一、 背景與意義
隨著全球能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，新能源汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，電動(dòng)汽車保有量持續(xù)攀升。然而，充電效率低、充電時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題嚴(yán)重制約了電動(dòng)汽車的普及和應(yīng)用。因此，研究并應(yīng)用快速充電技術(shù)，提升充電效率，縮短充電時(shí)間，成為推動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
二、汽車快速充電技術(shù)的現(xiàn)狀
汽車快速充電技術(shù)是指能夠在短時(shí)間內(nèi)為電動(dòng)汽車充電至高容量的技術(shù)。目前，有兩種主要的快速充電技術(shù):直流快充(DC Fast Charging)和無(wú)線充電技術(shù)。直流快充技術(shù)是當(dāng)前使用廣泛的快速充電技術(shù)之一。它通過(guò)專門設(shè)計(jì)的充電設(shè)備向電動(dòng)汽車提供直流電力，以便更快地充電。直流快充技術(shù)通常能夠在短時(shí)間內(nèi)充電至 80%以上的電池容量。目前，國(guó)際上常見的直流快充標(biāo)準(zhǔn)包括 CHAdeM0、CCS(Combined ChargingSystem)和特斯拉的超級(jí)充電網(wǎng)。無(wú)線充電技術(shù)是另一種快速充電技術(shù)，它通過(guò)電磁感應(yīng)原理將充電設(shè)備中的電能傳輸?shù)诫妱?dòng)汽車中，無(wú)需物理連接。無(wú)線充電技術(shù)被視為未來(lái)充電技術(shù)的趨勢(shì)，因?yàn)樗峁┝烁憷某潆姺绞?。目前，無(wú)線充電技術(shù)正在不斷發(fā)展中，并且一些汽車制造商已經(jīng)開始在部分車型中應(yīng)用?？傮w而言，汽車快速充電技術(shù)在過(guò)去幾年取得了顯著的進(jìn)展。快速充電站點(diǎn)數(shù)量迅速增長(zhǎng)，充電效率和充電速度也在不斷提高。然而，仍然存在一些挑戰(zhàn)，如快速充電設(shè)備的成本、能源供給的可靠性和電池的耐久性等。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和推廣應(yīng)用，我們可以期待汽車快速充電技術(shù)在未來(lái)得到進(jìn)一步提升和普及。
三、電動(dòng)汽車充電樁快速充電技術(shù)存在的問(wèn)題
3.1成本問(wèn)題
電動(dòng)汽車充電樁快速充電技術(shù)在推動(dòng)電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展方面具有積極作用，然而，其中存在著一些成本問(wèn)題。下面是關(guān)于電動(dòng)汽車充電樁快速充電技術(shù)成本問(wèn)題的要點(diǎn)。首先，快速充電技術(shù)需要充電設(shè)備，這通常意味著更高的投資成本?？焖俪潆娫O(shè)備比普通充電設(shè)備更為復(fù)雜，需要更多的硬件和電子元件，以及用于散熱和保護(hù)系統(tǒng)的更多附件和設(shè)備。這些額外的組件和功能都會(huì)增加充電樁的制造成本。其次，快速充電技術(shù)需要更大功率的電源供應(yīng)，這可能需要進(jìn)行電網(wǎng)改造和升級(jí)，從而增加了基礎(chǔ)設(shè)施的成本。為了滿足快速充電設(shè)備對(duì)高功率電源的需求，需要增加變壓器容量、改造配電設(shè)備、增設(shè)新的電纜和電線等，這些都需要投入額外的經(jīng)費(fèi)。最后，快速充電樁的安裝和布局也會(huì)對(duì)成本產(chǎn)生影響?？焖俪潆娫O(shè)備通常需要較大的占地面積，而這在城市等有限空間環(huán)境中可能很難實(shí)施。此外，充電樁的安裝、土建工程、設(shè)備搬遷等等，都需要投入人力和資金來(lái)完成，增加了成本。
3.2電網(wǎng)壓力和容量問(wèn)題
電動(dòng)汽車充電樁快速充電技術(shù)的推廣和應(yīng)用受到電網(wǎng)壓力和容量問(wèn)題的制約。下面是關(guān)于電網(wǎng)壓力和容量問(wèn)題的要點(diǎn)。首先，電動(dòng)汽車快速充電技術(shù)需要大功率電源來(lái)滿足快速充電的需求。這意味著在短時(shí)間內(nèi)向電動(dòng)汽車提供大量的電能。然而，電網(wǎng)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)往往無(wú)法滿足這種高功率需求。傳輸和分配高功率電能會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生額外的壓力，容易導(dǎo)致電網(wǎng)的過(guò)載和不穩(wěn)定。其次，電動(dòng)汽車的普及和快速充電設(shè)備的大規(guī)模部署會(huì)給電網(wǎng)容量帶來(lái)挑戰(zhàn)。隨著電動(dòng)汽車數(shù)量的增加，每天的充電需求將顯著增加?？焖俪潆娫O(shè)備每次充電需要更多的電能，這將加大對(duì)電網(wǎng)的負(fù)荷。如果沒有適當(dāng)?shù)碾娋W(wǎng)規(guī)劃和配套建設(shè)，電網(wǎng)容量可能會(huì)不足，導(dǎo)致供電不穩(wěn)定和充電速度的降低。
四、 應(yīng)用方案
圖1 平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖
充電運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)是基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的充電設(shè)施管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)充電樁的監(jiān)控、調(diào)度和管理，提高充電樁的利用率和充電效率，提升用戶的充電體驗(yàn)和服務(wù)質(zhì)量。用戶可以通過(guò)APP或小程序提前預(yù)約充電，避免在充電站排隊(duì)等待的情況，同時(shí)也能為充電站提供更準(zhǔn)確的充電需求數(shù)據(jù)，方便后續(xù)的調(diào)度和管理。通過(guò)平臺(tái)可對(duì)充電樁的功率、電壓、電流等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理充電樁故障和異常情況對(duì)充電樁的功率進(jìn)行控制和管理，確保充電樁在合理的功率范圍內(nèi)充電，避免對(duì)電網(wǎng)造成過(guò)大的負(fù)荷。
五、安科瑞充電樁云平臺(tái)具體的功能
平臺(tái)除了對(duì)充電樁的監(jiān)控外，還對(duì)充電站的光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及供電系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控和統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，提高充電站的運(yùn)行可靠性，降低運(yùn)營(yíng)成本，平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。
圖2 充電樁運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)
大屏顯示：展示充電站設(shè)備統(tǒng)計(jì)、使用率排行、運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)圖表、節(jié)碳量統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)。
圖3 大屏展示界面
站點(diǎn)監(jiān)控：顯示設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)、設(shè)備列表、設(shè)備日志、設(shè)備狀態(tài)統(tǒng)計(jì)等功能。
圖4 站點(diǎn)監(jiān)控界面
設(shè)備監(jiān)控：顯示設(shè)備實(shí)時(shí)信息、配套設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備實(shí)時(shí)曲線、關(guān)聯(lián)訂單信息、充電功率曲線等。
圖5 設(shè)備監(jiān)控界面
運(yùn)營(yíng)趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)：顯示運(yùn)營(yíng)信息查詢、站點(diǎn)對(duì)比曲線、日月年報(bào)表、站點(diǎn)對(duì)比列表等功能。
圖6 運(yùn)營(yíng)趨勢(shì)界面
收益查詢：提供收益匯總、實(shí)際收益報(bào)表、收益變化曲線、支付方式占比等功能。
圖7 收益查詢界面
故障分析：提供故障匯總、故障狀態(tài)餅圖、故障趨勢(shì)分析、故障類型餅圖等功能。
圖8 故障分析界面
訂單記錄：提供實(shí)時(shí)/歷史訂單查詢、訂單終止、訂單詳情、訂單導(dǎo)出、運(yùn)營(yíng)商應(yīng)收信息、充電明細(xì)、交易流水查詢、充值余額明細(xì)等功能。
圖9 訂單查詢界面
六、 總結(jié)
基于安科瑞充電樁云平臺(tái)，開展新能源電動(dòng)汽車充電樁快速充電技術(shù)研究與應(yīng)用，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。通過(guò)電池特性分析、充電策略優(yōu)化、充電過(guò)程監(jiān)控、用戶行為分析等技術(shù)手段，可有效提升充電效率，縮短充電時(shí)間，延長(zhǎng)電池壽命，提高充電樁運(yùn)營(yíng)效率，為新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力支撐。
