关于新能源背景下电瓶车充电现状的分析及管理方案的设计

任运业

安科瑞电气股份有限公司  上海嘉定201801

【摘要】:全球动力电池行业盛会——“世界动力电池大会"于2022年7月在四川省宜宾市举行。电池动力技术将为城市未来实现绿色发展提供强大动能，电力资源的绿色能源优势特点使其成为未来动力能源发展的主流。新能源背景下的社会安全问题更为突出，以电瓶车为例的电瓶车户外停放难、充电难的社会问题突出，“飞线、楼道充电"等现象时有发生，导致社会危害事件频发，直接影响社会和谐稳定。本文结合新能源内涵和时代特征，总结以四川省宜宾市为例的新能源行业现状和电瓶车户外停放、充电等情况，说明其中的社会问题，阐述“AD"智能电瓶车充电场的重要意义，提出解决问题的措施，旨在推动绿色出行，促进新能源的普及和社会稳定和谐。

【关键词】:新能源；电瓶车充电桩；问题措施；绿色出行；社会稳定

1 背景

1.1 宏观背景

2022 年 7 月 21 日，由四川省工业和信息化部共同创办的以“智汇绿色动力，创享低碳未来"为主题的 2022 世界电池动力大会在宜宾市开幕。会上指出，能源和交通绿色转型已成为全球应对气候变化、实现绿色可持续发展的必由之路。我国也成为了全球动力电池生产国。四川是全国*大的清洁能源基地，资源富集、市场巨大、创新活跃，正成为全球动力电池产业链*完整的地区之一。四川在摈弃传统工业化道路，坚持绿色发展上做出了正确选择。基于这个背景，我们试行“AD"电瓶车充电桩成功的可能性会更大，会更加有保障。

且2020年9月我国明确提出 2030 年“碳达峰" 与2060年“碳中和"目标。双碳"战略倡导绿色、环保、低碳的生活方式。“双碳"是时代潮流，更是必由之路。我们要充分认识到低碳绿色发展是大势所趋，是我国践行新发展理念的需要、高质量发展的必然要求、现代化进程的必由之路。多地将实施电能代替工程和节能工程作为本地的双碳政策下的重要工作政策重要工作内容，居民低碳生活低碳出行等生活方式也早在多地倡导实施。骑电动自行车出行作为当下居民参与减碳政策的重要方式之一，是应当鼓励与支持的，并且电自行车其将电能作为动力能源，是一个庞大的新能源消费主体，其在改变我国能源消费结构上具有重要作用，“电动出行"是应当鼓励支持的能源消费行为消费习惯，由此可见，与电动自行车行业密切相关的能源供给侧行业前途一片光明。

其次，我们作为世界上的*大的发展中，随着改革开放和我国依据本国国情适时适度调节本国经济政策，我国的经济实力和综合国力都得到了快速的发展，经济实力不断攀升，增长速度持续增加，经济上的飞速发展令我们成为世界各国关注的焦点。国民社会购买力也随着收入增长而得到提高，电动车是经济发展的产物，并随着商品经济的发展而不断发展。经济繁荣时，社会环境保护意识相对提高，特别是随着能源危机和石油价格上涨，清洁能源越来越受人们喜欢，以电能为动力能源的电动自行车需求也不断增长，我国的可持续发展经济给电动车业带来了巨大的机遇。而作为其互补品的充电市场却发育较缓，尚有巨大发展空间。

同时，电动自行车是我国重要的民生行业，电动自行车充电的基础配套设施更是民生工作的保障，对充电行业的大力支持和合理规划设计不仅是对工作的考验也是相关充电行业发展的重要机遇。由于近年来，随着近年电动自行车行业的蓬勃发展，国民保有量剧增，但相关配套设施没跟上，以及一些其他因素导致了相关问题的产生：飞线充电，乱占道，不规范停放等等问题。为了解决这些问题对城市相关行业相关区域规划提出问题，对相关行业提供政策支持，宽松的规划环境给了充电行业以机遇。

1.2 微观背景

在电瓶车如此受欢迎的背景下，在小区或者高校设置专门的电瓶车充电桩充电棚也势在必行。充电桩有以下几个优点：

1.2.1 方便居民

小区电动车充电桩解决业主电动车充电难的问题。安装充电桩，业主只需要把车停在电动车充电桩，按照指示操作充电。电动车充电桩的普及不仅解决了小区充电难的问题，还对解决城市拥堵、促进环保具有特殊的意义。

1.2.2 安全性高

安装小区电动车充电桩对业主来说解决了因为用户私自拉线充电的安全问题。由电动车充电引起的事故，对小区其他业主的人身安全带来了隐患，对物业来说，安装了小区电动车充电桩，同时也减少了电动车主的财产损失。由于电动车集中停放，易于管理，更好的防止了被盗现象的发生。

1.2.3 保护电动车

电动车充电桩还有充满自动停功能，能做到防过充的功能。这个是智能电动车充电站的一个基本要素，产品要带有功率检测功能。产品要能有效的判断出电池充电功率，在电池充满电后，能立刻断电。充满后进入自动浮充功能的意思是电量充满后会直接断电，对电动车的电池本身也是一种保护。

2 存在问题

2.1 电瓶车充电技术落后

电瓶车已经成为民众出行的主要交通工具之一，使用人群庞大，用户数量持续增加。虽然电瓶车给大家带来了便利，但是安全问题依然存在，全国多个城市相继发生了多起电瓶车充电和进电梯起火事故。电动车充电器对电瓶充电过程中，当人们未拔除电源插头前，电瓶始终被充电，为此，会经常导致电瓶的过充电或欠充电的现象发生甚至像前面那种更危险的情况发生。电瓶的使用寿命与电瓶的充电方法密切相关，电瓶每次充电时间大约需要 5~8 h（按照电瓶的耗电量的不等有所不同），充电器充电完成后（充电器指示灯显示绿灯）再浮充电 1~3 h（按照电瓶充电前的耗电量的深浅确定浮充电的时间），拔下充电器电源，否则会造成电瓶的过充电情况发生。由于受上述充电条件的限制，无论是在夜晚还是在上班期间，人们很难实现对充电电源的理想控制。

全自动过压、过充、电动车电瓶充电保护器能够让充电器在“充电完成"时立刻断电，解决了电瓶的过充电问题，弊端是充电器刚转换成完成状态就切断电源，电瓶无浮充电过程，电瓶得不到修复，这不符合电瓶充电技术要求。

另外，拆开充电器外壳进行接线用作自己的控制信号插头，这也违反了商品使用的相关原则，不能成为一个独立完整的产品推广使用。

电动车充电保护插座能在充电器出现充电完成时，断开电瓶充电电源，但缺少对电瓶的浮充过程，这不符合电瓶充电技术要求。

电动车电瓶过充保护器能让电瓶延时浮充电以后断电，它的缺陷是浮充电时间不能调控，也即是不能根据电瓶充电前耗电量的大小实施相应时间的浮充电，这往往也会造成电瓶的过充电情况的发生。

2.2 电瓶车充电场地有限

业主为了给电瓶车充电将电瓶车推进电梯带到家里充电，由此引发的电梯起火案件数不胜数，要么就是从自家窗户扔下一根电线“飞线充电"，由此引发的火灾也不在少数，要么就是将电瓶拆下拿回家充电，安装方式不当也会导致很多不幸的案件发生。

2.3 电瓶车充电管理困境

大多数的小区中，业主给电瓶车充电都是从窗户高空飞线或者是在小区楼下随意安装几个充电接口，于是小区楼下就出现了电瓶车乱停乱放，高空飞线等状况，严重影响了小区的形象。

在高校以及小区一部分人们因为考虑到在家或者在宿舍飞线充电更加经济实惠而不会选择充电桩充电，公guan工作做不好，难以普及造成无用户使用，充电桩闲置，利润无法收回。在小区楼下或者高校内有人恶意破坏自助充电桩，有用户使用不当造成充电桩损坏，或者用户担心有小偷偷窃电瓶而不愿意使用自助充电桩。

2.4 新建电瓶车充电桩市场信用度低

由于目前，我国电动汽车充电桩市场的竞争者较多，区域集中度和企业集中度均较高，现有企业间的竞争较为激烈;而充电桩的建设是对电动代步产品行业发展的基本保障和支撑，充电桩的替代品变化与电动代步产品的替代品息息相关，电动代步产品的主要替代品是燃油代步产品，在环保政策推广下，行业的替代品威胁较低;此外，由于电动代步产品行业快速发展带动着电动代步产品充电桩行业的吸引力，行业潜在进入者威胁较强。

随着互联网的发展，APP 消费也成为了一种新型的消费模式，它作为一个大数据时代的线上交易平台，用户的交流信息量庞大，在交易过程中或许会遇到有人恶意更改 APP 旁边的二维码，用户无法识别潜在威胁的问题，因此在交易消费过程中有泄漏用户隐私安全风险。新生的充电桩品牌就难以得到顾客青睐。

3 解决措施

3.1 关于技术问题措施——采用脉冲充电技术

恒流、限压、涓流(保压的)三段式充电器是现在市场普遍使用，普通三段式所存在不足越来越被行业人员所察觉，虽然有所说的智能控制，只是对于充电时的电压、电流的控制而忽略了对电池充电重要的脉动成分和温度特征，对付电动车电池的特征参数离散、串联格数多、温度影响大等特殊性，其“智能控制"也成为了呆板作为“控制下的蓄电池或多或少的存在过充、欠充、失水、硫化、失衡、热失控等结症。

现代脉冲智能充电器，以高频开关电源技术为基础，嵌入的智能控制数字电路。智能电瓶车充电桩具备稳定电压、过载保护、自断机制、异常预警等功能，通过集中式部署可与各类火灾安全事故隔绝，不仅提高了电池的使用寿命，同时也提高了电瓶车的充电效率，保证了人身和设备安全，降低了消防安全隐患。

蓄电池的脉冲快速充电法，是在充电过程中，通过电流的负脉冲来消除极化现象以实现大电流充电，从而达到缩短充电时间的一种方法

充电时间短：常规充电，新蓄电池的初充电一般不少于45-65h，使用中电池的补充充电也需要 13-16h。而快速充电，一般初充电不多于 5h，补充充电不多于1h。

蓄电池的容量增加：由于脉冲快速充电能够消除极化，化学反应充分，所以用脉冲快速充电法充电时，蓄电池的容量有所增加。同时，新蓄电池初充电不必经充放电循环即可使用。

3.2 关于场地问题措施——利益互换，价值交换“1+1>2"

探讨与物业公司的合作方式方法,其中包括与物业公司的利润分成、物业公司的责任与义务、与物业供公司的后期合作方式。为了解决场地使用建设问题及日常维护管理问题,需要在前期利润方面合理设计,调动物业公司的积极性与服务水平以及配合度,后续结合实际情况出具详细方案。物业沟通方案:本项目实施好处小区消防安全隐患能够有效降低;物业管理费用能够得到适当提高;小区居民幸福感提升,小区居民与物业公司建立更加长期的合作。

3.3 关于管理问题措施

与居民沟通。居民沟通解决方案:与居委会接头,介绍产品的功能优势、价格优势、以及它的必要性以及本项目实施后与居民的利益相关性,(例如消防安全,小区环境治理,居民方便性,小区幸福感)让这些业主代表认识并且接受我们的产品。(需要物业公司的配合与居委会的交流。提供居委会人员名单与联xi方式。)培训物业公司人员。对物业公司人员做一个简单短期培训,了解产品基本功能与基础知识,在业主咨询时可以更好的介绍产品。大势宣传(物业公司提供场地与人员的支持):

①各单元门口张贴宣传彩页。

②小区每个宣传栏张贴宣传海报。

③物业公司有网站的在网站上贴出宣传告示。

④各业主缴纳物业费的同时分发产品宣传手册。

3.4 关于用户问题措施

3.4.1 迁移用户使用习惯

AD 小程序设计迁移了人们使用共享单车扫码即用的使用习惯;交互板块迁移了用户使用朋友圈点赞评论使用习惯,同时推选精选评论置顶或者优推(同时后台进行用户反馈舆情监测)；AD 官fang活动推送,积分购换迁移于支付宝积分使用习惯等等。

3.4.2 培养用户忠诚度

①精细化运营

通过为每位用户提供个性化的产品和服务，提升客户满意度，进而达到提升用户忠诚度的目的，面对海量用户的产品，精细化运营就是用户分层。按照用户的生命周期，按照用户本身属性，按照用户在产品上的行为属性，根据用户的付费习惯进行分类，总之将用户细分运营，让不同属性的用户都能感受到产品在说自己的语言和推介自己喜欢的内容，让用户感受到产品是懂我的，从而有效提升用户对产品的满意度。

②与用户真诚互动---AD 小程序互动板块设计,AD抖音账号建设

“以用户为中*"是互联网思维的核心观点，让用户更多地参加到产品的设计与运营中来，能够有效的提升用户忠诚度，随着我们与用户接触的触点越来越多，双微一抖、论坛直播弹幕等双向渠道，更多的亲密接触让用户变成产品的“自己人"，成为产品狂热的粉丝。

③提升用户满意度

用户满意度=用户整体利益-用户整体成本-用户期望价值影响忠诚度的基础指标是用户满意度，提升满意度关键在于提升产品给用户带来的价值，即产品能够满足用户的多种需求。

4安科瑞充电桩收费运营云平台

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

4.3.1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

参考文献

[1]张振,LI强.基于充电安全的电瓶车充电桩云平台设计[J].智能建筑电气技术,2022,16(03):145-149.

[2]任彦萍.浅谈智能环保电瓶车充电桩系统方案的设计应用[J].甘肃科技,2021,37(15):18-20.

[3]李云南,刘文庆,杨月.云智能电瓶车快速充电系统设计[J].工业设计,2019(04):150-151.

[4]陈丹,魏芝,张玉婷.新能源背景下电瓶车充电现状分析.《中国科技期刊数据库工业A》 2022年10期0131-0134.

[5]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版．

作者简介

任运业，男，安科瑞电气股份有限公司。