淺談電動(dòng)汽車(chē)充電樁建設現狀及規劃方案

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē)；充電樁；規劃方案；建設區域；充電時(shí)長(cháng)

??隨著(zhù)能源轉型步伐的加快，我國經(jīng)濟由高速發(fā)展邁向高質(zhì)量發(fā)展。 “十三五"以來(lái)，全省將節能、削煤、降碳與調結構、治污染、惠民生相結合，實(shí)施能耗總量與強度雙重控制[1]。四低碳技術(shù)是未來(lái)世界發(fā)展的新趨勢，同時(shí)也為新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了機遇與挑戰，而與之相配套的電動(dòng) 汽車(chē)充電設施建設也成為了促進(jìn)這一產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要舉措。 

??為了能夠充分適應當前以及未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的需要，在“十二五"期間已經(jīng)實(shí)現了對智能充換 電服務(wù)網(wǎng)絡(luò )覆蓋區域的初步建設，目前該網(wǎng)絡(luò )已經(jīng) 能夠覆蓋全國26個(gè)省市，當前的電動(dòng)汽車(chē)及充換電 服務(wù)行業(yè)正經(jīng)歷深刻變革［2］。當前石家莊現有能源汽車(chē)保有量已經(jīng)超過(guò)了 3.1萬(wàn)輛，在我國整個(gè)新能源 汽車(chē)占比呈現出逐漸增長(cháng)的態(tài)勢?；凇昂侠聿季?、 適度超前、樁站先行"的建設原則，全市已建成2萬(wàn)個(gè)充電樁，為新能源汽車(chē)的充電需求提供保障。 公共充電站點(diǎn)已覆蓋住宅小區、學(xué)校醫院、廠(chǎng)商超 市、酒店賓館、公園景區、加油站等常用區域，實(shí) 現中心城區充電全覆蓋［3］。近幾年，隨著(zhù)國家對電動(dòng) 汽車(chē)發(fā)展重視程度逐漸提高，為了加強新能源汽車(chē) 的市場(chǎng)推廣叫政府及有關(guān)部門(mén)大力支持［5］,紛紛提出了與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)相關(guān)的發(fā)展和應用措施，并在政策方面從財政補貼、公共試點(diǎn)、減免稅收以及管理規定等方面入手，提出了更為具體的指導意見(jiàn) 及要求。 

??本文通過(guò)開(kāi)展電動(dòng)汽車(chē)充電樁建設現狀及規劃方案研究，分析充電樁建設區域現狀存在的不足，并根據對電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)使用充電樁的行為分析，制定充電樁建設規劃方案。 

1.1充電樁建設區域分布不均勻 

??為實(shí)現對電動(dòng)汽車(chē)充電樁建設現狀的探究，以石家莊中心城區為例，針對該區域電動(dòng)汽車(chē)充電樁 建設問(wèn)題進(jìn)行分析。石家莊市中心地區（二環(huán)內）面積共計106 km2。通過(guò)收集e充電、E充站、特來(lái) 電、星星充電、云快充等APP數據，統計當前石家 莊二環(huán)內公共充電站共計50座，充電樁642個(gè)，快充與慢充比例為6：1,平均服務(wù)半徑為0.94 km ［6］。從空間分布來(lái)看，石家莊新能源汽車(chē)充電樁存在建設區域分布布局不均勻的問(wèn)題，充電樁缺口仍然明顯叫呈南部密集北部少局面。以中山西路至中山 東路為界，北部充電站數量為15座，僅為南部區域 的一半。從用地性質(zhì)分布來(lái)看，由于充電樁建設體 系尚未成熟，當前充電樁主要建立在商場(chǎng)、綜合寫(xiě)字樓、酒店等商業(yè)綜合體，整體占比68%,像居民、 教育、醫療等非商業(yè)場(chǎng)所，則分布較少，而建設在醫院的公共充電站僅有2座。除此之外，當前石家 莊規模較大的電動(dòng)汽車(chē)充電樁較少，并且建設位置 相對偏僻，不容易尋找，因此無(wú)法為電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主 提供其所需的服務(wù)，在一定程度上限制了電動(dòng)汽車(chē) 充電樁建設在石家莊中心地區的發(fā)展。

1.2社會(huì )公共停車(chē)場(chǎng)充電費用較高

??隨著(zhù)國民整體教育水平的提升，民眾的思想觀(guān) 念也在發(fā)生變化，從一味的經(jīng)濟追求到人與自然和諧相處。在生產(chǎn)方面，很多企業(yè)開(kāi)始主動(dòng)承擔社會(huì ) 責任，通過(guò)采用新技術(shù)、新型材料來(lái)控制企業(yè)能耗, 降低企業(yè)污染物的排放同。在出行方面，隨著(zhù)公共交通設施的完善，共享單車(chē)的發(fā)展，越來(lái)越多的民眾 選擇低碳出行方式；在生活方面，人們開(kāi)始有節約用電意識，資源的節約已經(jīng)成為自身修養的體現。 在這樣的趨勢背景下，越來(lái)越多的人選擇購買(mǎi)電動(dòng) 汽車(chē)代替傳統汽車(chē)，在降低環(huán)境污染排放的同時(shí)， 在一定程度上增加了用電需求，相應的充電費用也 隨之提升冋。針對電動(dòng)汽車(chē)的充電費用，通常包含基礎電費和服務(wù)費用2個(gè)部分，以石家莊為例，其充電收費方式是按照電度數進(jìn)行收費的［10］。該種收費模式由于充電站位置的不同服務(wù)費用跨度很大，服 務(wù)費占比從25%?100%不等。除此之外，電動(dòng)汽車(chē) 車(chē)主在充電時(shí)還需要承擔這一時(shí)段當中停車(chē)的費用。 尤其是對于依賴(lài)公共充電樁進(jìn)行充電的車(chē)主，長(cháng)期 來(lái)說(shuō)其所承擔的整體費用較重［11］。

1.3部分充電設施維護不及時(shí)

??石家莊中心地區部分充電設施由于建設時(shí)間比 較早，設備相對比較陳舊未能及時(shí)更新，且充電樁管理不到位，導致找到樁后無(wú)法充電或充電故障、 損毀等一系列問(wèn)題。同時(shí)，由于當前充電樁的建設 速度較快，而相應的輔助技術(shù)和條件的發(fā)展無(wú)法追 趕建設的速度，因此造成了在出現故障問(wèn)題時(shí)，服 務(wù)條件和技術(shù)無(wú)法實(shí)現對設施的優(yōu)化，造成維護不 及時(shí)的問(wèn)題產(chǎn)生問(wèn)。同時(shí)由于無(wú)人看管，部分燃油車(chē)的車(chē)主會(huì )將車(chē)輛停在充電位置上，在一定程度上 影響到電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主的充電感受，進(jìn)而產(chǎn)生因使用 電動(dòng)汽車(chē)而帶來(lái)的焦慮感。 

2.1用戶(hù)充電場(chǎng)景集中 

??基于國家電網(wǎng)充電樁的運營(yíng)數據，對石家莊地區114座充電站、5 400個(gè)用戶(hù)、2.6萬(wàn)充電頻次 （去除無(wú)效充電）進(jìn)行數據整合、匯總，分析石家莊用戶(hù)的日常充電行為。當前，用戶(hù)充電場(chǎng)景主要集中在上下班地點(diǎn)，這與電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主相對固定的充 電地點(diǎn)吻合［13］。同時(shí)，高速公路服務(wù)區的充電樁使用用戶(hù)較多，占比達到25%，這說(shuō)明隨著(zhù)高速公路 充電站的增加，中長(cháng)途駕駛的充電需求將得到進(jìn)一 步釋放；對于長(cháng)期在市區活動(dòng)的車(chē)主中，46%的車(chē)主會(huì )選擇在消費、休閑娛樂(lè )場(chǎng)所進(jìn)行充電。從這一 行為也能夠進(jìn)一步反映出，當前電動(dòng)汽車(chē)的續航能力較弱，并且已經(jīng)使得車(chē)主產(chǎn)生了里程焦慮問(wèn)題， 充電用戶(hù)只有通過(guò)臨時(shí)充電的方式，才能夠確保正 常的出行不受影響。

2.2整體高峰充電時(shí)間呈三段式分布 

??從整體上來(lái)看，由于公共充電樁通常會(huì )建設在 相對開(kāi)放，且周?chē)ㄖ?chǎng)所相對集中的區域，用戶(hù)在晚上9:00以后到第二天的早上9:00這一段時(shí)間當 中，充電行為明顯減少，大部分的充電時(shí)段集中在中午，并成為一天用電的高峰時(shí)期［14］。同時(shí)，上午6:00—8:00、中午 11:00—13:00、下午 15:00—17:00這3個(gè)時(shí)間段為大部分車(chē)主集中充電的時(shí)段，與全

??社會(huì )用電高峰期重疊。由于峰谷差價(jià)不明顯，車(chē)主 在現階段未被電價(jià)合理引導，節假日期間充電頻次無(wú)明顯變化。按照充電樁所在地來(lái)看，居民區域公共充電樁充電頻次波動(dòng)相對較大，早上6:00點(diǎn)之后至晚上20:00之間為使用頻率較高時(shí)段，其他時(shí)間 段使用頻次大幅降低；商業(yè)區域的公共充電樁的重點(diǎn)集中在下午時(shí)段，下午18:00之后呈緩慢下降趨勢，與購物、消費時(shí)段相匹配；在加油站的充電樁 充電集中度不明顯，僅在中午與晚上就餐時(shí)間略有 提升。分地域來(lái)看，中心城區充電樁使用頻率要遠高于郊區的使用頻率，一方面原因是市區人口集中 度高，活動(dòng)范圍相對固定，另一方面因素是市區為工作場(chǎng)所的聚集區［15］。

2.3車(chē)主平均充電時(shí)長(cháng)較短且用戶(hù)里程焦慮明顯

??從充電時(shí)長(cháng)分布來(lái)看，在車(chē)主充電行為中，充 電時(shí)長(cháng)在30 min內的占比高達47%，充電時(shí)長(cháng)僅為10 min以?xún)鹊恼急葹?1.3%。由于大部分停車(chē)場(chǎng)停 車(chē)15 min內免費的限制，導致部分車(chē)主充電時(shí)間在10 min左右。大部分用戶(hù)沒(méi)有充足的時(shí)間來(lái)等待電 量充滿(mǎn)，僅有44.4%的充電行為是以充滿(mǎn)電為結束。 從平均充電時(shí)長(cháng)來(lái)看，在高速服務(wù)站充電頻次較高， 平均充電時(shí)間為40 min，中長(cháng)途駕駛中用戶(hù)里程焦 慮會(huì )尤為明顯，導致充電頻次高、充電時(shí)間短；倉儲與辦公類(lèi)型用戶(hù)平均充電時(shí)長(cháng)較高，接近2h，這 體現該類(lèi)型用戶(hù)充電時(shí)間寬裕，且該區域為此部分 用戶(hù)的主要充電場(chǎng)所。

3.1優(yōu)化充電樁建設區域布局

??河北省能耗強度已由2015年的1.18 tce/萬(wàn)元降 低至2019年的0.95 tce/萬(wàn)元，整體下降19%，平均年降速達到4.7%。但從全國角度對比，仍高出全國1.9倍。在一線(xiàn)城市中，整體能耗水平已控制在0.3tce/萬(wàn)元左右，其中廣州的能耗強度低，僅為0.27 tce/萬(wàn)元，接近發(fā)達國家水平。從地區分布上 看，能耗強度降速快的是廊坊與邯鄲，達到8%以 上。分行業(yè)來(lái)看，河北工業(yè)能耗強度較高，達到2.12 tce/萬(wàn)元，高出全國2倍水平；但交通運輸行業(yè)能耗為0.48 tce/萬(wàn)元，明顯優(yōu)于其他一線(xiàn)城市水平。這一能源效率水平也進(jìn)一步影響到了城市能源 消費結構的改變。在這樣的發(fā)展背景下，針對當前 充電樁建設區域分布不均勻的問(wèn)題，在進(jìn)行建設規劃時(shí)，需要從對其區域布局進(jìn)行優(yōu)化的角度出發(fā),結合當前城市電動(dòng)汽車(chē)充電基礎設施建設要求，按照圖1所示的充電樁分布結構實(shí)現優(yōu)化。

圖1充電樁分布結構

??根據圖1中的充電樁分布結構要求，可以從2 個(gè)方面實(shí)現對充電樁建設區域布局的優(yōu)化。

 1） 在現有停車(chē)場(chǎng)的基礎上擴大充電樁的建設面積。以石家莊城市為例，近幾年該城市政府積極鼓勵充電基礎設施的建設項目，并通過(guò)當前已經(jīng)處于 建設或運營(yíng)狀態(tài)的停車(chē)場(chǎng)進(jìn)行擴大，為充電樁建設 提供了充足的空間條件。同時(shí)，在擴大建設時(shí)，政 府可積極鼓勵各公立醫院、等按照規定 的比例完成對充電設施的建設。政府部門(mén)可適當對社會(huì )公共停車(chē)場(chǎng)充電設施建設的審批手續進(jìn)行簡(jiǎn)化,以此進(jìn)一步提高社會(huì )類(lèi)型的公共停車(chē)場(chǎng)充電樁的配比。除此之外，還應當在現有加油站建設區域范圍 內增設充電樁，以此為電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主提供更加方便 的充電服務(wù)。 

2） 加大對國家電網(wǎng)、特來(lái)電和星星充電等充電 站建設的推動(dòng)力度。根據當前石家莊城市現有充電 基礎設施發(fā)展與規劃的相關(guān)要求，對充電基礎設施進(jìn)行優(yōu)化建設或改擴建，并且應當在建設過(guò)程中嚴格按照規定實(shí)行。目前各大運營(yíng)商充電樁已實(shí)現石家莊全覆蓋，但隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的逐步增加，公共充電站規模應持續擴大，縮小服務(wù)半徑，進(jìn)一步 提升快充占比。特別是高速公路、環(huán)城快速周邊， 加大大功率直流充電樁建設，為中長(cháng)途車(chē)主提供充電保證。

3.2基于共享機制優(yōu)化運營(yíng)管理模式

??針對當前充電樁建設中存在的部分充電設施維 護不及時(shí)的問(wèn)題，可從優(yōu)化充電樁運營(yíng)管理的角度出發(fā)，將共享機制作為其管理依據，將更多私人充電樁引入到市場(chǎng)當中，實(shí)現共享充電雙贏(yíng)局面。在 當前互聯(lián)網(wǎng)+的時(shí)代背景下，私人充電樁的數量不斷增加，同時(shí)其規模也在呈現出逐漸擴大的趨勢。 因此結合這一發(fā)展特點(diǎn)，應當將私人充電樁納入到市場(chǎng)范圍內，并以此實(shí)現對充電服務(wù)范圍的進(jìn)一步擴大。通過(guò)手段來(lái)釋放已有供電潛能，將更多

??處于閑置狀態(tài)的私人充電樁納入到市場(chǎng)當中，并對其進(jìn)行統一管理，按照相關(guān)要求實(shí)現對充電需求的 合理調配。同時(shí)，通過(guò)該項制度的建立也能夠進(jìn)一 步為充電樁樁主帶來(lái)額外的經(jīng)濟收益，實(shí)現雙贏(yíng)。 除此之外，還可以通過(guò)提升公共停車(chē)場(chǎng)運營(yíng)管理模 式的方式實(shí)現對管理模式的優(yōu)化。各運營(yíng)平臺應通 過(guò)峰谷電價(jià)機制，積極引導用戶(hù)充電需求，按照削峰填谷的方式，改善高峰時(shí)段集中充電情況。針對 已經(jīng)由政府定價(jià)管理的停車(chē)場(chǎng)，可實(shí)施政 策，針對短時(shí)間內的停車(chē)費用可適當降低或免費。 針對其他社會(huì )公共類(lèi)型的停車(chē)場(chǎng)，應當積極鼓勵各個(gè)運營(yíng)商與停車(chē)場(chǎng)進(jìn)行合作，并將停車(chē)費納入服務(wù) 商的運營(yíng)管理，以此進(jìn)一步降低停車(chē)場(chǎng)內部充電費費用，降低電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主的充電負擔。

3.3針對不同區域制定補貼政策 

??針對當前社會(huì )公共停車(chē)場(chǎng)充電費用較高的問(wèn)題， 為實(shí)現對其優(yōu)化建設，應當針對不同區域內的電動(dòng) 汽車(chē)充電提供不同的補貼政策。在制定補貼政策時(shí)， 應當充分考慮到各個(gè)區域范圍內充電市場(chǎng)的具體需 求，以及未來(lái)需求變化的增長(cháng)態(tài)勢，除了結合資金補貼政策外，還應當不斷豐富充電補貼方式和服務(wù) 類(lèi)型。按照中心與郊區區分、不同性質(zhì)區分等方式, 以此保障電動(dòng)汽車(chē)充電樁建設規劃布局與商業(yè)運行階段的可持續發(fā)展。同時(shí)，完成對不同區域制定補 貼政策后，在具體實(shí)施時(shí)，還應當注意，不僅需要從電動(dòng)汽車(chē)充電設施建設和投運數量上進(jìn)行嚴格的核查，同時(shí)還應當針對充電樁在實(shí)際運營(yíng)階段的效 果以及其具備的服務(wù)能力進(jìn)行綜合考量，以此才能 夠進(jìn)一步保障補貼政策發(fā)揮其實(shí)際效用。

3.4建立統一基礎信息管理平臺 

??當前，在石家莊城市內，包含的電動(dòng)汽車(chē)充電 設施運營(yíng)商主要有國家電網(wǎng)、特來(lái)電、星星充電等多家廠(chǎng)商。針對設備老舊、充電故障、設備損毀等問(wèn)題，監管部門(mén)應加強管理，及時(shí)督促進(jìn)行設備更新。對于長(cháng)期占用充電車(chē)位的現象進(jìn)行治理。由于運營(yíng)廠(chǎng)商過(guò)多，用戶(hù)常常需要應用多個(gè)APP上進(jìn)行空閑充電樁信息查詢(xún)，特別不利于用戶(hù)使用。石家莊市可以建立充電基礎設施信息管理平臺，利用大數據、云存儲等技術(shù)對石家莊不同的充電基礎設施 信息進(jìn)行統一監督管理，實(shí)現石家莊所有充電設施 的布局分析、運營(yíng)分析、用戶(hù)行為特征分析和數據統計。便于用戶(hù)在一個(gè)平臺下實(shí)現對所有設施的查 詢(xún)，有助于實(shí)現各充電設施收費標準的統一，方便 設備運行維護等工作。 

??通過(guò)對多個(gè) APP 充電樁信息的統一管理，一方 面方便了用戶(hù)對于充電樁的使用，在另一方面也增加了運營(yíng)廠(chǎng)商的收益。由于充電樁信息統一，增加 了訪(fǎng)問(wèn)APP的用戶(hù)數量，與此同時(shí)，運營(yíng)商也能夠 減少自身APP管理人員數量，節省了一部分的人力資源支出，實(shí)現了多個(gè)運營(yíng)廠(chǎng)商合作共贏(yíng)的局面。

 

4.電動(dòng)汽車(chē)充電樁建設解決方案 

??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)對接入系統的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地數據采集和監控，同時(shí)對各類(lèi)故障如充電機過(guò)溫保護、充電機輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預警；用戶(hù)通過(guò)微信小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統發(fā)起充電請求，控制二維碼對應的充電樁完成電動(dòng)汽車(chē)的充電過(guò)程。

①數據概覽：統計該賬戶(hù)下所有充電站的充電數據統計。

②充電站信息統計：地圖上顯示該賬戶(hù)下所有充電站的定位，以及所有充電樁的狀態(tài)統計

③地圖查詢(xún)：地圖查詢(xún)站點(diǎn)信息

④充電站監控：可以按站點(diǎn)名稱(chēng)進(jìn)行篩選，顯示站點(diǎn)詳情、充電槍列表、統計訂單信息、故障記錄

1、可以按充電槍編號、狀態(tài)、功率篩選充電槍列表

2、點(diǎn)擊某個(gè)充電槍編號后在進(jìn)入充電槍監控頁(yè)面

3、實(shí)時(shí)監測變壓器負荷，當負荷超過(guò)50%時(shí)，系統會(huì )限制新增開(kāi)始充電的充電樁的功率，降為50%，當變壓器負荷超過(guò)80%時(shí)，系統將不允許新增充電樁開(kāi)始充電，直到負荷下降為止。

⑤充電槍監控：統計該充電槍的訂單信息，顯示訂單列表，故障列表

1、充電過(guò)程中，實(shí)時(shí)顯示電參量，點(diǎn)擊實(shí)時(shí)曲線(xiàn)，在彈出框中顯示電參量的實(shí)時(shí)曲線(xiàn)

2、點(diǎn)擊訂單列表中的訂單編號，跳轉到該訂單的詳情頁(yè)面。

??安科瑞為廣大用戶(hù)提供慢充和快充兩種充電方式，便攜式、壁掛式、落地式等多種類(lèi)型的充電樁，包含智能7kw交流充電樁，30kw交流充電樁，60kw/120kw直流一體式充電樁來(lái)滿(mǎn)足新能源汽車(chē)行業(yè)快速、經(jīng)濟、智能運營(yíng)管理的市場(chǎng)需求。實(shí)現對動(dòng)力電池快速、高效、安全、合理的電量補給，同時(shí)為提高公共充電樁的效率和實(shí)用性，具有有智能監測：充電樁智能控制器對充電樁具備測量、控制與保護的功能；智能計量：輸出配置智能電能表，進(jìn)行充電計量，具備完善的通信功能；云平臺：具備連接云平臺的功能，可以實(shí)現實(shí)時(shí)監控，財務(wù)報表分析等等；遠程升級：具備完善的通訊功能，可遠程對設備軟件進(jìn)行升級；保護功能：具備防雷保護、過(guò)載保護、短路保護，漏電保護和接地保護等功能；適配車(chē)型：滿(mǎn)足國標充電接口，適配所有符合國標的電動(dòng)汽車(chē)，適應不同車(chē)型的不同功率。下面是具體產(chǎn)品的型號和技術(shù)參數。

 

 

 

??1) 以石家莊中心城區為例，該城市現存的充電 樁規劃建設分布不均勻、公共停車(chē)場(chǎng)充電費用普遍較高和充電設施缺乏管理和維護。 

??2) 電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)存在使用場(chǎng)景較為集中、具有 三段式的用電高峰和部分用戶(hù)存在里程焦慮心態(tài)的 特點(diǎn)，應根據用戶(hù)行為，制定充電樁建設規劃方案。 

??3) 通過(guò)擴大現有停車(chē)場(chǎng)充電樁的建設面積、優(yōu)化充電樁運營(yíng)管理模式和設立共享機制優(yōu)化運營(yíng)管理模式，為電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主提供更加方便的充電服務(wù)， 擴大充電服務(wù)范圍；設置統一收費標準，對充電樁進(jìn)行統一管理，滿(mǎn)足用戶(hù)充電需求。 

??4) 按照本文上述規劃方案可初步實(shí)現對電動(dòng)汽 車(chē)充電樁建設的優(yōu)化，但除此之外，政府及有關(guān)部門(mén)還應當繼續提高對充電樁建設的重視程度，為其各項建設活動(dòng)提供規劃控制保障、財政扶持保障、 運營(yíng)管理保障以及電力技術(shù)保障等，以此促進(jìn)充電樁建設的深化發(fā)展。

 

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