0 引言

近年來,隨著公民環境保護意識增強和能源結構的轉型,新能源汽車作為一種環保、節能的交通工具,逐漸成為汽車產業的發展趨勢。在新能源汽車發展過程中，充電基礎設施的建設和完善至關重要,而高速公路服務區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和運營方面存在一些問題。

本文旨在對我國高速公路服務區新能源充電樁瓶頸進行系統的分析與研究,并提出相應的改進策略，以推動我國新能源汽車產業的健康發展,提升服務區的綜合服務水平。首先，本文將對當前我國高速公路服務區新能源充電樁現狀做一簡要概述;其次,對存在的主要問題進行梳理和總結,第三,結合我國實際情況,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區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、企業機構以及相關研究人員提供參考,促進新能源汽車產業的發展推動我國交通運輸領域的綠色可持續發展。

1 我國高速服務區新能源汽車充電樁發展現狀

充電樁分布。我國高速服務區的新能源汽車充電樁覆蓋率逐年迅速提升,努力實現全覆蓋。但高速公路服務區充電基礎設施仍存在分布相對不均勻的問題,目前服務區充電樁主要集中在一些發達的地區和大城市周邊的高速服務區，如京津、長三角和珠三角地區。相比之下,一些基礎設施薄弱的地區,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。

充電樁類型和技術水平。高速服務區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。雖然技術水平有所提高,但不同服務區之間的設備更新和維護水平可能存在差異,影響了充電服務的穩定性和效率。

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、私人企業以及合資企業,如特來電、星星充電、國家電網、小桔充電等。一些高速服務區采用自主運營模式,而其他可能委托給專業的充電服務公司,導致運營和管理方式的多樣性。

充電服務體驗。用戶在高速服務區充電的體驗受到充電樁設備性能、支付方式、信息反饋等方面的影響，假期出行屢現充電難題,“望樁興嘆"“一樁難求"“支付困難"等現象屢見不鮮,一些服務區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，政府從充電基礎設施建設、新能源汽車購置等方面發布一系列政策支持新能源汽車的發展：2015年10月,國務院辦公廳印發《關于加快電動汽車充電基礎設施建設的指導意見》指出,要加快電動汽車充電基礎設施建設,以緩解充電難問題,促進新能源汽車推廣應用；2020年12月,財政部、工業和信息化部等四部委聯合印發《關于進一步完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》指出,要優化新能源汽車推廣應用財政補貼政策,提高補貼準確性,促進新能源汽車產業高質量發展；2023年6月，國務院辦公廳印發《關于進一步構建高質量充電基礎設施體系的指導意見》指出,要加快構建高質量充電基礎設施體系,提升充電服務保障能力,支撐新能源汽車產業快速發展。2024年2月,交通運輸部印發《關于加快推進2024年公路服務區充電基礎設施建設工作的通知》部署推動公路沿線充電基礎設施建設。這些政策對我國高速服務區新能源汽車充電樁的建設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 高速服務區新能源汽車充電樁存在的問題分析

充電樁故障率高。目前有的服務區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。表明部分充電樁設備的穩定性不夠,容易出現故障。維修能力可能不足,導致用戶在出行過程中遭遇充電困難。

服務區充電樁類型不一。在服務區中發現,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。這可能導致一些用戶在服務區充電時面臨限制。

直流充電樁數量不足。直流充電樁是長途出行中新能源汽車的主要充電方式,但在許多服務區的數量上仍然不夠,尤其是在交通密集的高速上。在大城市周圍的高速服務區,盡管數量相對較多,但直流充電樁的供應仍然勉強能夠滿足需求,通常在20個以上。而在其他地區的服務區,直流充電樁的數量保持在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。不同高速服務區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。一些運營商的應用程序可能存在較多的錯誤,導致用戶體驗不佳。

車主停車充電時時占用充電樁的問題。高速公路服務區中,充電車主往往會根據預計充電時長來安排-些耗時較多的活動,例如就餐和休息,這會導致車輛已經充電完成但充電樁被占用。這種現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,當汽車充到電量的80%、90%后,充電功率就會下降,導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區的充電樁情況，包括可用充電樁數量以及是否存在排隊等待的車輛,這可能導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。

節假日高速服務區充電樁擁擠的問題。節假日期間,高速服務區的充電樁常常面臨擁擠,導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假日。

地區性差異。充電樁的數量在不同地區存在顯著差異,大城市周圍相對較好,而其他地區相對匱乏。地區性差異可能導致一些地區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。一些偏遠地區的高速服務區尚未建立充電樁,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的普及和使用,因為車主可能

無法在需要時獲得充電服務,限制了其長途駕駛。缺乏用戶教育和指引。部分服務區缺乏明確的用戶教育和指引,導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該采取的措施。這將導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提升計劃

3.1提升設備穩定性與維護效率

實施定期的技術更新和設備升級，采用先進技術提高設備的穩定性和耐用性,并建立嚴格的質量監控體系,對充電設備進行測試和質量檢查。同時，設立定期巡檢和保養制度,對充電樁設備進行定期檢查和保養,引人遠程監控技術,實時監測充電樁運行狀態,以及建立24小時緊急維修服務機制,確保在設備出現故障時能快速響應,盡快進行維修和恢復正常運行。

此外,利用數據分析技術持續監測和分析設備運行數據,并收集用戶反饋意見,不斷改進設備設計和運營模式,以提升用戶體驗和設備穩定性。這些綜合措施旨在確保充電樁長時間穩定運行,提升用戶滿意度和新能源汽車充電體驗。

3.2優化充電樁規劃與類型布局

政府和相關企業應根據地區的新能源汽車數量和交通流量,有針對性地增加充電樁的部署,提高服務區充電設施的覆蓋率,確保用戶在不同地區都能方便地進行充電。合理規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。高速服務區管理方應增加直流充電樁的數量,特別是在交通密集的區域,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劃并增設高速服務區充電設備,以滿足車主的需求,尤其是在容易出現擁擠的節假日,例如提供可移動的充電設備或車載充電服務,以緩解擁擠的充電站壓力。移動式充電樁可以根據節假日期間充電需求的臨時性和集中性,在不同區域快速、靈活地進行部署。它能夠及時響應充電需求的變化,迅速適應特殊時期的交通流量和車輛分布具備獨立供電系統的移動充電樁無需依賴外部電網,可以在沒有固定電源設施的地區提供充電服務。這種可移動性使其能夠覆蓋更廣泛的區域,滿足節假日期間車輛在不同場所的充電需求。

3.3 建立數字充電樁平臺

整合來自充電站運營商、政府部門、用戶反饋等多個數據源,確保信息的準確性。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限。通過平臺,用戶的注冊信息、充電歷史以及產生的費用等數據可以自動推送到相應的供應商軟件。這樣，用戶可以在一個平臺上管理所有充電相關事務,減少了因不同供應商而產生的混淆和不便。這種一站式數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。政府可以提供培訓和支持,確保老年用戶能夠順利適應數字化平臺的使用方式。

同時,政府還可通過數字充電樁平臺對充電樁的當前充電狀況和排隊情況進行實時監測,確保信息的實時性。將實時監測數據傳遞至各大導航系統,使車主能夠在使用導航系統時獲取到更準確和實時的充電樁信息,包括可用充電樁數量和是否存在排隊等待的車輛情況。在導航系統中增加基于充電樁情況的路線規劃功能,使車主能夠選擇合適的服務區進行充電，提高充電效率。

3.4 建立充電預約機制與智能調度系統

首先,建立智能充電調度系統,通過算法預測高峰期,實現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,引入智能停車監控系統,監測車輛充電狀態和停車時間,及時提醒車主移車,確保充電樁的及時空置。

其次,實行充電樁預約機制,車主可提前預約充電時段,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。設置信息顯示屏或提示設備,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。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,讓用戶分享他們對于新的充電收費機制的感受與建議,以不斷優化系統。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

政府應通過支持技術研發和創新,推動更智能、低成本的充電設備在偏遠地區得到應用,以提高充電站建設的可行性。例如,可在偏遠地區采用綠色能源供電,如太陽能或風能,這有助于促進可持續發展并提高能源利用效率。這樣的舉措將為偏遠地區的新能源汽車充電提供可靠、環保的解決方案,同時降低能源成本,為當地經濟和環境作出積極貢獻。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,鼓勵在偏遠地區的高速服務區建立充電樁,例如提供稅收優惠、資金補貼或其他激勵計劃,以促進充電樁的快速部署。

其次,政府可以與企業合作共建充電設施，分擔建設費用,推動充電站建設和普及。通過與地方企業或服務區合作,實現充電樁的共建共享,減輕企業投資負擔，加快充電樁的建設進程。在區域發展規劃中,應充分考慮新能源汽車的普及和需求,將充電設施的建設納入整體規劃。政府應確保覆蓋到偏遠地區的高速服務區，以滿足用戶在不同地區的充電需求,促進充電設施的全覆蓋和普及。

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通過物聯網技術對接入系統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據采集和監控，實時監控充電樁運行狀態，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等方式接入互聯網，用戶通過微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

4.2應用場所

適用于民用建筑、一般工業建筑、居住小區、實業單位、商業綜合體、學校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

4.3系統結構

系統分為四層：

1）即數據采集層、網絡傳輸層、數據層和客戶端層。

2）數據采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數，并進行電能計量和保護。

3）網絡傳輸層：通過4G網絡將數據上傳至搭建好的數據庫服務器。

4）數據層：包含應用服務器和數據服務器，應用服務器部署數據采集服務、WEB網站，數據服務器部署實時數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。

5）應客戶端層：系統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。

小區充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實時監控、交易管理、故障管理、統計分析、基礎數據管理等功能，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，對設備狀態、設備使用率、充電次數、充電時長、充電金額、充電度數、充電樁故障等進行統計顯示，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。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。

4.4.2實時監控

實時監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態、回路狀態、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、注銷等操作，可查看小區用戶每日的充電交易詳細信息。

4.4.4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場問題。

4.4.5統計分析

通過系統平臺，從充電站點、充電設施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統計信息、能耗統計信息等。

4.4.6基礎數據管理

在系統平臺建立運營商戶，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、優惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結和解綁。

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，進行遠程參數設置，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 結論

我國高速服務區新能源汽車充電樁的現狀表現出積極的發展趨勢,但在不同地區和服務區之間仍存在一些差異和待解決的問題。這一領域的不斷改進和創新將有助于提升新能源汽車用戶的充電體驗,推動交通可持續發展。