新能源电动车快速增长带来的充电难题及解决方案

安科瑞虞佳豪

从中国合格评定国家认可委员会(认可委员会，CNAS)获悉，截至目前，中国已有近200家新能源汽车相关检测机构获得CNAS实验室认可，覆盖整车、驱动系统、车载储能系统和充电基础设施等检测能力。

​CNAS认可的认证机构中有94家为新能源汽车及相关企业开展了质量管理体系和产品认证服务，累计为400余家企业颁发认证证书500余张，近四年年均增长率41%，有力促进了中国的新能源汽车制造、维护、大数据处理、充电桩、电池设计等产品(服务)质量和管理水平的提高。

相关数据显示，得益于国家前瞻性政策引导和企业集体跟进，中国已成为全球最大的新能源汽车市场，产销量连续8年稳居世界首位。截至2022年底，中国新能源汽车保有量约1310万辆，超过全球总量的一半。

CNAS相关负责人表示，认可是对合格评定机构具备特定能力的第三方证明活动。近年来，新能源汽车产业发展呈现出新趋势，检验检测技术发生了很多根本性的变化，对认可工作不断提出新的需求。此外，在检测手段多样化发展形势下，认可评价方式也需多样化。

针对中国新能源汽车领域认可需求和认可工作自身的变化特点，CNAS开展相关科研、调研、培训等工作，为新能源汽车产业提供增值服务，包括推动关键技术攻关，开展技术能力评价，促进中国新能源汽车检验检测报告得到国外采信，为中国新能源汽车企业参与国际竞争、提高国际竞争能力搭建桥梁等。

据介绍，为实现中国认可工作高质量发展，近年来，CNAS开展了一系列研究和探索工作。下一步，CNAS将重点培养燃料电池、汽车风洞、软件信息技术、智能驾驶、网联测试等新兴领域的评审专家，为新的检测技术认可保驾护航。

新能源汽车规模化发展的同时，充电不便利的痛点愈发明显。在未来的新能源汽车行业发展当中，充电的矛盾要远远大于造车的矛盾。

解决好充电的问题成为电动汽车行业发展的一个突出问题。解决充电补能问题，重要的方式之一是大功率充电（超充），但是超充站建设，存在着土地资源紧张以及充电站负荷容量限制的问题。相较于造车新势力或第三方充电服务企业建设与运营充电站，加油站改建充电站更便利，本文主要探讨加油站改建充电站的意义及方法。

纵观我国市场上已投放的充电桩，大致分四类：一类是由国家电网建设，主要在高速公路服务区或固定的充电站，城市网点较少，且服务对象大多为公交车；第二类为车企自建，第三类则是由第三方新能源汽车充电服务公司建立，第四类是各种加油站的改建。相比较而言，加油站转型超充站更便利且空间巨大。

众所周知，城市土地较少，特别是一线城市，但往往这些地区的充电需求较旺盛。而广为布局的加油站，已在交通要道提前拥有土地资源。随着超充技术发展，超充补电速度也越来越快，对于电动汽车车主来说，过去养成的去加油站加油的习惯，在电动化时代，将通过加油站得以延续。据中信证券测算充电行业远期市场空间达到超千亿元，一旦国内多数加油站成功转型为超充站，影响巨大。

2022年中国加油站总数量达11.50万座，这些加油站大部分可以转化为充电站。实际上，中石油、中石化对于转型充电站十分积极。譬如中石化、中石油在财务报告中均表示，随着新能源行业的发展，两者都决定迎合新的发展趋势，使它们旗下的加油站不仅仅局限于加油的零售业务，而且向综合能源服务商发展。中石化方面表示，到2025年要在5000座以上加油站里建超充站，现在已经建了2000多个站。而中石油已于2022年下半年，成立了瞄准充换电市场的中油绿电新能源有限公司。

因为充电速度的加快，超充站和加油站很多方面相似，加油站是很容易过渡到超充站的。而且上海、北京这样的超大型城市中，加油站销量越来越小，急需转型，超充站是一个重要的转型方向。

加油站转型超充站存在的问题

超充站建设问题之一就是土地资源紧张，但是如果由加油站转型超充站，这个问题便可迎刃而解。那么还有哪些障碍呢？

目前，我国的加油站转型超充站，之所以还仅仅是一个趋势，并没有大规模发展，关键的制约因素是经济利益。超充充电成本、效率方面，目前来看还不足以支撑加油站的发展，不过随着超充车辆的增多，再有三四年的时间，就可以完全能够支持企业效益提升。由此可以预测，未来在新能源汽车逐渐取代燃油车的过程，大多数加油站可快速地转型到超充站的。

加油站转型超充站，还有一个难题，那就是电力来源问题。超充的功率需求对不少企业配电网来说是很大的挑战，特别是在用电高峰时段。目前解决这一问题的办法是充电站配置光储充一体化系统。光储充一体化，是指由市电、分布式光伏、储能系统、充电设备和常规负荷组成的供配用电系统。这套系统中关键在于储能的参与，使得超充站可以实现局部微网的削峰填谷，而且很好地应对超充时代的大负荷对配电网的冲击，很好的解决部分电网增容、扩容的矛盾问题。

安科瑞充电解决方案

传统的加油站电力负荷很小，主要有加油机油泵、形象用电、照明用电等，一般单个传统加油站负荷不超过50kW，采用0.4kV供电。但是如果转为充电站，那负荷可能会几十倍的增加。如果全部依赖电网供电，第一个问题是当地电力部门是否能满足供电要求，对电网的冲击较大；第二个是成本太高而减少利润空间，通过配置市电、光伏、储能相结合的方式可以扩充供电容量，大幅降低用电成本，提高充电站运行灵活性。

充电站供电系统主要为充电设备提供电源，由一次设备（开关柜、变压器等）和光伏组件、光伏逆变器、储能设备组成，见图1所示。充电设备及光伏、储能设备是整个充电站电气系统的核心部分，一般充电设备采用大功率直流充电桩，储能设备可以采用储能集装箱或者分布式储能柜，可以根据情况分步扩容，实现电池快充、削峰填谷、光伏充电、余电上网、电网平衡、应急电源等功能。这种方式除了应用在加油站之外，还可以大量应用在居民小区、商业楼宇、产业园区等等。

图1 充电站光储充一体化模式

充电设备

安科瑞AEV300-DC160S一体式非车载直流充电机是一种符合国标充电接口标准、输出功率达到160kW的直流快速充电机，满足快速充电的需要，是国家电网充电桩供应商之一。充电桩具备高转换效率充电模块，整桩采用国家电网指定供应商模块，其充电时的转换效率能达到96%，通过2018国家标准测试。设备自带故障诊断系统，同时支持远程升级，能实现平台对设备的远程复位，减少运营成本投入，同时具备待机断电功能，多重防护，产品具备过流、过压、漏电、短路、防浪涌、接地连续性检测保护，性能参数如表1所示。

图2 AEV300-DC160SS一体式非车载直流充电机

表1 AEV300-DC160SS一体式非车载直流充电机性能参数

除了160kW国网标准化直流充电桩之外，公司还提供120kW、80kW、60kW互联网版本直流充电桩以及7kW交流充电桩，满足各种场合的充电要求。

充电运营管理平台

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。

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3所示。

图3 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4 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5 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6 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7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8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9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10订单查询界面

审核编辑：汤梓红