高速公路服务区充电桩瓶颈及改进对策

摘 要：随着公民环境保护意识增强和能源结构的转型，新能源汽车作为一种环保、节能的交通工具，逐渐成为汽车产业的发展趋势。然而，高速公路服务区新能源汽车充电桩的建设和运营面临着一些问题。首先对当前我国高速公路服务区新能源充电桩现状进行了概括性描述，进一步分析高速公路服务区新能源充电桩存在的问题。在此基础上，给出智能化新能源充电站建设提升计划，包括提升设备稳定性与维护效率、优化充电桩规划与类型布局、建立数字充电桩平台、建立充电预约机制与智能调度系统、收费策略优化与充电效率提升、引入绿色能源助力充电桩运行以及政府支持政策与合作共建机制。旨在推动我国新能源汽车产业的健康发展，提升高速服务区的综合服务水平，为政府、企业和研究机构提供借鉴参考。

关键词：新能源汽车；高速公路服务区；充电桩；提升计划。

0 引言

近年来,随着公民环境保护意识增强和能源结构的转型,新能源汽车作为一种环保、节能的交通工具,逐渐成为汽车产业的发展趋势。在新能源汽车发展过程中，充电基础设施的建设和完善至关重要,而高速公路服务区作为新能源汽车的重要充电场所之一,在新能源充电桩的建设和运营方面存在一些问题。

本文旨在对我国高速公路服务区新能源充电桩瓶颈进行系统的分析与研究,并提出相应的改进策略，以推动我国新能源汽车产业的健康发展,提升服务区的综合服务水平。首先，本文将对当前我国高速公路服务区新能源充电桩现状做一简要概述;其次,对存在的主要问题进行梳理和总结,第三,结合我国实际情况,对解决这些问题的可能性和可行性进行探讨,提出一系列改进措施。通过对高速公路服务区新能源充电桩问题的解析及改进措施的研究,旨在为政府部门、企业机构以及相关研究人员提供参考,促进新能源汽车产业的发展推动我国交通运输领域的绿色可持续发展。

1 我国高速服务区新能源汽车充电桩发展现状

充电桩分布。我国高速服务区的新能源汽车充电桩覆盖率逐年迅速提升,努力实现全覆盖。但高速公路服务区充电基础设施仍存在分布相对不均匀的问题,目前服务区充电桩主要集中在一些发达的地区和大城市周边的高速服务区，如京津、长三角和珠三角地区。相比之下,一些基础设施薄弱的地区,如东北三省,仍存在充电桩不足的情况,影响了新能源汽车的充电便利性。

充电桩类型和技术水平。高速服务区的充电桩类型包括交流充电桩(AC)和直流充电桩(DC)。直流充电桩通常具有更快的充电速度,更适合长途出行。虽然技术水平有所提高,但不同服务区之间的设备更新和维护水平可能存在差异,影响了充电服务的稳定性和效率。

充电桩运营商和管理模式。充电桩的运营商和管理模式多样,包括国有企业、私人企业以及合资企业,如特来电、星星充电、国家电网、小桔充电等。一些高速服务区采用自主运营模式,而其他可能委托给专业的充电服务公司,导致运营和管理方式的多样性。

充电服务体验。用户在高速服务区充电的体验受到充电桩设备性能、支付方式、信息反馈等方面的影响，假期出行屡现充电难题,“望桩兴叹"“一桩难求"“支付困难"等现象屡见不鲜,一些服务区可能提供更便捷的支付方式和用户界面,努力提升用户体验,但仍存在改进空间。

政策支持。近年来，政府从充电基础设施建设、新能源汽车购置等方面发布一系列政策支持新能源汽车的发展：2015年10月,国务院办公厅印发《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》指出,要加快电动汽车充电基础设施建设,以缓解充电难问题,促进新能源汽车推广应用；2020年12月,财政部、工业和信息化部等四部委联合印发《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》指出,要优化新能源汽车推广应用财政补贴政策,提高补贴准确性,促进新能源汽车产业高质量发展；2023年6月，国务院办公厅印发《关于进一步构建高质量充电基础设施体系的指导意见》指出,要加快构建高质量充电基础设施体系,提升充电服务保障能力,支撑新能源汽车产业快速发展。2024年2月,交通运输部印发《关于加快推进2024年公路服务区充电基础设施建设工作的通知》部署推动公路沿线充电基础设施建设。这些政策对我国高速服务区新能源汽车充电桩的建设和升级起到了积极的促进作用,但在实施过程中仍需进一步完善和落实。

2 高速服务区新能源汽车充电桩存在的问题分析

充电桩故障率高。目前有的服务区中的个别充电桩存在各种问题,包括正在维修、等待维修或者没有得到及时维修。表明部分充电桩设备的稳定性不够,容易出现故障。维修能力可能不足,导致用户在出行过程中遭遇充电困难。

服务区充电桩类型不一。在服务区中发现,充电桩的类型各异,包括交流充电桩(AC)和直流充电桩(DC)不同类型的充电桩对用户可能有不同的影响,有些车辆可能无法适配某一类型的充电桩。这可能导致一些用户在服务区充电时面临限制。

直流充电桩数量不足。直流充电桩是长途出行中新能源汽车的主要充电方式,但在许多服务区的数量上仍然不够,尤其是在交通密集的高速上。在大城市周围的高速服务区,尽管数量相对较多,但直流充电桩的供应仍然勉强能够满足需求,通常在20个以上。而在其他地区的服务区,直流充电桩的数量保持在4个左右，明显不足以满足高速车辆的充电需求。

运营商和支付方式的差异。不同高速服务区采用的运营商和支付方式存在较大差异,包括需要下载软件、注册用户、使用小程序以及使用运营商提供的APP等多样性。一些运营商的应用程序可能存在较多的错误,导致用户体验不佳。

车主停车充电时时占用充电桩的问题。高速公路服务区中,充电车主往往会根据预计充电时长来安排-些耗时较多的活动,例如就餐和休息,这会导致车辆已经充电完成但充电桩被占用。这种现象影响了其他车主的使用体验,尤其是在高峰时段。

平均每台车的充电时长过多。在充电过程中,当汽车充到电量的80%、90%后,充电功率就会下降,导致整体充电效率降低。

高速充电桩的使用状况更新不及时。在高速公路行驶时,无法提前获取下一个服务区的充电桩情况，包括可用充电桩数量以及是否存在排队等待的车辆,这可能导致车主在行驶过程中难以做出明智的决策,增加了找到可用充电桩的不确定性,尤其是在高峰时段。

节假日高速服务区充电桩拥挤的问题。节假日期间,高速服务区的充电桩常常面临拥挤,导致许多车辆无法充电。有些车主甚至因为充电不及时或遇到堵车而导致电量耗尽的情况,这给新能源汽车用户带来了充电不便和不确定性,尤其是在需要长时间行驶的节假日。

地区性差异。充电桩的数量在不同地区存在显著差异,大城市周围相对较好,而其他地区相对匮乏。地区性差异可能导致一些地区的新能源汽车用户在长途出行时面临充电不便的情况,可能影响用户对新能源汽车的使用体验。一些偏远地区的高速服务区尚未建立充电桩,这可能限制了新能源汽车的使用。缺乏充电桩可能阻碍新能源汽车在偏远地区的普及和使用,因为车主可能

无法在需要时获得充电服务,限制了其长途驾驶。缺乏用户教育和指引。部分服务区缺乏明确的用户教育和指引,导致一些用户不了解如何正确使用充电桩,以及在充电桩故障时应该采取的措施。这将导致一些用户在遇到问题时不知所措,增加了充电桩维修难度。

3智能化新能源充电站建设提升计划

3.1提升设备稳定性与维护效率

实施定期的技术更新和设备升级，采用先进技术提高设备的稳定性和耐用性,并建立严格的质量监控体系,对充电设备进行测试和质量检查。同时，设立定期巡检和保养制度,对充电桩设备进行定期检查和保养,引人远程监控技术,实时监测充电桩运行状态,以及建立24小时紧急维修服务机制,确保在设备出现故障时能快速响应,尽快进行维修和恢复正常运行。

此外,利用数据分析技术持续监测和分析设备运行数据,并收集用户反馈意见,不断改进设备设计和运营模式,以提升用户体验和设备稳定性。这些综合措施旨在确保充电桩长时间稳定运行,提升用户满意度和新能源汽车充电体验。

3.2优化充电桩规划与类型布局

政府和相关企业应根据地区的新能源汽车数量和交通流量,有针对性地增加充电桩的部署,提高服务区充电设施的覆盖率,确保用户在不同地区都能方便地进行充电。合理规划交流和直流充电桩的部署,以满足各种新能源汽车的充电需求。高速服务区管理方应增加直流充电桩的数量,特别是在交通密集的区域,以满足用户在高速上的快速充电需求。

针对高峰期,政府和运营商可考虑提前规划并增设高速服务区充电设备,以满足车主的需求,尤其是在容易出现拥挤的节假日,例如提供可移动的充电设备或车载充电服务,以缓解拥挤的充电站压力。移动式充电桩可以根据节假日期间充电需求的临时性和集中性,在不同区域快速、灵活地进行部署。它能够及时响应充电需求的变化,迅速适应特殊时期的交通流量和车辆分布具备独立供电系统的移动充电桩无需依赖外部电网,可以在没有固定电源设施的地区提供充电服务。这种可移动性使其能够覆盖更广泛的区域,满足节假日期间车辆在不同场所的充电需求。

3.3 建立数字充电桩平台

整合来自充电站运营商、政府部门、用户反馈等多个数据源,确保信息的准确性。用户只需要在这个平台上注册一次,即可获得对所有充电桩的使用权限。通过平台,用户的注册信息、充电历史以及产生的费用等数据可以自动推送到相应的供应商软件。这样，用户可以在一个平台上管理所有充电相关事务,减少了因不同供应商而产生的混淆和不便。这种一站式数字平台可以降低老年用户的使用门槛,使其更加方便地使用充电服务。政府可以提供培训和支持,确保老年用户能够顺利适应数字化平台的使用方式。

同时,政府还可通过数字充电桩平台对充电桩的当前充电状况和排队情况进行实时监测,确保信息的实时性。将实时监测数据传递至各大导航系统,使车主能够在使用导航系统时获取到更准确和实时的充电桩信息,包括可用充电桩数量和是否存在排队等待的车辆情况。在导航系统中增加基于充电桩情况的路线规划功能,使车主能够选择合适的服务区进行充电，提高充电效率。

3.4 建立充电预约机制与智能调度系统

首先,建立智能充电调度系统,通过算法预测高峰期,实现充电资源的智能分配,确保充电桩的合理利用，降低拥挤情况。同时,引入智能停车监控系统,监测车辆充电状态和停车时间,及时提醒车主移车,确保充电桩的及时空置。

其次,实行充电桩预约机制,车主可提前预约充电时段,避免大量车辆同时涌入充电站,分散充电需求,提高充电效率。设置信息显示屏或提示设备,提醒车主在充电完成后尽快移车,确保更多车主能够顺利使用充电服务。通过APP或其他方式提醒车主,在充电即将完成时及时返回车辆并移开,减少充电桩被占用的时间。

3.5 优化收费策略与提升充电效率

实施阶梯式充电收费,例如80%、90%充电功率下降时,针对充电功率降低的阶段,逐步提高充电用电单价,以激励车主更迅速地完成充电过程。在充电过程中,通过APP或其他方式提前通知车主充电功率即将下降,并提示其关注逐步增加的充电用电单价,以增强车主对充电效率的重视。由于提高用电单价的激励,车主可能更倾向于更迅速地完成充电,降低了他们的充电预期时间。

充电站可以通过信息显示屏、APP等方式向用户清晰地解释阶梯式充电收费机制,增加用户对此机制的理解。建立用户反馈系统,让用户分享他们对于新的充电收费机制的感受与建议,以不断优化系统。通过激励车主更快完成充电过程,减少无效占用充电桩的时间,提高充电站的利用率。

3.6 引入绿色能源,助力充电桩运行

政府应通过支持技术研发和创新,推动更智能、低成本的充电设备在偏远地区得到应用,以提高充电站建设的可行性。例如,可在偏远地区采用绿色能源供电,如太阳能或风能,这有助于促进可持续发展并提高能源利用效率。这样的举措将为偏远地区的新能源汽车充电提供可靠、环保的解决方案,同时降低能源成本,为当地经济和环境作出积极贡献。政府支持政策与合作共建机制

3.7政府支持政策与合作共建机制

首先,政府可以制定激励政策,鼓励在偏远地区的高速服务区建立充电桩,例如提供税收优惠、资金补贴或其他激励计划,以促进充电桩的快速部署。

其次,政府可以与企业合作共建充电设施，分担建设费用,推动充电站建设和普及。通过与地方企业或服务区合作,实现充电桩的共建共享,减轻企业投资负担，加快充电桩的建设进程。在区域发展规划中,应充分考虑新能源汽车的普及和需求,将充电设施的建设纳入整体规划。政府应确保覆盖到偏远地区的高速服务区，以满足用户在不同地区的充电需求,促进充电设施的全覆盖和普及。

4安科瑞充电桩收费运营云平台助力有序充电开展

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

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

5 结论

我国高速服务区新能源汽车充电桩的现状表现出积极的发展趋势,但在不同地区和服务区之间仍存在一些差异和待解决的问题。这一领域的不断改进和创新将有助于提升新能源汽车用户的充电体验,推动交通可持续发展。

参考文献

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