技术文章

胡冠楠

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定

摘要：公共交通是城市的“动脉”，在城市公交车辆逐渐新能源化的当下，对充电桩资源进行集约化一体化管理，实现充电资源的有效利用；根据电池充放电特性及行车作业计划，制定合理的充电策略是保证城市“动脉”畅通的关键所在。在当今全球气候变化和环境保护的大背景下，推动公交绿色低碳转型已成为城市可持续发展的重要任务。多场景有序充电作为一项创新的技术和管理模式，正为公交绿色低碳转型注入强大动力。

关键词：公共交通，一体化管理，充电策略

1 纯电动公交车充电问题及解决

随着新能源公交车辆规模快速，纯电动公交车辆的充电，面临着充电桩平台不同、协议不通和电池容量、充电速度不同等问题。车辆充电过程中缺乏整体有效管理，大多采用人工经验编制作业计划，对车辆充电靠人工开启充电开关。人工经验的充电方式无法很好地考虑车辆排班以及不同车辆、充电桩充电速度的问题，充电桩整体利用效率不高，无法满足车辆运营需求；人工经验充电也无法充分考虑分时电价以及电网波谷压力，在车辆大规模充电过程中易对电网造成压力，并使得整体运营成本上升。

针对纯电动公交车的充电问题，天迈新能源充电整体解决方案打造统一的标准和协议，通过接入不同品牌、型号的充电设施进行统一监管、统一核算，实现统管统算，解决企业充电管理难、充电核算难的问题；依据实际运营作业计划、车辆综合能耗等信息，对充电进行智能调度，提供快充快补、慢充补能等多种充电方式，解决车辆什么时间充电、充多少电的问题，在满足运营的前提下，降低充电成本，实现充电智能调度；通过 APP、小

程序、IC 卡等方式向公众提供快速充电服务，将闲置充电资源提供给社会车辆、出租车使用，以提高设备利用率，增加企业效益，实现充电运营。

2 充电设备集约化管理，提高管理效率

对于公交企业充电桩的建设来说，大多企业面临厂家多、协议杂、平台不兼容等问题，缺乏统一的平台对充电设备进行一站式集约化管理。各平台、各充电桩之间独立运营，无法形成有效联动，造成管理成本增加、运营难度加大、运维效率降低。由于平台不统一，对不同公司、不同经营活动的费用清算和对账十分困难，经营活动受到很大限制。为了进一步提高公交企业对充电桩资源的管理效率，打破设备、平台壁垒势在必行。企业可以通过构建一整套完善的充电桩对接协议，将不同厂家的设备接入统一的管理平台进行管理、运营、维护，对充电桩分布、运营状态、故障问题实时、监控，形成一套有效完善的运营监控体系，提高企业对充电桩运营的管理能力。

3.多场景有序充电的优势

3.1提高充电效率

多场景有序充电可以根据不同的充电需求和场景，智能调整充电功率和时间。在公交场站、停车场等固定场所，可以利用夜间低谷电价进行大功率快充，满足公交车的日常运营需求。而在路边充电桩、商场停车场等临时场所，可以进行小功率慢充，为公交车提供应急充电服务。这种灵活的充电方式可以大大提高充电效率，减少充电时间和成本。

3.2优化电网负荷

公交车的充电需求通常较大，如果无序充电，可能会对电网造成较大的负荷压力。而多场景有序充电可以通过智能控制系统，合理安排充电时间和功率，避免高峰时段充电，从而优化电网负荷，提高电网的稳定性和可靠性。

3.3延长电池寿命

合理的充电方式可以延长电池的使用寿命。多场景有序充电可以根据电池的状态和需求，采用恒流、恒压、涓流等不同的充电模式，避免过充和过放，从而延长电池的使用寿命。此外，多场景有序充电还可以对电池进行智能管理和维护，及时发现和解决电池故障，提高电池的安全性和可靠性。

4.多场景有序充电在公交绿色低碳转型中的应用

4.1公交场站充电

公交场站是公交车的主要充电场所。在公交场站建设大功率快充桩，可以满足公交车的快速充电需求。同时，通过智能控制系统，合理安排公交车的充电时间和顺序，避免高峰时段充电，优化电网负荷。此外，还可以在公交场站建设光伏发电系统，为公交车提供绿色能源，进一步降低碳排放。

4.2路边充电桩充电

在城市道路两侧、商场停车场等场所建设路边充电桩，可以为公交车提供应急充电服务。路边充电桩通常采用小功率慢充模式，不会对电网造成较大的负荷压力。同时，通过智能定位系统，公交车司机可以方便地找到附近的充电桩，提高充电的便捷性。

4.3智能公交系统与有序充电的结合

智能公交系统可以实时监测公交车的位置、电量、运行状态等信息，为多场景有序充电提供数据支持。通过智能公交系统和有序充电的结合，可以实现公交车的智能调度和充电管理，提高公交运营的效率和可靠性。例如，当公交车电量较低时，智能公交系统可以自动安排公交车前往最近的充电桩进行充电，避免因电量不足而影响运营。

5安科瑞充电桩收费运营云平台助力有序充电开展

5.1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。

5.2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。

5.3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。

5.4安科瑞充电桩云平台系统功能

5.4.1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。

5.4.2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。

5.4.3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。

5.4.4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。

5.4.5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。

5.4.6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。

5.4.7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

5.4.8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。

5.5系统硬件配置

1. 总结

多场景有序充电作为一项创新的技术和管理模式，为公交绿色低碳转型提供了有力支持。在未来的发展中，需要加强技术创新、标准制定、资金投入和安全管理等方面的工作，推动多场景有序充电技术的广泛应用，为城市可持续发展做出更大的贡献。公交充电资源通过平台系统实现了有效的动态调配，不仅仅满足公交内部车辆的充电需求，通过动态调配出的富裕充电资源也能为更多的社会车辆提供服务，以此提高充电场站的利用效率，增加企业运营效益

参考文献：

1. 王中航.多场景有序充电，助力公交绿色低碳转型

[2] 曾雅文．电动汽车充电基础设施规划

[3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版