充电新纪元：电动汽车快充技术突破与落地应用

一、 背景与意义

随着全球能源结构调整和环保意识增强，新能源汽车产业蓬勃发展，电动汽车保有量持续攀升。然而，充电效率低、充电时间长等问题严重制约了电动汽车的普及和应用。因此，研究并应用快速充电技术，提升充电效率，缩短充电时间，成为推动新能源汽车产业发展的关键。

二、汽车快速充电技术的现状

汽车快速充电技术是指能够在短时间内为电动汽车充电至高容量的技术。目前，有两种主要的快速充电技术:直流快充(DC Fast Charging)和无线充电技术。直流快充技术是当前使用广泛的快速充电技术之一。它通过专门设计的充电设备向电动汽车提供直流电力，以便更快地充电。直流快充技术通常能够在短时间内充电至 80%以上的电池容量。目前，国际上常见的直流快充标准包括 CHAdeM0、CCS(Combined ChargingSystem)和特斯拉的超级充电网。无线充电技术是另一种快速充电技术，它通过电磁感应原理将充电设备中的电能传输到电动汽车中，无需物理连接。无线充电技术被视为未来充电技术的趋势，因为它提供了更便利的充电方式。目前，无线充电技术正在不断发展中，并且一些汽车制造商已经开始在部分车型中应用。总体而言，汽车快速充电技术在过去几年取得了显著的进展。快速充电站点数量迅速增长，充电效率和充电速度也在不断提高。然而，仍然存在一些挑战，如快速充电设备的成本、能源供给的可靠性和电池的耐久性等。随着技术的进一步发展和推广应用，我们可以期待汽车快速充电技术在未来得到进一步提升和普及。

三、电动汽车充电桩快速充电技术存在的问题

3.1成本问题

电动汽车充电桩快速充电技术在推动电动汽车行业发展方面具有积极作用，然而，其中存在着一些成本问题。下面是关于电动汽车充电桩快速充电技术成本问题的要点。首先，快速充电技术需要充电设备，这通常意味着更高的投资成本。快速充电设备比普通充电设备更为复杂，需要更多的硬件和电子元件，以及用于散热和保护系统的更多附件和设备。这些额外的组件和功能都会增加充电桩的制造成本。其次，快速充电技术需要更大功率的电源供应，这可能需要进行电网改造和升级，从而增加了基础设施的成本。为了满足快速充电设备对高功率电源的需求，需要增加变压器容量、改造配电设备、增设新的电缆和电线等，这些都需要投入额外的经费。最后，快速充电桩的安装和布局也会对成本产生影响。快速充电设备通常需要较大的占地面积，而这在城市等有限空间环境中可能很难实施。此外，充电桩的安装、土建工程、设备搬迁等等，都需要投入人力和资金来完成，增加了成本。

3.2电网压力和容量问题

电动汽车充电桩快速充电技术的推广和应用受到电网压力和容量问题的制约。下面是关于电网压力和容量问题的要点。首先，电动汽车快速充电技术需要大功率电源来满足快速充电的需求。这意味着在短时间内向电动汽车提供大量的电能。然而，电网的传统设计往往无法满足这种高功率需求。传输和分配高功率电能会对电网产生额外的压力，容易导致电网的过载和不稳定。其次，电动汽车的普及和快速充电设备的大规模部署会给电网容量带来挑战。随着电动汽车数量的增加，每天的充电需求将显著增加。快速充电设备每次充电需要更多的电能，这将加大对电网的负荷。如果没有适当的电网规划和配套建设，电网容量可能会不足，导致供电不稳定和充电速度的降低。

四、 应用方案

图1 平台结构图

充电运营管理平台是基于物联网和大数据技术的充电设施管理系统，可以实现对充电桩的监控、调度和管理，提高充电桩的利用率和充电效率，提升用户的充电体验和服务质量。用户可以通过APP或小程序提前预约充电，避免在充电站排队等待的情况，同时也能为充电站提供更准确的充电需求数据，方便后续的调度和管理。通过平台可对充电桩的功率、电压、电流等参数进行实时监控，及时发现和处理充电桩故障和异常情况对充电桩的功率进行控制和管理，确保充电桩在合理的功率范围内充电，避免对电网造成过大的负荷。

五、安科瑞充电桩云平台具体的功能

平台除了对充电桩的监控外，还对充电站的光伏发电系统、储能系统以及供电系统进行集中监控和统一协调管理，提高充电站的运行可靠性，降低运营成本，平台系统架构如图2所示。

图2 充电桩运营管理平台系统架构

大屏显示：展示充电站设备统计、使用率排行、运营统计图表、节碳量统计等数据。

图3 大屏展示界面

站点监控：显示设备实时状态、设备列表、设备日志、设备状态统计等功能。

图4 站点监控界面

设备监控：显示设备实时信息、配套设备状态、设备实时曲线、关联订单信息、充电功率曲线等。

图5 设备监控界面

运营趋势统计：显示运营信息查询、站点对比曲线、日月年报表、站点对比列表等功能。

图6 运营趋势界面

收益查询：提供收益汇总、实际收益报表、收益变化曲线、支付方式占比等功能。

图7 收益查询界面

故障分析：提供故障汇总、故障状态饼图、故障趋势分析、故障类型饼图等功能。

图8 故障分析界面

订单记录：提供实时/历史订单查询、订单终止、订单详情、订单导出、运营商应收信息、充电明细、交易流水查询、充值余额明细等功能。

图9 订单查询界面

六、 总结

基于安科瑞充电桩云平台，开展新能源电动汽车充电桩快速充电技术研究与应用，具有重要的现实意义和广阔的应用前景。通过电池特性分析、充电策略优化、充电过程监控、用户行为分析等技术手段，可有效提升充电效率，缩短充电时间，延长电池寿命，提高充电桩运营效率，为新能源汽车产业发展提供有力支撑。