浅谈新能源汽车的充电基础设施发展与规划

安科瑞 陈聪

摘要：随着新能源汽车产业的迅猛发展，充电基础设施建设成为支撑其可持续发展的关键。有效的充电基础设施不仅能提升新能源汽车的使用便利性，还能推动整个行业的健康发展。因此，本文从多个维度分析了新能源汽车充电基础设施的现状、面临的挑战以及未来的发展方向，旨在为相关政策制定和行业发展提供参考。关键词：新能源汽车；充电基础设施；发展现状0引言 本文深入探讨了新能源汽车充电基础设施的发展现状、存在的问题以及未来的规划策略。首先，分析了当前公共充电基础设施和充电基础设施的建设进展，以及充电基础设施的覆盖面与使用率。其次，指出了目前发展中遇到的主要问题，包括投资不足、布局不合理、信息化水平低、电网系统容量不足以及运维管理机制不健全。*后，提出了针对性的发展策略，包括完善充电网络、因地制宜布局、鼓励多元投资、提高智能化水平以及加快电网改造升级。

1新能源汽车充电基础设施的发展现状

1.1 公共充电基础设施建设进展

公共充电基础设施作为新能源汽车发展的关键支撑，其建设进展在近年来显著加快。各地和企业纷纷投入资源，建立了大量的充电站和充电桩。这些设施不仅覆盖了城市主要区域，也逐渐扩展到高速公路服务区和城际连接点。除了数量增长，公共充电设施的技术也在不断进步，包括快充技术的普及和充电效率的提升。然而，充电设施的分布仍存在不均衡问题，特别是在偏远和农村地区。此外，与日益增长的新能源汽车数量相比，公共充电基础设施的建设速度仍需加快，以满足不断增长的需求。

1.2 充电基础设施建设进展

对于充电基础设施而言，主要集中在企业、机构以及新能源汽车生产厂家。这些设施通常为企业内部或特定用户群体服务，如物流公司的电动车队或的电动车辆。充电基础设施的建设在过去几年取得了显著进展，特别是在大型企业和机构中。这类设施通常具有更高的充电效率和更好的设备管理，可以有效支持大规模电动车辆的快速充电需求。然而，这些设施的建设和维护成本较高，且主要集中在经济较发达的区域，对于小型企业和经济欠发达地区而言，充电基础设施的建设仍然是一个挑战。

1.3 充电基础设施覆盖面与使用率

充电基础设施的覆盖面和使用率是衡量其发展水平的重要指标。目前，虽然城市地区的充电基础设施覆盖面逐渐增加，但在农村和偏远地区依然不足。这导致了新能源汽车在这些地区的普及受限。同时，充电基础设施的使用率在不同地区和不同时间段存在较大差异。在一些高需求区域，尤其是商业和居民密集区，充电设施经常出现饱和状态，而在低需求区域则可能闲置。此外，充电基础设施的使用效率和服务质量也成为用户关注的焦点，包括充电速度、支付便利性以及用户体验。

2 新能源汽车充电基础设施发展存在的问题2.1 投入与支撑政策不足,商业模式有待创新

当前，新能源汽车充电基础设施的发展受限于资金投入不足和缺乏有效的支持政策。私人部门的资金投入尚不能满足快速增长的需求。此外，现有的商业模式在面对日益增长的市场压力时显得不够创新和灵活，很多充电站运营商面临盈利难题。2.2 布局和容量配置不合理，区域差异大

充电基础设施的布局和容量配置存在显著的不合理现象。在一些大城市和经济发达地区，充电设施过度集中，而在农村、偏远地区及中小城市则相对匮乏。这种不均衡的布局导致了资源的浪费和服务不足，不利于新能源汽车的普及和均衡发展。此外，许多充电站的容量配置也不符合实际需求，要么容量过剩，要么供不应求，导致了效率低下和用户体验不佳。2.3 信息化和智能化水平较低，用户体验差

目前，充电基础设施的信息化和智能化水平还不够高，影响了用户的体验。许多充电站缺乏有效的管理系统，无法提供实时的充电信息、预约服务和智能调度。此外，支付方式和充电过程中的用户交互设计也不够友好，增加了用户的使用难度。2.4 电网系统容量跟不上，配套改造滞后

随着新能源汽车的快速增长，对电网系统提出了更高的要求。当前，许多地区的电网容量跟不上充电基础设施的发展需求，特别是在一些老旧的电网系统中更为明显。电网的扩容和改造工作进展缓慢，导致在高峰时段充电设施可能因电力不足而无法正常运作。2.5 运营和维护管理机制不健全

充电基础设施的运营和维护管理机制还不够完善。许多充电站缺乏有效的运维体系，导致设施故障处理不及时、维护不到位，影响了充电服务的质量和安全性。此外，对于运营数据的收集和分析也不够充分，无法有效指导运营决策和服务改进。

3新能源汽车充电基础设施发展与规划

3.1 完善充电网络,实现全国互联互通

为了满足不断增长的充电需求，需要在全国范围内大幅增加充电站和充电桩的数量。这包括在城市、住宅区、商业区以及交通枢纽等地方建立更多的充电设施。同时，也需要在高速公路沿线、旅游景点及偏远地区增设充电点，以确保充电网络的全覆盖。除了数量上的增加，提升充电设施的质量也同样重要。这包括提高充电速度、确保充电安全性、改善充电站的便利设施等。目前，不同的充电站和充电桩往往采用不同的充电接口和技术标准，这对于驾驶者来说是一个巨大的不便。因此，制定和推广统一的充电标准变得尤为重要。统一的标准不仅能提高充电设施的兼容性和便利性，也有助于提升设备的安全性和可靠性。此外，统一标准也有助于降低制造成本和用户成本。合理的充电网络布局对于提高充电效率和用户满意度至关重要。在规划充电网络时，应当充分考虑城乡结构、交通流量、用户分布等因素，以实现充电资源的*优配置。在城市内部，应关注居民区、商业区和办公区的需求。在城市之间，应侧重于高速公路服务区和城际交通枢纽。此外，对于旅游景区、大型活动场所等特殊区域，也需要进行特别规划。3.2 因地制宜布局站点,按需配置容量

地理位置和用户需求是布局充电站的基础考虑因素。城市、居民密集区、商业区和办公区通常是充电需求*为集中的地区，应优先考虑在这些地区布置充电站。同时，需要关注郊区和城乡接合部的需求，确保这些地区也能获得足够的充电服务。此外，在旅游景点、大型活动场地及交通枢纽等特殊区域，根据具体情况设置充电站，以满足临时性和季节性的高峰需求。考虑到经济条件和市场潜力对充电基础设施建设的影响，应在经济发达地区和有较大市场潜力的区域布局充电设施。同时，对于经济较不发达的区域，可以通过补贴、企业合作等方式，促进充电基础设施的建设，以避免充电服务“城乡差距”过大。交通流量的高低直接影响充电站的使用率。在高速公路服务区、主要交通干线沿线以及公共交通站点附近布局充电站，可以为过往车辆提供便利的充电服务。此外，考虑到用户的便利性，充电站应尽量靠近交通要道，易于识别和进入。在容量配置上，需要根据不同地区和站点的实际需求进行定制。例如，在用户密集区域，应提供足够多的充电桩以避免排队等待；在交通枢纽或旅游景区，可以考虑配置快充设施以提供快速充电服务。对于一些需求相对较低的区域，则可以适当减少充电桩数量，以免资源浪费。

3.3 鼓励多元投入,创新商业运营模式

要实现新能源汽车充电基础设施的快速发展，仅依靠和传统能源企业的投资是不够的，需要吸引更多的私人资本和国际投资。这包括但不限于风险投资、私募基金、国际金融机构以及公私合作伙伴关系（PPP）模式。此外，鼓励地方和企业通过发行绿色债券或设立专门的新能源基金来筹集资金。创新商业模式是充电基础设施发展的关键。除了传统的按次付费模式，还可以考虑包括月度/年度会员制、时间或电量的预付费模式、充电与停车一体化服务，甚至包括广告收入和附加服务（如便利店、咖啡店等）在内的综合商业模式。对于特定用户群体，如出租车公司或物流企业，可以探索定制化的服务协议，提供包括设备租赁、长期维护和优先充电服务在内的一站式解决方案。技术创新是提高充电基础设施运营效率和用户体验的关键。这包括使用有效的充电技术、智能管理系统和用户友好的交互界面。例如，可以利用大数据和人工智能技术优化充电站的运营，如预测充电需求、动态调整充电价格和实时监控设施运行状态。此外，通过移动应用和在线平台，可以提供预约充电、远程支付和实时客服等服务，增强用户体验。

3.4 提高智能化水平,改善用户体验

为了提升充电基础设施的智能化水平，需要集成*新的智能技术。这包括物联网技术，以实现充电设备的实时监控和远程管理；人工智能和大数据分析，用于预测充电需求、优化充电站运营和提高能源效率；以及区块链技术，用于确保交易的安全性和透明度。此外，通过集成可再生能源系统（如太阳能充电站），可以提高充电基础设施的环境可持续性。用户界面的友好度直接影响用户体验。这包括简化充电过程，如一键启动充电、快速支付等；提供清晰的充电信息，如充电状态、剩余时间和费用等；以及创建易于使用的移动应用和在线平台，用于预约充电、查找充电站、在线支付和客户服务。此外，通过使用增强现实（AR）和虚拟现实（VR）技术，可以提供更直观的导航和充电说明。提供个性化服务是提升用户体验的另一个关键方面。这包括根据用户的充电习惯和偏好提供定制化的服务，如优先充电服务、个性化的充电建议和定制化的优惠方案。此外，可以通过用户反馈和行为分析，不断改进服务流程和产品功能，以更好地满足用户的需求。服务效率的提升是提高用户满意度的重要因素。这包括减少充电等待时间，通过智能调度系统和预约服务来优化充电站的使用率；快速响应和解决用户问题，通过建立有效的客服系统和远程故障诊断机制；以及提供便捷的支付方式和透明的计费体系。

3.5 加快电网改造升级,确保供电安全

随着充电需求的增加，现有电网面临着供电能力不足的问题。因此，首先需要加大对电网基础设施的投资，提升电网的传输和分配能力。这包括增加变电站的数量和容量、升级输电线路和配电网络。同时，为了应对充电高峰期的电力需求，电网系统需要增强其稳定性和可靠性，通过引入电网管理技术和设备，如智能变电站、有效输电线路和动态电网稳定系统。为了提高电网的环境可持续性，整合可再生能源成为一种重要趋势。通过建立太阳能、风能等可再生能源发电站，并将其接入电网，可以减少对传统化石燃料的依赖，降低碳排放。同时，可再生能源的整合还能提高电网的灵活性和应变能力，特别是在面对恶劣天气或突发事件时。随着电动汽车和智能充电设施的发展，电网的互操作性变得越来越重要。这意味着需要建立标准化和兼容的通信协议，以确保不同制造商的充电设备和电网系统能够无缝对接。此外，通过建立统一的数据交换和管理平台，可以实现电网运营商、充电站运营商和汽车制造商之间的信息共享和协调合作。

4安科瑞充电桩收费运营云平台系统选型方案

4.1概述

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。

4.2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。

4.3系统结构

系统分为四层：

1）即数据采集层、网络传输层、数据层和客户端层。

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。

4.4 安科瑞充电桩云平台系统功能

4.4.1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。

4.4.2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。

4.4.3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。

4.4.4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。

4.4.5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。

4.4.6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。

4.4.7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

4.4.8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。

4.5系统硬件配置

5结束语

新能源汽车充电基础设施的发展是一个多方面、多层次的综合工程。它不仅需要技术的创新和政策的支持，还需要社会各界的共同参与和协作。通过综合施策，我们可以有效应对当前的挑战，为新能源汽车的普及和可持续发展奠定坚实的基础。未来，随着技术的进步和市场的发展，新能源汽车充电基础设施将继续演变和优化，为构建更加绿色、有效的交通系统做出重要贡献。

参考文献

[1] 赵世佳,赵福全,郝瀚,等.中国新能源汽车充电基础设施发展现状与应对策略[J].中国科技论坛, 2017(10):8.[2] 王潼,李平.中国新能源汽车充电基础设施产业建设研究[J].汽车工业研究, 2017(1):6.

[3] 安科瑞企业微电网应用手册2020.06版.

[4] 覃斯宝.新能源汽车的充电基础设施发展与规划