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新能源电动汽车行业概述和充电流程介绍

发布人：共兴达 发布时间：2017-08-31 11:05:07

官方统计资料显示，截至2014年底，全国共建成充换电站780座，交流充电桩3.1万个，为超过12万辆电动汽车提供充换电服务。“十三五”阶段总体目标是到2020年，建成集中充换电站1.2万座，分散充电桩480万个，满足全国500万辆电动汽车充电需求。从数据上看，新能源汽车和充电基础设施的发展空间广阔。

图1 电动汽车和充电桩

在实现目标的过程中，充电服务领域也正在积极探索和构架商业和盈利模式。同时地方政府也大力支持，通过政策制定和落实，为社会资本进入创造有利条件。

充电产业链上的重要角色有：设备制造商、充电运营商、解决方案提供商。

设备制造商，是设计研发、生产制造充电桩的商家。2015å¹´12月28日，质检总局、国家标准委联合国家能源局、工信部、科技部等五部委，发布新修订的电动汽车充电接口及通信协议5项国家标准，简称“充电新国标”。设备制造商只有遵循新国标，凭借过硬的技术实力和执行严格的质量体系标准，设计生产出符合市场潮流和大众用户审美和需求的产品，才能在纷繁复杂、竞争激烈的市场上占有一席之地。

充电运营商，分为两种类型：纯互联网类型和“互联网+充电设施”类型。前者，不生产充电桩，而是购买并部署充电桩，利用互联网技术对所辖桩进行运营管理。后者，既生产、销售、部署充电桩，又利用互联网技术，对自家和他家的桩，进行运营管理。这两种类型，分别属于轻资产和重资产模式，各有利弊。运营商桩联网平台如图2所示。

解决方案提供商，是最稳健的市场参与者。针对不同用户，量身定制充电整体解决方案。从前期的咨询、规划设计、解决方案、能效管理、实施总包，到后期的运营维护、系统升级优化，再到大数据挖掘、分析、决策等。

图2 运营商桩联网平台

在充电产业链上，这三者都扮演了重要的角色，又互有交集。在国家政策持续出台和鼓励下，充电市场会不断发展壮大，且趋于规范有序发展。

接下来，简单介绍如何利用计算机、互联网和通信技术，实现电动汽车在充电桩上充电。

当终端用户（车主）选择使用新能源电动汽车，意味着为国家节能环保事业尽了力、做了贡献，也意味着他只要用车，就随时随地有为汽车补充电量的需求。就好比汽油汽车，当油量低或告警时，需要到加油站加油一样。车主可以利用手机应用程序，寻找定位周边或目的地附近的充电站或充电桩（前提是手机注册用户）。如果担心在车子开过去的途中，充电桩可能被其他车主占用。可以使用程序提供的预约功能。这样在规定的预约时间内，桩是无法被其它车主预约和使用的。

当车主找到空闲或预定的充电桩，有两种方法启动充电：扫码和刷卡。

扫码充电：将充电枪连上电动汽车，使用手机应用程序，扫描桩上的二维码，启动充电。如果账户余额不足，可先充值。充值方式支持微信、支付宝、银联等第三方支付平台。启动充电前，有4种充电方式可以选择：按电量、按时间、按金额、自动充满。无论车主选择哪种方式，当条件满足后，充电桩将自动停止充电，并上传充电记录。后台根据充电记录，进行结算，并告知手机应用程序。手机应用程序上显示账单信息，告知车主本次充电的结果。车主拔下并归还充电枪。这就是一个完整的充电流程。在充电过程中，车主是可以随时中止充电的。有两种方式：通过手机应用程序提供的功能按钮；按充电桩上的急停按钮。

刷卡充电：这种方法要求车主先到运营商那里办理用户卡，并往卡里充值。充电流程是：先将充电枪连接到电动汽车，再在桩的刷卡区域刷第一次卡。桩内的读卡器，会将用户卡信息读取出来，并通过网络通信，上传到云服务器后台中。后台会对用户卡信息进行鉴权，如果此用户卡存在、密码正确且有效，则下行鉴权成功信息。桩收到鉴权成功的消息后，会在桩体触摸屏上，让车主选择充电方式（按电量/按时间/按金额/自动充满）。当条件满足后，停止充电。车主还需要刷第二次卡，才能拔下并归还充电枪。在充电过程中，车主也是可以随时中止充电，只要再刷第二次卡就中止充电。

图3 扫码充电页面

图4 充电设置页面

图5 充电方式选择页面

图6 开始充电页面

图7 充电中页面

图8 结束充电页面

图9 订单详情页面

扫码和刷卡充电业务流程见图10。其网络通信遵循国家电网制定的《电动汽车充换电服务网络运营管理系统通信规约：系统与离散充电桩通信规约》。图中名词和术语解释：

计费模型：日常分为波峰平谷4个时段，可以为每个时段设定不同的电价。在用电高峰期间，电价相对贵些；用电低谷期间，电价最低。可以为不同地点的桩设置不同的计费模型。车主充电过程中，就是按照当前的电价进行消费计算。

充电鉴权：桩上的读卡器，读取用户刷卡时的卡信息，通过网络上传给云服务器上的运营管理平台。平台对用户卡信息进行校验，决定其能不能充电。

总召：云平台向桩召唤运行实时数据（遥测，YC）和状态信息（遥信，YX）。遥测：电压、电流、充电功率、充电电量、已充时间、已充金额等；遥信：交流接触器位置、避雷器位置、过压/欠压保护状态等。

校时：运营管理云平台，周期性对所有桩进行系统时钟时间同步。确保充电时间的一致性。

YX变位和YC变化：对于变化的遥信和遥测，桩要及时上传告知运营管理平台。比如：充电桩的A充电枪从空闲状态，切换到充电状态。如果不及时告知平台，那将要等到下次总召时才会更新到最新状态。再比如：交流接触器，从合位突变到跳位，需要第一时间告知平台。相关监控人员可以第一时间应变和处理。

心跳：运营管理云平台与所有桩之间的心跳机制，确保能够及时检测到连接中断情况。比如：心跳周期30秒，如果连续3次没有收到对方的心跳，则表明对方或已经与对方断开连接。这时需要重新进行连接，恢复正常通信。

帧类型号、传送原因、记录类型：这些是IEC60870-104通信规约里的定义，用于指明是哪种类型的报文帧。

图10 充电业务流程

“十三五”期间，中国将成为世界最大的新能源汽车市场，成为世界新能源汽车的核心主战场。随着政策的不断深入推进和落实，以及市场机制的不断完善优化，还有人民的环保意识不断的加强，相信中国的新能源事业必将蓬勃发展，环境会日益改善。