随着电动汽车的逐步推进，为了满足电动汽车用户参与用电管理，实时了解充电桩的位置与状态信息、电价信息等需求，文章提出了面向互联网的电动汽车智能充电服务系统。对该系统近一年的运营情况进行了分析，取用5 个交流充电桩3 个月的数据进行分析，得出电动汽车在8：00-16：00 和16：00-24：00 时段充电时间比0：00-8：00 时段充电时间长、充电电量多，并且电动汽车每次平均充电时长约2h 等结论。该分析能为未来电动汽车大规模推广积累经验。
0、引言
电动汽车具有以电代油、环保高效的优点，是节约能源大力提倡的方式。随着电动汽车的逐步推进，充电用户希望能够实时了解充电桩的位置、电价等信息，主动参与用电管理，提高能源利用效率。其重要基础之一是需要对充电桩进行电量监测并智能控制其状态，实现精细化、智能化管理。国内现有充电设施主要以充电站、充电桩或换电站建设为主，截至2015年3月，国家电网公司已经建成618座充换电站、2.4万个充电桩，并形成了一定规模的充换电服务网络。美国在电动汽车智能充电系统中已经有了新的突破，可实现充电站寻找及付费功能。国内很多单位也提出了关于智能充电的设想，文献[8]提出了电动汽车智能充电的导航系统，文献[9]描述了智能充电桩的设计，文献[11]提出了建设电动汽车智能服务平台，北京智芯微电子科技有限公司推出了集智能充电服务平台、智能充电装置和App应用软件于一体的系统。该系统于2014年12月31号投入运行，已经将自研的分布于北京市昌平京密北路东段、华北电力大学等地的25个智能充电桩纳入平台进行智能管理，实现人机交互操作界面由传统的充电装置屏幕显示变为手持终端显示，通过App实现充电装置定位导航、锁定及充电预约等功能。此外，该平台还将国家电网公司北京市供电公司所属的充电站纳入智能管理，可以实现充电站的实时位置查询与导航。本文对系统运行的情况进行统计分析，为未来电动汽车大规模推广奠定基础。
1、充电业务流程分析
目前电动车客户通常使用充电站中的充电桩对电动车完成充电操作，其操作过程主要结合充电桩的操作面板与操作键盘实现充电参数的设置，同时采用预付费形式的电卡完成相关电费支付。该系统则是与充电桩、移动端App协同工作，电动车客户操作移动端App，经由主站系统，向充电桩发送充电指令，同时由主站系统支撑实现远程计费、交费。从充电业务流程的实用性、可行性角度考虑，在系统主站中为每个电动车客户设立一个电子账户，并根据充电结算、账户充值、在线预付等业务的开展对该电子账户进行维护管理。图1为电动汽
车客户充电业务流程示意图，包括充电准备阶段、计费阶段、充电阶段和算费阶段四个部分，采用支付宝或微信进行在线支付。电动汽车用户预约好充电桩，到达充电地点连接好充电枪后，各阶段具体如下：
1)充电准备阶段。电动车用户使用移动端App设置充电参数，选择好充电模式，并通过主站记录充电任务单。主站系统确认任务单后进入计费阶段。
2)计费阶段。由移动端App从主站获取付费信息后，将“账户余额”和“应付电费”进行对比。如果客户当前“账户余额”大于“应付电费”，则可转入下一阶段(充电阶段)流程;如果客户当前“账户余额”小于“应付电费”，则由客户继续选择付费方式(账户充值或者在线预付)，并使用支付宝或微信在线支付功能完成付费操作。
3)充电阶段。由主站与充电桩建立长连接，在充电桩监控页面实时显示当前各项运行状态信息，并提供应急控制手段。充电完成后进入算费阶段。
4)算费阶段。由主站根据充电结束后的计量结果，计算出客户应付电费，客户付费后，断开充电连接线，充电结束。主站系统更新相应的交易记录、电子账户余额等信息。
2、充电运营情况统计分析
以北京市科学技术委员会的节能环保项目《新能源汽车关键技术研究与示范应用——路灯充电桩研制及示范—结合LED灯改造试点应用》为依托，由北京市科学技术委员会牵头，昌平区政府参与，北京智芯微电子科技有限公司2014年12月31日主持完成的京密北路东段路灯充电桩建设改造项目，工程路段全长1.5km，实施LED路灯改造84盏，以80WLED灯替换250W高压钠灯，建成8座6kW交流慢充充电桩和2座30kW直流快充充电桩，并部署了电动汽车智能充电系统1套。建成以后，以昌平地区电动出租车充电为例，使用慢充桩充电时间为5～6h，使用快充桩30min可补电80%。
该系统投入运行以来，已有3000多名注册用户，有充电记录的用户达到100多个，极大地缓解了昌平区电动汽车充电紧张的问题。根据主站系统的充电记录来看，电动小汽车通常采用交流慢充充电，因此下面采用主站系统监测的5个交流慢充充电桩2015年5月1日至7月31日3个月的数据进行分析。因为电动小汽车充满时长一般为5～6h，文中将一天24h分为0：00-8：00、8：00-16：00和16：00-24：00 共3个时间段进行统计分析。其中5个充电桩编号分别为zx01、zx02、zx03、zx04和zx05，分别对充电桩被使用的充电次数、充电时长和充电量等数据对系统的运营情况进行统计分析。
2.1充电次数
表1～表3为5个充电桩2015年5月、6月和7月的充电次数，从3个表可以看出，电动小汽车在办公区的公用充电桩上充电主要是8：00-16：00和16：00-24：00这两个时段较多，0：00-8：00时段充电的较少。分析原因主要是电动私家车晚上回家后一般在家用充电桩上充满电，电动出租车晚上一般在充电站里充电，所以公用充电桩0：00-8：00时段用的较少。
2.2充电时长
表4～表6统计的为5个充电桩2015年5月、6月和7月的充电时长，可以看出，电动小汽车在办公区的公用充电桩上在8：00-16：00和16：00-24：00时段的充电时间要比0：00-8：00时段充电时间长。结合表1至表3的数据计算得出5个充电桩2015年5月至7月每次充电的平均时长，见表7。从表7可以看出，2015年5月至7月每个月每个充电桩每次平均充电使用时长在0.9h至3.27h之间，3个月每个充电桩每次平均充电使用时长约2h。与电动汽车充满电需要5～6h相比，表明电动汽车在公共收费充电桩上充电以补充电量为主，而主要充电时间在家或者充电站。
2.3充电量
表8 ～ 表1 0 统计的为5 个充电桩2 0 1 5 年5 月、6月和7月的充电量，分别为2085.5、1659.42kWh和1280.7kWh，可以看出，与充电次数和充电时长对应，充电时长越长则充电量就越多。并且7月的充电量比5月和6月要少，分析原因发现，为了对项目充电桩进行推广，这批充电桩5月中旬至6月中旬公司进行了一段时间的充电优惠活动，吸引了一些电动汽车用户积极充电。
3、结语
本文对运行近一年的面向互联网的电动汽车智能充电系统运行情况进行统计分析，以5个交流充电桩的数据为例得出关于电动汽车在办公区的公共充电桩上的充电情况如下：
1)电动汽车在8：00-16：00和16：00-24：00时段充电时间比0：00-8：00时段充电时间长。
2)电动汽车每次平均充电时长约2h，主要是在电池电量还不是太低的情况下补充电量为主。
3)电动汽车在8：00-16：00和16：00-24：00时段充电量比0：00-8：00时段充电量多，并且充电价格越低，充电量也越低。通过分析系统的运营情况，为该系统在北京市及其它城市推广积累了经验，奠定了基础。
原标题：【特别策划】面向互联网的电动汽车智能充电系统运营分析
