0 引言

近年來,隨著公民環(huán)境保護意識增強和能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型,新能源汽車作為一種環(huán)保、節(jié)能的交通工具,逐漸成為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。在新能源汽車發(fā)展過程中，充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和完善至關(guān)重要,而高速公路服務(wù)區(qū)作為新能源汽車的重要充電場所之一,在新能源充電樁的建設(shè)和運營方面存在一些問題。

本文旨在對我國高速公路服務(wù)區(qū)新能源充電樁瓶頸進行系統(tǒng)的分析與研究,并提出相應(yīng)的改進策略，以推動我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展,提升服務(wù)區(qū)的綜合服務(wù)水平。首先，本文將對當(dāng)前我國高速公路服務(wù)區(qū)新能源充電樁現(xiàn)狀做一簡要概述;其次,對存在的主要問題進行梳理和總結(jié),第三,結(jié)合我國實際情況,對解決這些問題的可能性和可行性進行探討,提出一系列改進措施。通過對高速公路服務(wù)區(qū)新能源充電樁問題的解析及改進措施的研究,旨在為政府部門、企業(yè)機構(gòu)以及相關(guān)研究人員提供參考,促進新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展推動我國交通運輸領(lǐng)域的綠色可持續(xù)發(fā)展。

1 我國高速服務(wù)區(qū)新能源汽車充電樁發(fā)展現(xiàn)狀

充電樁分布。我國高速服務(wù)區(qū)的新能源汽車充電樁覆蓋率逐年迅速提升,努力實現(xiàn)全覆蓋。但高速公路服務(wù)區(qū)充電基礎(chǔ)設(shè)施仍存在分布相對不均勻的問題,目前服務(wù)區(qū)充電樁主要集中在一些發(fā)達的地區(qū)和大城市周邊的高速服務(wù)區(qū)，如京津、長三角和珠三角地區(qū)。相比之下,一些基礎(chǔ)設(shè)施薄弱的地區(qū),如東北三省,仍存在充電樁不足的情況,影響了新能源汽車的充電便利性。

充電樁類型和技術(shù)水平。高速服務(wù)區(qū)的充電樁類型包括交流充電樁(AC)和直流充電樁(DC)。直流充電樁通常具有更快的充電速度,更適合長途出行。雖然技術(shù)水平有所提高,但不同服務(wù)區(qū)之間的設(shè)備更新和維護水平可能存在差異,影響了充電服務(wù)的穩(wěn)定性和效率。

充電樁運營商和管理模式。充電樁的運營商和管理模式多樣,包括國有企業(yè)、私人企業(yè)以及合資企業(yè),如特來電、星星充電、國家電網(wǎng)、小桔充電等。一些高速服務(wù)區(qū)采用自主運營模式,而其他可能委托給專業(yè)的充電服務(wù)公司,導(dǎo)致運營和管理方式的多樣性。

充電服務(wù)體驗。用戶在高速服務(wù)區(qū)充電的體驗受到充電樁設(shè)備性能、支付方式、信息反饋等方面的影響，假期出行屢現(xiàn)充電難題,“望樁興嘆"“一樁難求"“支付困難"等現(xiàn)象屢見不鮮,一些服務(wù)區(qū)可能提供更便捷的支付方式和用戶界面,努力提升用戶體驗,但仍存在改進空間。

政策支持。近年來，政府從充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、新能源汽車購置等方面發(fā)布一系列政策支持新能源汽車的發(fā)展：2015年10月,國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》指出,要加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),以緩解充電難問題,促進新能源汽車推廣應(yīng)用；2020年12月,財政部、工業(yè)和信息化部等四部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于進一步完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》指出,要優(yōu)化新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策,提高補貼準(zhǔn)確性,促進新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展；2023年6月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于進一步構(gòu)建高質(zhì)量充電基礎(chǔ)設(shè)施體系的指導(dǎo)意見》指出,要加快構(gòu)建高質(zhì)量充電基礎(chǔ)設(shè)施體系,提升充電服務(wù)保障能力,支撐新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。2024年2月,交通運輸部印發(fā)《關(guān)于加快推進2024年公路服務(wù)區(qū)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作的通知》部署推動公路沿線充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。這些政策對我國高速服務(wù)區(qū)新能源汽車充電樁的建設(shè)和升級起到了積極的促進作用,但在實施過程中仍需進一步完善和落實。

2 高速服務(wù)區(qū)新能源汽車充電樁存在的問題分析

充電樁故障率高。目前有的服務(wù)區(qū)中的個別充電樁存在各種問題,包括正在維修、等待維修或者沒有得到及時維修。表明部分充電樁設(shè)備的穩(wěn)定性不夠,容易出現(xiàn)故障。維修能力可能不足,導(dǎo)致用戶在出行過程中遭遇充電困難。

服務(wù)區(qū)充電樁類型不一。在服務(wù)區(qū)中發(fā)現(xiàn),充電樁的類型各異,包括交流充電樁(AC)和直流充電樁(DC)不同類型的充電樁對用戶可能有不同的影響,有些車輛可能無法適配某一類型的充電樁。這可能導(dǎo)致一些用戶在服務(wù)區(qū)充電時面臨限制。

直流充電樁數(shù)量不足。直流充電樁是長途出行中新能源汽車的主要充電方式,但在許多服務(wù)區(qū)的數(shù)量上仍然不夠,尤其是在交通密集的高速上。在大城市周圍的高速服務(wù)區(qū),盡管數(shù)量相對較多,但直流充電樁的供應(yīng)仍然勉強能夠滿足需求,通常在20個以上。而在其他地區(qū)的服務(wù)區(qū),直流充電樁的數(shù)量保持在4個左右，明顯不足以滿足高速車輛的充電需求。

運營商和支付方式的差異。不同高速服務(wù)區(qū)采用的運營商和支付方式存在較大差異,包括需要下載軟件、注冊用戶、使用小程序以及使用運營商提供的APP等多樣性。一些運營商的應(yīng)用程序可能存在較多的錯誤,導(dǎo)致用戶體驗不佳。

車主停車充電時時占用充電樁的問題。高速公路服務(wù)區(qū)中,充電車主往往會根據(jù)預(yù)計充電時長來安排-些耗時較多的活動,例如就餐和休息,這會導(dǎo)致車輛已經(jīng)充電完成但充電樁被占用。這種現(xiàn)象影響了其他車主的使用體驗,尤其是在高峰時段。

平均每臺車的充電時長過多。在充電過程中,當(dāng)汽車充到電量的80%、90%后,充電功率就會下降,導(dǎo)致整體充電效率降低。

高速充電樁的使用狀況更新不及時。在高速公路行駛時,無法提前獲取下一個服務(wù)區(qū)的充電樁情況，包括可用充電樁數(shù)量以及是否存在排隊等待的車輛,這可能導(dǎo)致車主在行駛過程中難以做出明智的決策,增加了找到可用充電樁的不確定性,尤其是在高峰時段。

節(jié)假日高速服務(wù)區(qū)充電樁擁擠的問題。節(jié)假日期間,高速服務(wù)區(qū)的充電樁常常面臨擁擠,導(dǎo)致許多車輛無法充電。有些車主甚至因為充電不及時或遇到堵車而導(dǎo)致電量耗盡的情況,這給新能源汽車用戶帶來了充電不便和不確定性,尤其是在需要長時間行駛的節(jié)假日。

地區(qū)性差異。充電樁的數(shù)量在不同地區(qū)存在顯著差異,大城市周圍相對較好,而其他地區(qū)相對匱乏。地區(qū)性差異可能導(dǎo)致一些地區(qū)的新能源汽車用戶在長途出行時面臨充電不便的情況,可能影響用戶對新能源汽車的使用體驗。一些偏遠地區(qū)的高速服務(wù)區(qū)尚未建立充電樁,這可能限制了新能源汽車的使用。缺乏充電樁可能阻礙新能源汽車在偏遠地區(qū)的普及和使用,因為車主可能

無法在需要時獲得充電服務(wù),限制了其長途駕駛。缺乏用戶教育和指引。部分服務(wù)區(qū)缺乏明確的用戶教育和指引,導(dǎo)致一些用戶不了解如何正確使用充電樁,以及在充電樁故障時應(yīng)該采取的措施。這將導(dǎo)致一些用戶在遇到問題時不知所措,增加了充電樁維修難度。

3智能化新能源充電站建設(shè)提升計劃

3.1提升設(shè)備穩(wěn)定性與維護效率

實施定期的技術(shù)更新和設(shè)備升級，采用先進技術(shù)提高設(shè)備的穩(wěn)定性和耐用性,并建立嚴格的質(zhì)量監(jiān)控體系,對充電設(shè)備進行測試和質(zhì)量檢查。同時，設(shè)立定期巡檢和保養(yǎng)制度,對充電樁設(shè)備進行定期檢查和保養(yǎng),引人遠程監(jiān)控技術(shù),實時監(jiān)測充電樁運行狀態(tài),以及建立24小時緊急維修服務(wù)機制,確保在設(shè)備出現(xiàn)故障時能快速響應(yīng),盡快進行維修和恢復(fù)正常運行。

此外,利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)持續(xù)監(jiān)測和分析設(shè)備運行數(shù)據(jù),并收集用戶反饋意見,不斷改進設(shè)備設(shè)計和運營模式,以提升用戶體驗和設(shè)備穩(wěn)定性。這些綜合措施旨在確保充電樁長時間穩(wěn)定運行,提升用戶滿意度和新能源汽車充電體驗。

3.2優(yōu)化充電樁規(guī)劃與類型布局

政府和相關(guān)企業(yè)應(yīng)根據(jù)地區(qū)的新能源汽車數(shù)量和交通流量,有針對性地增加充電樁的部署,提高服務(wù)區(qū)充電設(shè)施的覆蓋率,確保用戶在不同地區(qū)都能方便地進行充電。合理規(guī)劃交流和直流充電樁的部署,以滿足各種新能源汽車的充電需求。高速服務(wù)區(qū)管理方應(yīng)增加直流充電樁的數(shù)量,特別是在交通密集的區(qū)域,以滿足用戶在高速上的快速充電需求。

針對高峰期,政府和運營商可考慮提前規(guī)劃并增設(shè)高速服務(wù)區(qū)充電設(shè)備,以滿足車主的需求,尤其是在容易出現(xiàn)擁擠的節(jié)假日,例如提供可移動的充電設(shè)備或車載充電服務(wù),以緩解擁擠的充電站壓力。移動式充電樁可以根據(jù)節(jié)假日期間充電需求的臨時性和集中性,在不同區(qū)域快速、靈活地進行部署。它能夠及時響應(yīng)充電需求的變化,迅速適應(yīng)特殊時期的交通流量和車輛分布具備獨立供電系統(tǒng)的移動充電樁無需依賴外部電網(wǎng),可以在沒有固定電源設(shè)施的地區(qū)提供充電服務(wù)。這種可移動性使其能夠覆蓋更廣泛的區(qū)域,滿足節(jié)假日期間車輛在不同場所的充電需求。

3.3 建立數(shù)字充電樁平臺

整合來自充電站運營商、政府部門、用戶反饋等多個數(shù)據(jù)源,確保信息的準(zhǔn)確性。用戶只需要在這個平臺上注冊一次,即可獲得對所有充電樁的使用權(quán)限。通過平臺,用戶的注冊信息、充電歷史以及產(chǎn)生的費用等數(shù)據(jù)可以自動推送到相應(yīng)的供應(yīng)商軟件。這樣，用戶可以在一個平臺上管理所有充電相關(guān)事務(wù),減少了因不同供應(yīng)商而產(chǎn)生的混淆和不便。這種一站式數(shù)字平臺可以降低老年用戶的使用門檻,使其更加方便地使用充電服務(wù)。政府可以提供培訓(xùn)和支持,確保老年用戶能夠順利適應(yīng)數(shù)字化平臺的使用方式。

同時,政府還可通過數(shù)字充電樁平臺對充電樁的當(dāng)前充電狀況和排隊情況進行實時監(jiān)測,確保信息的實時性。將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳遞至各大導(dǎo)航系統(tǒng),使車主能夠在使用導(dǎo)航系統(tǒng)時獲取到更準(zhǔn)確和實時的充電樁信息,包括可用充電樁數(shù)量和是否存在排隊等待的車輛情況。在導(dǎo)航系統(tǒng)中增加基于充電樁情況的路線規(guī)劃功能,使車主能夠選擇合適的服務(wù)區(qū)進行充電，提高充電效率。

3.4 建立充電預(yù)約機制與智能調(diào)度系統(tǒng)

首先,建立智能充電調(diào)度系統(tǒng),通過算法預(yù)測高峰期,實現(xiàn)充電資源的智能分配,確保充電樁的合理利用，降低擁擠情況。同時,引入智能停車監(jiān)控系統(tǒng),監(jiān)測車輛充電狀態(tài)和停車時間,及時提醒車主移車,確保充電樁的及時空置。

其次,實行充電樁預(yù)約機制,車主可提前預(yù)約充電時段,避免大量車輛同時涌入充電站,分散充電需求,提高充電效率。設(shè)置信息顯示屏或提示設(shè)備,提醒車主在充電完成后盡快移車,確保更多車主能夠順利使用充電服務(wù)。通過APP或其他方式提醒車主,在充電即將完成時及時返回車輛并移開,減少充電樁被占用的時間。

3.5 優(yōu)化收費策略與提升充電效率

實施階梯式充電收費,例如80%、90%充電功率下降時,針對充電功率降低的階段,逐步提高充電用電單價,以激勵車主更迅速地完成充電過程。在充電過程中,通過APP或其他方式提前通知車主充電功率即將下降,并提示其關(guān)注逐步增加的充電用電單價,以增強車主對充電效率的重視。由于提高用電單價的激勵,車主可能更傾向于更迅速地完成充電,降低了他們的充電預(yù)期時間。

充電站可以通過信息顯示屏、APP等方式向用戶清晰地解釋階梯式充電收費機制,增加用戶對此機制的理解。建立用戶反饋系統(tǒng),讓用戶分享他們對于新的充電收費機制的感受與建議,以不斷優(yōu)化系統(tǒng)。通過激勵車主更快完成充電過程,減少無效占用充電樁的時間,提高充電站的利用率。

3.6 引入綠色能源,助力充電樁運行

政府應(yīng)通過支持技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新,推動更智能、低成本的充電設(shè)備在偏遠地區(qū)得到應(yīng)用,以提高充電站建設(shè)的可行性。例如,可在偏遠地區(qū)采用綠色能源供電,如太陽能或風(fēng)能,這有助于促進可持續(xù)發(fā)展并提高能源利用效率。這樣的舉措將為偏遠地區(qū)的新能源汽車充電提供可靠、環(huán)保的解決方案,同時降低能源成本,為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟和環(huán)境作出積極貢獻。政府支持政策與合作共建機制

3.7政府支持政策與合作共建機制

首先,政府可以制定激勵政策,鼓勵在偏遠地區(qū)的高速服務(wù)區(qū)建立充電樁,例如提供稅收優(yōu)惠、資金補貼或其他激勵計劃,以促進充電樁的快速部署。

其次,政府可以與企業(yè)合作共建充電設(shè)施，分擔(dān)建設(shè)費用,推動充電站建設(shè)和普及。通過與地方企業(yè)或服務(wù)區(qū)合作,實現(xiàn)充電樁的共建共享,減輕企業(yè)投資負擔(dān)，加快充電樁的建設(shè)進程。在區(qū)域發(fā)展規(guī)劃中,應(yīng)充分考慮新能源汽車的普及和需求,將充電設(shè)施的建設(shè)納入整體規(guī)劃。政府應(yīng)確保覆蓋到偏遠地區(qū)的高速服務(wù)區(qū)，以滿足用戶在不同地區(qū)的充電需求,促進充電設(shè)施的全覆蓋和普及。

4安科瑞充電樁收費運營云平臺助力有序充電開展

4.1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(wǎng)技術(shù)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(wù)、支付管理，交易結(jié)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(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。

4.2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。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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)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)，并進行電能計量和保護。

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)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)器部署實時數(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(shè)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(chǔ)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。

4.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

4.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點分布情況，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(shè)備使用率，合理分配資源。

4.4.2實時監(jiān)控

實時監(jiān)視充電設(shè)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。

4.4.3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(jié)、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細信息。

4.4.4故障管理

設(shè)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(jié)果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。

4.4.5統(tǒng)計分析

通過系統(tǒng)平臺，從充電站點、充電設(shè)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。

4.4.6基礎(chǔ)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(shè)施，維護充電設(shè)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(jié)和解綁。

4.4.7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(shè)置，同時可接收故障推送

4.4.8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。

5 結(jié)論

我國高速服務(wù)區(qū)新能源汽車充電樁的現(xiàn)狀表現(xiàn)出積極的發(fā)展趨勢,但在不同地區(qū)和服務(wù)區(qū)之間仍存在一些差異和待解決的問題。這一領(lǐng)域的不斷改進和創(chuàng)新將有助于提升新能源汽車用戶的充電體驗,推動交通可持續(xù)發(fā)展。