施的布局应充分利用现有基础设施，多建设在住宅小区、办公区、医院、学校、车站、加油站等人员密集、流动性大的公共区域，既方便找，也方便用。(3)城乡结合。当前从充电桩布局情况来看，我国公共充电基础设施建设区域较为集中。其中，广东、江苏、北京、上海、山东、浙江、安徽、河北、湖北、福建地区建设的公共充电基础设施占比达73.9%[5]。这些一线城市及省会城市，普遍激励政策力度大，资金也能落实到位，但是三四线城市及偏远地区，因财政能力有限，激励政策不足等原因，直接导致充电桩运营企业投资积极性降低，影响新能源汽车推广进程。因此，当前应发挥以点带面，以城市带动周边乡村，实现城乡区域协调发展，使新能源汽车能够“走出去”。
4.3智慧平台APP建设
       目前，各省市均在建设自己的智慧车联网平台，不但容易造成资源浪费，而且车主使用也不方便。该平台融合全国范围内所有充电基础设施，各省市负责充电设施线下具体工作，并录入有关信息。该平台除了具有找桩、用桩、付费等基本功能外，还应与交通、能源、电力等平台互联互通、数据融合、信息共享，向车主提供多方位、立体化的信息服务。
4.4充电设施安全与保险
       新能源汽车及充电设施在大力推广的同时，其自身安全性也引起人们的广泛关注。结合近几年的实例，为避免充电设施在生产、安装、防雷、防火、防水、防漏电等环节发生不安全状况。建议将充电桩等设施纳入国家3C认证产品目录，同时在性能检测、施工质量、竣工验收、运营维护、年检等环节均要有健全的国家、行业、地方充电设施标准。政府部门应加强充电设施项目前期备案制管理，项目建成后应按规范要求组织住建、电力、应急等部门进行联合验收，合格后方可投入使用。充电设施运营企业应加强运营期间安全管理，定期开展专项安全隐患排查，并建立隐患台账和销号制度，做到“运营无隐患，隐患不运营”。任何设施都不可能做到安全，所以就需要必要的保险措施。新能源汽车与传统燃油汽车有区别，在使用充电设施时，对其保险条款提出两点建议：一是使用公共充电桩时，因外部电网故障导致的损失(如自燃)应纳入参保范围；二是使用自有充电桩时，发生故障导致的损失，以及因此造成第三者人身伤亡或财产损失均应纳入参保范围。
4.5人才与创新
       人才是创新的动力核心，地方政府应出台新能源汽车及充电设施有关研发和技术人才引进举措，制定人才引进计划，提供保障性住房及科研经费，加大科研成果奖励力度，加强产学研的有机结合，充分利用各大高校、科研机构掌握的前沿核心技术，并发挥企业创新主体的作用，促进科研成果转换。注重充电电池、无线充电、超大功率充电、小功率直流充电、群充电、退役电池梯次利用、充电安全技术等方面的创新研究，对运营时间和活动区域较为固定的车型探索采用换电模式等。
4.6宣传与引导
       加大宣传力度，通过举办汽车产业国际论坛、国际国内汽车赛事等活动，同时充分利用广播、电视、互联网、自等宣传平台，重点宣传“新能源汽车充电桩”
建设的政策利好、增进人民福祉的重要意义，引导金融资金、民间资本、科研机构、创新人才向此聚集，壮大新能源汽车充电桩产学研力量。
5 安科瑞充电桩收费运营云平台解决方案
       AcrelCloud-9000安科瑞充电柱收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的电动电动自行车充电站以及各个充电整法行不间断地数据采集和监控，实时监控充电桩运行状态，进行充电服务、支付管理，交易结算，资要管理、电能管理，明细查询等。同时对充电机过温保护、漏电、充电机输入/输出过压，欠压，绝缘低各类故障进行预警；充电桩支持以太网、4G或WIFI等方式接入互联网，用户通过微信、支付宝，云闪付扫码充电。
5.1应用场所
       适用于民用建筑、一般工业建筑、居住小区、实业单位、商业综合体、学校、园区等充电桩模式的充电基础设施设计。
5.2系统结构

       系统分为四层：
1）即数据采集层、网络传输层、数据中心层和客户端层。
2）数据采集层：包括电瓶车智能充电桩通讯协议为标准modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于采集充电回路的电力参数，并进行电能计量和保护。
3）网络传输层：通过4G网络将数据上传至搭建好的数据库服务器。
4）数据中心层：包含应用服务器和数据服务器，应用服务器部署数据采集服务、WEB网站，数据服务器部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。
5）应客户端层：系统管理员可在浏览器中访问电瓶车充电桩收费平台。终端充电用户通过刷卡扫码的方式启动充电。
小区充电平台功能主要涵盖充电设施智能化大屏、实时监控、交易管理、故障管理、统计分析、基础数据管理等功能，同时为运维人员提供运维APP，充电用户提供充电小程序。
5.3系统功能
（1）智能化大屏
       智能化大屏展示站点分布情况，对设备状态、设备使用率、充电次数、充电时长、充电金额、充电度数、充电桩故障等进行统计显示，同时可查看每个站点的站点信息、充电桩列表、充电记录、收益、能耗、故障记录等。统一管理小区充电桩，查看设备使用率，合理分配资源。

（2）实时监控
       实时监视充电设施运行状况，主要包括充电桩运行状态、回路状态、充电过程中的充电电量、充电电压/电流，充电桩告警信息等。

（3）交易管理
       平台管理人员可管理充电用户账户，对其进行账户进行充值、退款、冻结、注销等操作，可查看小区用户每日的充电交易详细信息。

（4）故障管理
       设备自动上报故障信息，平台管理人员可通过平台查看故障信息并进行派发处理，同时运维人员可通过运维APP收取故障推送，运维人员在运维工作完成后将结果上报。充电用户也可通过充电小程序反馈现场问题。

（5）统计分析
       通过系统平台，从充电站点、充电设施、、充电时间、充电方式等不同角度，查询充电交易统计信息、能耗统计信息等。

 
 
（6）基础数据管理
       在系统平台建立运营商户，运营商可建立和管理其运营所需站点和充电设施，维护充电设施信息、价格策略、折扣、优惠活动，同时可管理在线卡用户充值、冻结和解绑。

（7）运维APP
       面向运维人员使用，可以对站点和充电桩进行管理、能够进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电\充值情况，进行远程参数设置，同时可接收故障推送

 
 
（8）充电小程序
       面向充电用户使用，可查看附近空闲设备，主要包含扫码充电、账户充值，充电卡绑定、交易查询、故障申诉等功能。


5.4系统硬件配置




 
6 总结
       我国正处于转型发展的关键时期，在“新基建”的推动下，新能源汽车充电桩的建设将迎来发展机遇。本文首先通过统计、分析西部城市某辖区新能源汽车充电桩建设现状，总结出当前存在的5点问题，进而提出6点有效建议：快慢充结合；优化充电基础设施布局；智慧平台APP建设；充电设施安全与保险；人才与创新；宣传与引导。以期对西部省市新能源汽车发展及城市规划布局提供一定经验和借鉴。
【参考文献】
[1]朱国海.西部城市新能源汽车充电桩建设现状及建设[J]．建设科技.2021,(11):89-91.
[2]常江雪.中国新能源汽车充电基础设施发展现状[J]．时代汽车.2021,（16:97-9.
[3]王潇一，公静，张虹.我国新能源汽车消费的制约因素及对策建议-基于“双循环”新发展格局的思考[J]．中国市场.2021,(18):22-25
[4]张厚明.我国新能源汽车充电桩新基建存在的问题与建议[J].科学管理研究.2020，38（5）：83-86.
[5]中商产业研究院.“新基建”-2020年中国充电桩行业市场前景及投资机会研究报告[J].电器工业.2020,（05）：18-36