摘要：隨著新能源汽車的快速發(fā)展，城市充電基礎設施建設刻不容緩，但目前城市新能源汽車充電樁的應用存在一些問題，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，包括科學規(guī)劃布局、提升充電樁質量、加強統(tǒng)籌管理，以有效提升充電樁使用便利性。
關鍵詞：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、推動汽車產業(yè)轉型升級的重要途徑 [1]。新能源汽車的普及離不開充電基礎設施的支撐。合理布局充電樁網絡，不僅能夠為用戶提供優(yōu)質的充電服務，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業(yè)的發(fā)展 [2]。因此，有必要對城市新能源汽車充電樁進行合理優(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提供理論支持和決策參考。
1 城市新能源汽車充電樁應用存在問題
隨著新能源汽車產業(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，但由于缺乏科學合理的規(guī)劃，當前充電樁的應用存在一些問題，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，則會導致多種運營和使用上的問題，影響新能源汽車的普及和用戶的充電體驗。，充電樁的分布與實際用戶需求不匹配。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較為少見。這種分布的不均衡導致新能源汽車用戶在需要充電時可能找不到便利的充電點，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，進而影響了消費者選購新能源汽車的意愿。此外，充電樁的分布不均也會導致某些高需求區(qū)域的充電樁分布過于擁擠，而低需求區(qū)域的充電樁卻長時間處于閑置狀態(tài)，這造成了資源浪費，也降低了充電設施的經濟效益。第二，充電樁的可接入性不足。充電樁應布置在便于新能源汽車進出的位置，并確保車輛能夠順利駛入和駛出城市交通道路。然而，一些充電樁可能被設置在交通狀況復雜或車輛難以直接到達的地區(qū)，如信號不佳的地下車庫，導致駕駛員在尋找和使用充電樁時遇到困難。在這種情況下，由于充電樁的可接入性較差，因此其實際使用率可能會很低 [4-6]。此外，一些充電樁的設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?shù)姆雷o措施而無法正常工作。這不僅會影響充電樁的正常使用，也會增加維護成本。
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。當前，在充電樁的建設過程中，往往未能充分考慮這一點，導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，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，也導致駕駛員在特定時間和地點難以找到合適的充電樁，影響了他們的充電體驗。
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間內處于閑置狀態(tài)，這種情況在工作日的白天尤為明顯，因為大多數(shù)新能源汽車車主更傾向于在夜間或者非工作時間進行充電，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，而平時需求可能相對較小。這種時間分布的不均衡導致充電樁難以在之中的大部分時間內被充分利用，從而影響了其投資回報率，增加了充電樁的建設和運營負擔。城市新能源汽車充電樁利用率低影響了充電樁自身的經濟效益，也影響了用戶的充電體驗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用優(yōu)化策略
當前，城市新能源汽車充電樁的應用存在一些問題，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用策略，通過科學的規(guī)劃布局，合理配置城市充電樁，構建高效的充電服務網絡，為廣大新能源汽車車主提供便利、高效、智能的充電服務，為新能源汽車產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展保駕護航。
2.1 科學規(guī)劃布局
在城市新能源汽車充電樁應用優(yōu)化過程中，科學規(guī)劃布局是關鍵一環(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)經濟活動情況，并利用先進的數(shù)據(jù)分析技術，如大數(shù)據(jù)分析和機器學習算法，準確預測不同區(qū)域和時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)，研究人員可以識別出充電需求高峰地點和時間，進而指導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行充電樁布局時的一部分。研究人員需要根據(jù)城市規(guī)劃的變化靈活調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)，可以考慮建設固定充電站并配備快充設施，以滿足快速充電的需求 ；而在公共交通站點附近或主要交通干道旁，可以設立流動充電車或便攜式充電裝置，以便為經過的新能源汽車提供臨時充電服務。此外，在充電樁布局過程中，應考慮到其未來的可擴展性，預留空間和接口，以便未來技術的升級和擴容。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，還能增強系統(tǒng)的適應性和韌性，滿足城市發(fā)展和技術變革的需求。
實施數(shù)據(jù)驅動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和合理，有效提升充電樁的使用效率和用戶滿意度，同時為城市交通結構的轉型和可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎。這種綜合性的優(yōu)化策略不僅考慮了當前的需求，也為未來可能的變化保留了足夠的靈活性和應變能力。
2.2 提升充電樁質量
在城市新能源汽車充電樁布局優(yōu)化策略中，提升充電樁質量是確保充電樁系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行和滿足用戶需求的重要策略。研究人員需要完善技術標準和加強質量控制，如制定嚴格的行業(yè)標準、使用高質量的材料、采用先進的制造技術及實施細致的質量檢測程序等。充電樁技術標準不僅應覆蓋電氣安全和效率等基本要求，還應包括對環(huán)境適應性的規(guī)定，例如防水、防塵、耐腐蝕和抗溫差能力等，以適應不同地區(qū)的氣候和環(huán)境條件。充電樁生產商應持續(xù)追蹤新的技術發(fā)展，不斷更新設計，引入更為高效和可靠的技術解決方案，并建立完整的質量管理體系和售后服務體系，定期開展維護檢查并制定快速的故障響應機制，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)網相連，以便運營商對其進行遠程監(jiān)控和管理，進而實時獲取充電樁的使用情況和性能數(shù)據(jù)，及時調整運營策略和維護計劃。例如，智能充電樁可以根據(jù)電網負荷自動調整充電功率，優(yōu)化電力資源的使用，減輕電網壓力。此外，提高用戶友好性是提升充電樁質量的另一個關鍵點。研究人員需設計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，如移動支付、在線預約和實時充電狀態(tài)更新等，提升用戶的充電體驗，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量，可保障充電樁的安全、穩(wěn)定運行，提升用戶滿意度和用戶黏性，從而推動新能源汽車的廣泛應用和城市可持續(xù)交通的發(fā)展，為城市新能源汽車充電樁的長期發(fā)展奠定堅實的基礎，同時為環(huán)境保護和能源轉型提供有力支持。
2.3加強統(tǒng)籌管理
相關部門應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、補貼政策等，引導和激勵社會資本參與充電樁建設和運營，并對城市新能源汽車充電樁的布局進行科學規(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)分析等技術優(yōu)化站點選擇，避免資源浪費和重復建設。城市新能源汽車充電樁的規(guī)劃涉及多個部門，包括城市規(guī)劃、交通管理、能源供應和環(huán)境保護等，因此，可以一個統(tǒng)一的平臺來協(xié)調這些部門。相關部門可以建立一個由其主導的新能源汽車充電樁協(xié)調小組，集合各相關部門的力量，共同制定充電樁的布局規(guī)劃和建設標準。協(xié)調小組可以負責制定統(tǒng)一的政策指導和規(guī)劃藍圖，確保各部門的工作目標和行動計劃一致，避免資源重復投入和政策執(zhí)行上的沖突。同時，協(xié)調小組還應負責監(jiān)督和評估充電樁應用效果，及時調整策略以應對新的挑戰(zhàn)和需求，并與電力公司和市政建設部門進行緊密合作，確保充電樁的電力供應和基礎設施支持。對城市新能源汽車充電樁的應用進行優(yōu)化，需要研究人員從科學規(guī)劃布局、提升充電樁質量和加強統(tǒng)籌管理方面著手，在滿足當前新能源汽車快速增長需求的同時，為城市交通能源結構的優(yōu)化和環(huán)境質量的改善提供支持，終實現(xiàn)經濟效益與社會效益的雙贏。
3安科瑞充電樁收費運營云平臺
3.1概述
AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網技術對接入系統(tǒng)的電動電動自行車充電站以及各個充電整法行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實時監(jiān)控充電樁運行狀態(tài)，進行充電服務、支付管理，交易結算，資要管理、電能管理，明細查詢等。同時對充電機過溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過壓，欠壓，絕緣低各類故障進行預警；充電樁支持以太網、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網，用戶通過微信、支付寶，云閃付掃碼充電。
3.2應用場所
適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、實業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎設施設計。
3.3系統(tǒng)結構
3.3.1系統(tǒng)分為四層：
1）即數(shù)據(jù)采集層、網絡傳輸層、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)議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù)，并進行電能計量和保護。
3）網絡傳輸層：通過4G網絡將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務器。
4）數(shù)據(jù)中心層：包含應用服務器和數(shù)據(jù)服務器，應用服務器部署數(shù)據(jù)采集服務、WEB網站，數(shù)據(jù)服務器部署實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、基礎數(shù)據(jù)庫。
5）應客戶端層：系統(tǒng)管理員可在瀏覽器中訪問電瓶車充電樁收費平臺。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動充電。
小區(qū)充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實時監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計分析、基礎數(shù)據(jù)管理等功能，同時為運維人員提供運維APP，充電用戶提供充電小程序。
3.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能
3.4.1智能化大屏
智能化大屏展示站點分布情況，對設備狀態(tài)、設備使用率、充電次數(shù)、充電時長、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進行統(tǒng)計顯示，同時可查看每個站點的站點信息、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，查看設備使用率，合理分配資源。
3.4.2實時監(jiān)控
實時監(jiān)視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態(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
平臺管理人員可管理充電用戶賬戶，對其進行賬戶進行充值、退款、凍結、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細信息。
3.4.4故障管理
設備自動上報故障信息，平臺管理人員可通過平臺查看故障信息并進行派發(fā)處理，同時運維人員可通過運維APP收取故障推送，運維人員在運維工作完成后將結果上報。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)計分析
通過系統(tǒng)平臺，從充電站點、充電設施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統(tǒng)計信息、能耗統(tǒng)計信息等。
3.4.6基礎數(shù)據(jù)管理
在系統(tǒng)平臺建立運營商戶，運營商可建立和管理其運營所需站點和充電設施，維護充電設施信息、價格策略、折扣、優(yōu)惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結和解綁。
3.4.7運維APP
面向運維人員使用，可以對站點和充電樁進行管理、能夠進行故障閉環(huán)處理、查詢流量卡使用情況、查詢充電\充值情況，進行遠程參數(shù)設置，同時可接收故障推送
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結語
隨著新能源汽車產業(yè)的快速發(fā)展，城市新能源汽車充電樁的建設迫在眉睫，針對當前城市充電樁應用中存在的問題提出優(yōu)化策略。研究人員首先要科學規(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、道路網絡特征、土地利用情況、公共設施分布等諸多影響因素，實現(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量，推動充電樁技術升級，引入智能化管理，為車主提供更加便捷、高效的充電體驗。此外，應加強充電設施的統(tǒng)籌管理，通過相關部門推動不同運營商間的資源共享和信息對接，破除信息壁壘，實現(xiàn)設施互通共享，形成高效協(xié)同的充電服務網絡，從而為新能源汽車產業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展提供堅實的基礎支撐。
對于不同新能源車型續(xù)駛里程的差異性考慮不足、充電行為特征假設過于簡單等問題，研究人員可在后續(xù)研究中進行改進，以此為城市新能源汽車充電基礎設施規(guī)劃提供理論支持和技術路徑，推動新能源汽車產業(yè)發(fā)展、實現(xiàn)城市可持續(xù)出行。
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