車輛工程 新能源汽車充電樁發(fā)展

新能源汽車充電樁發(fā)展摘要：為了改善環(huán)境質(zhì)量，推動可持續(xù)發(fā)展，新能源電動汽車因零排放、低噪聲和低碳環(huán)保等優(yōu)點得到國家的大力支持與大眾的高度認可。隨著新能源電動汽車的不斷增加，充電樁的建設(shè)和發(fā)展便成為當前的重中之重，但現(xiàn)在市面上的充電樁充電速度慢、安全性差且車和樁之間無法互聯(lián)互通，造成資源的浪費。為此論文對充電樁智能化、通用化技術(shù)進行了研究。論文首先描述充電樁技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，其次立足國家電網(wǎng)的設(shè)計標準，研究了智能充電樁的設(shè)計原理和關(guān)鍵技術(shù)，最后對智能充電樁的發(fā)展方向和市場前景進行了展望。關(guān)鍵詞：電動汽車；充電樁；設(shè)計技術(shù)；發(fā)展和規(guī)劃

Abstract:Inordertoimproveenvironmentalqualityandpromotesustainabledevelopment,newenergyelectricvehicleshavebeenstronglysupportedbythestateandhighlyrecognizedbythepublicbecauseoftheiradvantagesofzeroemission,lownoiseandlowcarbonenvironmentalprotection.Withthecontinuousincreaseofnewenergyelectricvehicles,theconstructionanddevelopmentofchargingpileshavebecomethetoppriorityatpresent.However,nowthechargingpilesonthemarkethaveslowchargingspeed,poorsafetyandnointerconnectionbetweencarsandpiles,resultinginawasteofresources.Therefore,theintelligentanduniversaltechnologyofchargingpileisstudied.Thepaperfirstdescribesthedevelopmentstatusofchargingpiletechnologyathomeandabroad.Secondly,basedonthedesignstandardsofStateGrid,thedesignprincipleandkeytechnologyofintelligentchargingpilearestudied.Finally,thedevelopmentdirectionandmarketprospectofintelligentchargingpilearediscussed.Keywords:electricvehicles;chargingpile;designtechnology;developmentandplanning

目錄TOC\o"1-3"\h\u7390引言 引言隨著社會科技水平的高速進步和人們的生活水平的不斷提高，人們發(fā)現(xiàn)自己所處的生活環(huán)境已經(jīng)破敗不堪，資源的不斷浪費更是使地球資源接近枯竭。為了減少地球資源的浪費，改善環(huán)境質(zhì)量的狀態(tài)以及推動可持續(xù)發(fā)展這種形勢下，新能源電動汽車所具有的零排放、低噪聲，低碳環(huán)保等眾多的特點就得到了國家的大力支持與大眾的高度認可，成為了汽車行業(yè)的發(fā)展方向。其中充電設(shè)施可以說是在輔助電動汽車的發(fā)展，也是電動汽車發(fā)展中不可缺少的一點。充電樁模式的發(fā)展的正確性，充電樁面對不同環(huán)境時的好壞和充電樁的使用是否便捷、智能將會直接影響到電動汽車的發(fā)展。所以有一個成熟且超前的充電樁技術(shù)和一個正確合理的發(fā)展前景規(guī)劃是很重要的。由于我國新能源電動汽車才剛開始發(fā)展不久，充電樁技術(shù)較美、日、法等國家嚴重滯后，對于充電樁的關(guān)鍵技術(shù)的研究也不透徹，所以存在安全性差、可靠性不高、充電速度慢等許多問題。雖然我國已經(jīng)開始大力發(fā)展建設(shè)交流充電樁、電池變換站、充電站來保證電動汽車能夠快速、多方面的充電，但其仍然發(fā)展緩慢。主要是現(xiàn)在的充電樁的安裝價格昂貴、結(jié)構(gòu)復雜、充電性能不高、充電模式單一。本文對電動汽車智能充電樁的設(shè)計并對其關(guān)鍵技術(shù)進行深入探討，來解決傳統(tǒng)充電樁技術(shù)存在的兼容性差，結(jié)構(gòu)復雜，充電模式單一，充電速度慢等問題，保證充電樁朝著智能化、安全化、便捷化、高效化和穩(wěn)定化發(fā)展，進而依靠5G、互聯(lián)網(wǎng)＋、云計算和大數(shù)據(jù)來研究一種新型商業(yè)和管理等發(fā)展模式，對智能充電樁技術(shù)的發(fā)展模式和前景進行展望。第一章國內(nèi)外充電樁技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1.1國內(nèi)充電樁技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀我國對電動汽車的研究起步較晚，充電樁技術(shù)相對落后，充電設(shè)施的開發(fā)建設(shè)也相對較晚。截至2022年3月，國家電網(wǎng)公司的智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺接入充電樁85萬左右，建成了“十縱十橫兩環(huán)”的快充網(wǎng)絡。這兩年，國家電網(wǎng)全力發(fā)展充電樁技術(shù)升級，推動“十縱十橫三環(huán)”的建設(shè)。2018年2月，財政部、工信部、科技部、發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布的《完善新能源汽車推廣應用和財政補貼政策通知》中指出：將充電補貼逐漸轉(zhuǎn)為支持充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和運營、新能源汽車使用和運營等環(huán)節(jié)，把對汽車的補貼轉(zhuǎn)向?qū)Τ潆娀A(chǔ)設(shè)施的補貼。2020年6月22日國家能源局印發(fā)《2020年能源工作指導意見》，提出要加強充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展，提升新能源汽車的充電保障能力。目前充電樁技術(shù)大致可分為：交流充電技術(shù)、直流快充技術(shù)、無線充電技術(shù)。交流充電技術(shù)采用220V交流電經(jīng)過電動汽車充電機整流后轉(zhuǎn)換成直流電為電池進行充電。這種充電方式采用小電流和恒壓，一般功率都在3KW-7KW之間，也有40KW單槍溝通交流的，所以對電動汽車的充電時間很長，一般使用在小區(qū)私人充電和公交站晚上進行充電。直流快充技術(shù)可直接將220V的交流電在直流充電樁內(nèi)部轉(zhuǎn)化為直流電，通過充電線直接給電動汽車的電池充電。目前國內(nèi)的主流直流快充充電樁功率大部分都是180KW左右，特來電大功率充電樁配置最大1200KW的充電箱，充電電壓為230V-750V；奧特迅充電樁配置充電電壓在220V-750V，單樁最大輸出電流250A，最大充電功率180KW，支持多單元并聯(lián)大功率充電。除此之外，國內(nèi)企業(yè)提出研發(fā)柔性充電技術(shù)，即可根據(jù)充電實際情況靈活分配充電功率。當充電功率過大時，可協(xié)調(diào)直流充電樁內(nèi)其他模塊進行功率分配，從而降低輸出功率；當充電車輛過多時，多個模塊就可以分開給多個車輛進行充電，保證資源的節(jié)約、共享。同時去年國內(nèi)充電樁設(shè)備商還與電動汽車電池廠商加緊研發(fā)，準備共同研發(fā)500KW的大功率直流充電樁，將電動汽車充電時間縮短至了7-10分鐘。無線充電技術(shù)是以電磁感應為基礎(chǔ)，在汽車底盤上安裝接收裝置、在地面充電樁安裝發(fā)射裝置，對一定區(qū)域內(nèi)的汽車進行無線電量傳輸。在2007年，我國中興就開始研究無線充電技術(shù)，并在2014年建立了中興新能源汽車。據(jù)了解國內(nèi)的中興通訊聯(lián)合東風汽車、宇通客車等車企合作研究無線充電技術(shù)；吉利旗下的中歐汽車技術(shù)中心合作MomentumDynamics研發(fā)大功率無線充電技術(shù)及自動泊車技術(shù)，將自動泊車系統(tǒng)與無線充電技術(shù)相結(jié)合，使車輛就能夠自行完成充電操作。無線充電技術(shù)對充電效率和線圈大小及距離有著重要的關(guān)系，當線圈間距增大時，能量傳輸效率就會逐漸降低。據(jù)了解如果要達到現(xiàn)階段的90%以上的充電效率，汽車底盤和充電樁的距離就要保持在10-20cm之間，所以底盤高的車型不合適使用無線充電技術(shù)。就中國現(xiàn)在的車企而言，小鵬汽車、蔚來汽車都發(fā)展了自己的充電樁技術(shù)，建立了自己的超級充電樁。小鵬汽車在2018年建立了首座超級充電樁，2019年9月與特來電合作，接入特來電全國系統(tǒng)，統(tǒng)一支付功能，12月與蔚來達成合作充電協(xié)議。小鵬汽車推出開放系統(tǒng)的充電樁并且開發(fā)了180KW雙槍直流充電技術(shù)和柔性充電技術(shù)，其中單槍充電最高功率可達120KW，完全滿足了現(xiàn)在電動汽車的充電需求，還保證了充電樁的通用性和兼容性。蔚來汽車研發(fā)出了210KW超充，該超充主機實行1個主機帶動4個模塊的配置，單槍充電最高功率限定105KW并實行動態(tài)分配。而且該超充可根據(jù)實際運營情況隨時升級到270KW，來滿足電動汽車電池容量升級的需求。在充電樁技術(shù)理論研究方面，北京交通大學研發(fā)了30KW單體充電機，技術(shù)比較成熟，可以保證三臺充電樁同時并用。1.2國外充電樁技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1美國作為發(fā)達國家中的佼佼者的美國，由于其雄厚的經(jīng)濟實力和強大的科技實力，所以電動汽車的數(shù)量也在世界上高居第一，關(guān)于電動汽車的技術(shù)和充電樁的建設(shè)更是在世界上遙遙領(lǐng)先。美國的政府為了大力發(fā)展和推進電動汽車和充電樁設(shè)施的建設(shè)，更是采取了諸多政策。在國家層面，美國政府先布局智能電網(wǎng)技術(shù)，再從智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)上布局充電樁設(shè)施。而且還專門制定了一系列的充電樁建設(shè)標準，目的就是鼓勵和引導企業(yè)正確建設(shè)充電樁，全面地推動電動汽車的多元化發(fā)展。在充電樁建設(shè)層面，不僅美國聯(lián)邦政府大力補貼充電樁建設(shè)，每個州的州政府也根據(jù)自身的實際狀況制定了相應的補助政策，如：州政府向購買電動汽車及購買其他可替代燃料汽車的車主以稅收抵免和退稅的方式發(fā)放購車補貼；對安裝家用充電樁和生產(chǎn)公共充電樁的成本給予稅收抵免、減稅和財政直接補貼的政策，加快了充電設(shè)施的建設(shè)進度。美國充電網(wǎng)絡公司ChargePoint發(fā)布ExpressPlus的模塊化充電系統(tǒng)。充電樁運營商只需要安裝125KW的充電樁，不論電動汽車電池組技術(shù)怎樣升級，只需要升級ExpressPlus系統(tǒng)將充電樁功率進行增大就可繼續(xù)使用。美國政府統(tǒng)一了慢充標準，放開快充標準，這種行為不僅增加新能源汽車的種類，還大力促進多種充電標準并存，促進充電樁的多樣化。1.2.2日本2010年日本就提出了電動汽車和充電樁發(fā)展戰(zhàn)略來，目的就為推動充電樁和電動汽車的發(fā)展建設(shè)，在世界新能源的發(fā)展上占得一席之地。在2013年，豐田、日產(chǎn)、本田和三菱四家車合伙共同在日本擴建充電樁網(wǎng)絡，并預計未來將在本土共建1.2萬座充電樁，來滿足日益增長的電動汽車用戶的需求[18]。2015年四家汽車廠商同日本政策銀行一起實行電動汽車會員制，對購買該會員卡的用戶可在日本任何一家充電樁進行充電，而且會在電動汽車快要沒電的時候主動為會員用戶發(fā)送有關(guān)附近充電設(shè)施位置的短信。而且日本還分析用戶在什么時候需要充電，并在需要充電的地方建立滿足用戶需求的充電樁。如：在個人家中安裝私人充電樁；商場和餐廳安裝快速公共充電樁；各個行駛途中的加油站和高速公路服務區(qū)安裝公共充電樁，讓用戶的電動汽車每時每刻都可以有電運作，不再為沒電而煩惱。2020年底，日本政府提出面向2050年去碳化社會的“綠色增長戰(zhàn)略”，大力推進燃油汽車向電動汽車過渡。而且日本把經(jīng)濟重點放在電池和充電樁等相關(guān)產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略發(fā)展目標。在充電技術(shù)上，日本科技公司通過增加溫度傳感器，可讓原本使用70mm2電纜才能進行快速充電的技術(shù)縮減到40mm2電纜，保證最大充電電流達到300A以上。如果再使用液冷的情況下，只需使用30mm2電纜就可以實現(xiàn)最大充電電流300A以上的快速充電。同時，CHADEMO協(xié)會目前已經(jīng)制定了350KW級別快充標準。1.2.3歐洲大眾、寶馬、奧迪等整車制造企業(yè)聯(lián)合成立合資公司，建立起了450座大功率快速充電樁，建設(shè)間距不超過120KW，并且聯(lián)合電網(wǎng)公司為大功率充電設(shè)施提供電壓高達1000V，充電電流500A，充電功率350KW的高效率充電。第二章新能源汽車智能充電樁技術(shù)分析2.1充電樁的充電模式目前的充電樁建設(shè)下，根據(jù)國標GB/T18487.1-2015《電動汽車傳導充電系統(tǒng)》要求。充電樁分為直流充電樁、交流充電樁，他們分別對應直流充電模式和交流充電模式。根據(jù)兩者充電原理不同，交流充電樁可以被設(shè)計得很小很便捷，不需要什么多余的東西，因為交流充電樁無法直接連接電動汽車的電池，所以無法設(shè)置大電流充電，這就導致無法滿足現(xiàn)在電動汽車電池的充電速度。而直流充電樁由于需要內(nèi)置很多設(shè)備，所以就只能設(shè)計得很大，再加上直流充電樁直接輸出給電動汽車直流電，所以不管電動汽車電池性能變得再好，充電時所需的電流再大，直流充電樁都可以隨著升級，增大充電功率。因此使用直流充電樁進行充電的時間就會變得很短，也就更容易滿足用戶的使用的需求。2.2充電樁的市場需求根據(jù)中國汽車協(xié)會報道，2019年底我國的新能源汽車保有量達到382萬輛，占中國汽車總量的1.4%左右，與上一年相比增長了47%。其中，電動汽車保有量310萬輛，呈快速增長的趨勢。雖然在2019年，電動汽車總銷量97萬輛，較上一年有所下降。但隨著國家對新能源電動汽車的補貼政策慢慢轉(zhuǎn)為對充電基礎(chǔ)設(shè)施的補貼政策，預計未來三年，新能源電動汽車的發(fā)展將逐漸放緩，但電動汽車充電樁的發(fā)展形勢將會一片大好，以現(xiàn)在車樁比3:1的狀況來看，電動汽車充電樁的發(fā)展會變得特別火爆。根據(jù)我國2020年3月，政治局常務委員會提出將充電樁列入“新基建”重點領(lǐng)域。各地方政府紛紛響應政策大力發(fā)展充電樁，2019年12月，山東提出加快建設(shè)全省充電基礎(chǔ)設(shè)施運營管理水平，為企業(yè)和車主提供充電補貼、土地供應和基礎(chǔ)電價免收等社會服務。優(yōu)化調(diào)整新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2018－2028年）發(fā)展任務，到2022年底前，全省充電基礎(chǔ)設(shè)施保有量達到10萬個以上，建成“車樁相隨、布局合理、智能高效、保障有力”的充電基礎(chǔ)設(shè)施體系。2020年8月，河南省研究起草《關(guān)于加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的若干政策措施》，聚焦“落地難、找樁難、充電難”等突出問題，以滿足全省電動汽車城際出行和省外過境的電動汽車充電需求為目標。提出多方位布局充電樁基礎(chǔ)設(shè)施，增加公共充電樁數(shù)量，把服務區(qū)、公路沿線、旅游景點、公共服務地點和居民區(qū)作為充電樁重點建設(shè)區(qū)域的友好政策。從國家把充電樁列入未來發(fā)展的“新基建”重點領(lǐng)域和各地方政府配合發(fā)展的情況來看，在未來幾年內(nèi)電動汽車智能充電樁需求量將急劇上升。但就目前我國車樁比3:1的情況來看，電動汽車的充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與電動汽車的失調(diào)比例依舊很大。智能充電樁的建設(shè)保障了電動汽車的長時間運作，對電動汽車市場發(fā)展起著非常大的作用?？梢灶A想，以后隨著國家對老舊小區(qū)的改造逐漸完成，小區(qū)內(nèi)的固定車位將會有所增加，對充電樁和電網(wǎng)負荷的需求也會大幅度增加。但充電樁數(shù)量的增加，造成后期維護與管理難度增大，充電樁車位經(jīng)常被燃油車占據(jù)，同時底層數(shù)據(jù)不互通，用戶充電需要安裝很多家充電APP。因此一種能滿足安全防護水平、進行實時監(jiān)控、實時數(shù)據(jù)采集和互聯(lián)互通的大功率智能充電樁成為一種必然趨勢。新能源汽車充電樁的發(fā)展前景分析3.1智能充電樁發(fā)展模式隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，當前智能充電樁錯誤的發(fā)展模式嚴重阻礙了智能充電樁的進步，主要體現(xiàn)在商業(yè)模式上。該論文結(jié)合車聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)等技術(shù)，對智能充電樁在商業(yè)上的發(fā)展模式進行研究。3.1.1“智能互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展模式“互聯(lián)網(wǎng)智能充電樁＋服務市場”的模式，以智能充電樁為中心，依據(jù)商圈電力負荷大，智能電網(wǎng)協(xié)調(diào)充電樁降低充電速度的情況，優(yōu)先在中大型城市發(fā)展電動汽車市場并建立配套的餐飲、健身、美容、便利店、商品零售和休閑娛樂的商業(yè)生態(tài)體系。例如特來電與酒店、商鋪以及肯德基等餐飲場所布局充電樁，目的就是將充電樁打造成一種配套設(shè)施?！盎ヂ?lián)網(wǎng)智能充電樁＋平臺”的模式，通過“e充電”APP采集數(shù)據(jù)，以管理平臺為基礎(chǔ)，為用戶提供大數(shù)據(jù)和云計算的服務。一方面，在大數(shù)據(jù)的應用下用戶可使用“e充電”APP快速尋找充電樁，進行充電樁位置導航，該APP可為用戶提供電動汽車充電預約、充電所需時間、充電完成提醒、遠程監(jiān)控充電電流及電壓狀態(tài)等功能并能向充電樁運營商和制造商反饋用戶使用評價等遠程服務；另一方面為整車企業(yè)提供電池生命周期、車況信息、充電信息和用戶行為與需求等充電樁使用數(shù)據(jù)分析。除此之外，還可與云計算搭建服務平臺，通過云端管理為充電樁運營商提供多種充電功率選擇和用電低谷時段提醒，從而有效降低充電樁運營成本?！盎ヂ?lián)網(wǎng)智能充電樁＋整車行業(yè)”的模式，把整車廠商、設(shè)備制造商、充電樁運營商、金融機構(gòu)、國家電網(wǎng)、用戶等商業(yè)生態(tài)圈有機融合在一起，以智能充電樁為基礎(chǔ)，建立從電動汽車生產(chǎn)、銷售、充電、維修、保養(yǎng)和電力支持的一站式綜合服務平臺。在生產(chǎn)方面，對用戶進行調(diào)研，了解用戶的需求和喜好；在銷售方面，為客戶提供電動汽車試駕服務、購車優(yōu)惠和補貼、售后服務合理贈送以及保險購買優(yōu)惠和汽車上牌服務；在售后方面，為客戶提供電動汽車的維修、保養(yǎng)、洗車和電池更換等服務；在增值服務方面，為客戶提供汽車用品、汽車配件、電動汽車租賃等服務；在使用方便，國家電網(wǎng)為電動汽車電池提供堅實的智能充電樁設(shè)施支撐和充電技術(shù)保障。保證全面提升客戶滿意度，推動電動汽車和智能充電樁的發(fā)展?！盎ヂ?lián)網(wǎng)智能充電樁＋房地產(chǎn)行業(yè)＋國家電網(wǎng)”的模式，一直以來，充電樁的建設(shè)都是以公共充電樁為主，但是未來80%的家用電動汽車都需要在社區(qū)進行充電，公共充電樁基本只能作為外出應急設(shè)備。就目前而言，新社區(qū)配電容量不達標、物業(yè)管理存在問題、充電樁重復建設(shè)、電動汽車無序充電；老舊小區(qū)配電設(shè)施需要升級且成本很高，停車位不足且沒有預留智能充電樁的位置，改造難度大。這就造成了社區(qū)電力供應不足、電力設(shè)施利用效率低、智能充電樁數(shù)量無法滿足社區(qū)電動汽車充電等問題，難以匹配私家電動汽車大規(guī)模發(fā)展的需求。通過將智能充電樁與房地產(chǎn)商之間的合作，可以把智能充電樁發(fā)展成社區(qū)建設(shè)的配套設(shè)施，保證智能充電樁社區(qū)內(nèi)的合理布局，滿足社區(qū)內(nèi)電動車主的充錢需求，還能協(xié)同國家電網(wǎng)完成新社區(qū)配電網(wǎng)的建設(shè)，保障電力后勤補給充足?！盎ヂ?lián)網(wǎng)智能充電樁＋企業(yè)”的合作模式，首先，可以選擇與新能源出租車公司、滴滴等網(wǎng)約車平臺合作，這些車種都是以公共充電樁為主要充電形式的。充電樁運營商與出租車公司和網(wǎng)約車平臺進行合作，有利于整合車樁雙方資源，促進合作共贏。網(wǎng)約車平臺、公交車、出租車公司可以發(fā)揮電動汽車數(shù)量優(yōu)勢，提高智能充電樁使用次數(shù)，發(fā)揮技術(shù)和運營手段提高智能充電樁的運營效率，為智能充電樁提供流量；充電樁運營商為網(wǎng)約車平臺、出租車公司提供公共充電樁設(shè)備和全方位服務，幫助網(wǎng)約車平臺和出租車公司建立完善的智能充電服務體系，雙方共享經(jīng)濟收益，實現(xiàn)互利共贏。對于新能源公交車來說，其運行里程和路線基本固定且電池容量基本滿足在充滿電的情況下保證白天運行一天，在晚上進行充電，對于充電需求沒有迫切要求，所以智能充電樁運營商與公交車公司進行合作后，基本不需要把資金投入到快速充電的研究上，可以降低智能充電樁的建設(shè)成本。同時，如果把智能充電樁與游樂場以及大型商超、娛樂場所、餐館、旅游景點進行合作，結(jié)合區(qū)域規(guī)劃，在游樂場、大型商超等地點附近建設(shè)與停車位相結(jié)合的智能充電樁，這樣不僅可以依靠停車位的收益補貼充電樁損耗費用，還能通過充電樁帶來的電動汽車流量提升停車位的使用率；智能充電樁和游樂場、商超、旅游景點等場所可以實現(xiàn)互補互利，智能充電樁為游樂場、商超、旅游景點等帶來眾多客戶，提升這些場所的經(jīng)濟收入，當游樂場、商場等場所游客數(shù)量增長基本穩(wěn)定后，還能吸引更多的新能源出租車、網(wǎng)約車來接送游客，從而提升智能充電樁設(shè)備使用率。此外，還可以與共享汽車平臺進行合作，現(xiàn)在很多年輕人沒有資金來購買屬于自己的電動汽車，如果需要外出辦事，基本都會優(yōu)先選擇共享汽車來代步，雖然共享汽車出行線路不固定，但是它都有固定的停車點，充電樁運營商只需要在共享汽車停車點附近建設(shè)充電樁即可實現(xiàn)穩(wěn)定收益，而且由于充電樁建設(shè)布局集中，這就大大降低了對于后期維護資金投入，再加上共享汽車基本都是白天在使用，只要建設(shè)慢充充電樁即可滿足其當前充電需求，大大降低了建設(shè)成本。隨著電動汽車數(shù)量的越來越多，充電樁運營商還可為商家提供廣告服務，不僅可以在智能充電樁樁體安裝屏幕發(fā)布廣告，還能在“e充電”APP上向客戶推送廣告；嘗試和銀行、支付寶、騰訊進行合作，對消費信用值高的用戶提供先充后付、免息分期付款和好友代充等服務，為用戶提供更高效、便捷的資金服務。3.2.2智能共享充電模式截至目前為止，我國車樁比才達到3：1，距離1:1的車樁比目標還相差很遠，而且據(jù)統(tǒng)計2020年有36%的公共充電樁被燃油車占領(lǐng)。在這種數(shù)量不足還被其他車種占據(jù)的背景下，就需要發(fā)展一種可以提升私家車充電樁利用率的新模式－充電樁智能共享充電模式，為用戶提供充電便利性。智能共享充電樁是一種以私人樁為主導，各充電樁業(yè)主在網(wǎng)絡上發(fā)布充電樁共享信息，客戶在平臺上挑選自己想使用的充電樁，然后在網(wǎng)上直接下單就可以直接使用手機APP掃碼的方式控制充電樁。一旦用戶掃碼使用，智能充電樁模塊系統(tǒng)就會將使用信息上傳到控制模塊，進行數(shù)據(jù)結(jié)算準備，數(shù)據(jù)結(jié)算時，可以使用在線支付。在客戶租用期間，網(wǎng)上數(shù)據(jù)平臺展示充電樁是否在占用以及使用截止時間，合理規(guī)劃充電樁使用效果。3.2智能充電樁前景展望3.2.1大功率智能充電樁是未來發(fā)展的應用趨勢隨著現(xiàn)在電動汽車電池的容量越來越大，充電樁的充電技術(shù)無法與電動汽車的動力電池容量相匹配，從而導致現(xiàn)在電動汽車充電時間越來越長，用戶的體驗感極差。就現(xiàn)在電動汽車的動力電池其電池容量和型號越來越大，充電功率和充電接收效率也越來越好。就拿磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池來說，電池的效能和能量密度雖然還在持續(xù)增長，但上漲速度已經(jīng)有了很大的局限性；固態(tài)電池作為一種目前公認的性能高、安全性好的電池技術(shù)，它的電解質(zhì)為固態(tài)，所以它的體積可以很小，能更好的將電離子聚集在一起，從而傳導更大的電流來提升電池的容量，所以我國把固態(tài)電池作為下一代電池的布局目標，并準備向商業(yè)化邁進。在電動汽車電池不斷升級的同時，充電樁的技術(shù)卻沒有被重視，這就導致了電動汽車電池技術(shù)與充電樁充電技術(shù)之間的差距越來越大，電動汽車所需充滿電的時間也不斷增大，伴隨著充電時間的越來越長，電動汽車用戶的使用體驗也越來越差，嚴重阻礙了電動汽車市場的進步。因此在2020年10月，國務院辦公廳正式發(fā)布《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》。文件中提出了“以快充為主、慢充為輔的高速公路和城鄉(xiāng)公共充電網(wǎng)絡”，為全國各省市充電服務網(wǎng)絡發(fā)展指明了發(fā)展方向。根據(jù)百度地圖發(fā)布的《2020年度中國城市交通報告》顯示，城市中大功率直流快充充電樁占比超過65%的有西安、成都、杭州、重慶、天津、沈陽、東莞、南京和青島，占16個主要城市的6%，全國城市公共領(lǐng)域大功率直流充電樁建設(shè)正在加快。看到快速充電樁建設(shè)的短板后，深圳市已經(jīng)開始布局大功率直流快充樁建設(shè)目標。深圳市政府鼓勵發(fā)展大功率公共快速充電樁，彌補公共領(lǐng)域大功率直流快充充電樁不足，充電難的問題。隨后，深圳市交通委員在市場應用對象方面提出了建樁目標。尤其是提出要擴大大功率直流充電樁的建設(shè)數(shù)量，保證用戶對充電的需求。在國際上，大功率充電樁的建設(shè)也是首當其沖。就特斯拉而言，雖然特斯拉失靈，特斯拉續(xù)航騙人等問題頻繁出現(xiàn)在新聞、網(wǎng)絡上，但卻依然不影響特斯拉銷量第一這個事實。為什么特斯拉存在問題卻依然有人購買呢？這是因為我們只看到特斯拉汽車存在的問題，卻沒有看到特斯拉強大的大功率直流充電樁的支撐，特斯拉在一線城市密集布局這種大功率直流充電樁，保證購買本車的用戶完全不用擔心無處充電的問題。其推出的大功率直流充電樁僅需一頓飯的時間就可以滿足用戶繼續(xù)駕車上路的需求。特斯拉創(chuàng)始人馬斯克表示：“特斯拉V3超級充電樁已經(jīng)可以投入使用，最大充電功率可達250KW，20分鐘就可補滿特斯拉一天的用電量。”目前國外智能充電樁充電功率已經(jīng)開始布局最大充電功率可達350KW的智能充電樁；BlinkCharging合作CHAKRATEC推出直流快充解決方案，不僅能緩解電網(wǎng)用電緊張的問題，還能降低企業(yè)運營充電樁費用。福特充電網(wǎng)絡效率提高30%，充電10分鐘續(xù)航增加100公里；國內(nèi)的電動汽車續(xù)航里程已經(jīng)基本都在400km-700km之間，所以現(xiàn)在60KW-150KW的直流充電樁已經(jīng)不能滿足其充電需要。如果想滿足充電10分鐘就能保證行駛需求就需要發(fā)展大功率充電樁，如果想降低充電時間，那就要增加充電模塊，提升充電分配功率，而功率模塊的控制穩(wěn)定性是模塊數(shù)量越少越安全，因此多采用30KW的充電模塊，這樣不僅建設(shè)大功率充電樁時使用模塊少、充電樁集成度高，并且價格還低。根據(jù)星星充電對目前市場充電樁使用情況來看，30KW是現(xiàn)在市場應用最廣泛的功率模塊，也是未來模塊技術(shù)的發(fā)展方向。因此星星充電為公交車和4C倍率的電池研發(fā)出了功率450KW的大功率智能充電樁；特來電的大功率智能充電樁充電功率也達到了400KW，已經(jīng)和電動汽車廠商進行了充電對接測試，新的智能大功率充電樁依舊兼顧2015版接口標準。通過市場上的充電樁發(fā)展情況來看，大功率充電樁將會是未來的主要發(fā)展趨勢。3.2.2智能有序充電是國家電網(wǎng)對智能充電樁的發(fā)展要求在用電緊張的今天，推出一種能夠緩解用電壓力的充電樁技術(shù)尤為重要，所以國家目前對有序充電技術(shù)的研究尤為重視。即有序充電是指在用電高峰期，電動汽車和智能充電樁自動減少對電量的使用，在用電低谷期，便加大使用電量；而無序充電也就是指不在乎當時電量使用情況，固定電量充電。要想實現(xiàn)這種有序充電模式，就需要對充電樁實行V2G模式。V2G技術(shù)是指用來滿足電動汽車與電網(wǎng)之間的雙向通訊和能量交流，當電網(wǎng)處在用電低谷期，電網(wǎng)負荷此時較小，電動汽車就是一個移動充電寶，多儲存電量；當電網(wǎng)處在用電高峰期，這時電動汽車這個充電寶就可以給電網(wǎng)進行電量補充。這樣不僅可以減少用電產(chǎn)品過度充電對電網(wǎng)的沖擊，增加電網(wǎng)的穩(wěn)定性，還能實現(xiàn)車、樁和電網(wǎng)之間的互利共贏。據(jù)國家電網(wǎng)統(tǒng)計，電動汽車的充電的時間都處在17:00-0:00，而用電高峰期則集中在19:00-22:00，充電樁用電負荷與家庭用電負荷重疊在一起，在3h內(nèi)形成用電高峰期，嚴重影響電網(wǎng)的電力負荷；而過了這3h高峰期后，有8h的家用電低谷期，電力負荷只有20%左右。因此可以在智能充電樁上運用信息分析技術(shù)和5G技術(shù)，主動為用戶提供合理的充電時間設(shè)置以及低谷期電費優(yōu)惠價格，用戶可根據(jù)自己的情況選擇是否聽取該設(shè)置方式，這樣就可以利用這8h的低谷期對電動汽車進行充電，形成一種有序錯峰充電模式，這樣做可以使現(xiàn)有不少社區(qū)配電網(wǎng)無需進行電網(wǎng)改造就能實現(xiàn)社區(qū)內(nèi)所有電動車輛穩(wěn)定充電。面對小區(qū)充電難，電力不足等問題，國家電網(wǎng)預計今年在全國大部分小區(qū)內(nèi)建設(shè)12萬個可支持有序充電的充電樁來解決這些問題。國家電網(wǎng)還聯(lián)合中電聯(lián)，制定V2G標準，大力推進有序充電的進程。3.2.3智能充電樁無線充電技術(shù)的應用前景根據(jù)國家“新基建”的發(fā)展目標，無感支付將會越來越重要，而無感支付其中就包括無線充電技術(shù)的應用。目前無線充電技術(shù)有：電磁感應式、無線電波式和電場耦合式。電磁感應式充電樁基本原理是在收發(fā)端各安裝一個線圈，在充電樁發(fā)射端連接電源產(chǎn)生電磁信號，接收端感應電磁信號并產(chǎn)生電流給電動汽車充電，實現(xiàn)無線充電技術(shù)的電能傳輸。這種方式無線輸出功率大、制造技術(shù)成熟、環(huán)境適應能力強。但是充電效率低、難以滿足大功率