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互联网+电动汽车充电设施服务网络布局与推进探讨
论文作者:童鞋论文网  论文来源:www.txlunwenw.com  发布时间:2020/1/14 11:23:30  

摘要:目前充电桩的总体服务网络布局是和电动汽车保有量基本一致的,呈现了东高西低;在充电费用上运营商应当说遵循了较为统一的收费标准,只是由于东部较高的地价推高了东部地区的停车费用,增加了充电成本。未来政策制定还要考虑停车费用,同时充电设施的布局要具有前瞻性,不能车等桩。现有消费者对快充服务居于主导,本来充电速度就比加油要慢,因此消费者对充电时间是没有耐受性的,除非是夜间用自己充电设施充电。这当然对充电设施生产商提出了更高的技术标准要求,也需要政策支持来推进技术的提升为电动汽车普及给予支撑。同时,对于面向互联网下的充电服务的提供有诸多不满意,例如信息传递不全面及错误过多、支付受限等都阻碍了充电服务的提供,这也需要对互联网+充电设施要有政策推进标准建设,才能保证信息互动与交互的有效性,这是提升充电服务有效利用的保障。

关键词:电动汽车; 互联网; 充电设施; 服务网络;

引言

根据中国汽车工业会协统计我国2018年新能源汽车产销超过了125万辆,但是这离《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》提出的2020年产销200万辆的目标相差甚远,加上2019年新能源汽车销量的下降,使得目标更难完成。这其中虽然原因众多,但最重要的原因还是电动汽车用户的里程焦虑与充电体验不佳。由于充电供需双方信息隔绝,使得很多地方已经建成的充电桩闲置率超过90%以上(中国电动汽车充电基础设施促进联盟,2016)。国务院发改委于2016年就发布了《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》,将能源互联网在电动汽车的应用作为重点任务。本文即针对于目前互联网+充电设施服务网络布局及使用情况进行实证研究分析,并在此基础上提出推进对策建议。

一、现有充电设施服务网络规划研究回顾

随着我国电动汽车产业的发展,相关研究也逐步展开。国内对充电设施规划的研究可以从宏观和微观两个方面归类。宏观方面主要是提出设施建设的相关政策和建议等。其中,徐凡等(2009)分析了影响充电站规划的诸多因素,并提出与电动汽车充电需求、城市路网规划、区域配电网状况以及电动汽车的未来发展趋势相协调的充电站规划原则[1];吴春阳(2010)等将充电设施规划划分为不同阶段,结合不同充电方式建立优化模型,并提出充电设施规划的原则、流程和模型[2];陈良亮等(2011)通过对国外充电设施建设状况的分析,提出国内电动汽车能源供给设施建设的特点及需要解决的问题[3]。

微观方面主要是基于研究方法进行的研究。其中,李如琦等(2011)提出以充电设施服务费用最小为目标函数构造优化模型,并引入排队论模型对充电设施进行优化[4];葛少云等(2013)在充分考虑路网结构、车流信息和用户路程损耗等因素的基础上,以用户在路网中的损耗成本最小为目标,选择合适的站址,并利用加权Voronoi图自动划分充电站的服务范围[5];郭春林等(2013)提出了基于能量等效原则下的定址与定容模型,利用等负荷分配法将集中和分散充电量分配到相应的充电设施并确定规划方法[6]。

以上的多项研究,从对电动汽车用户需求预测出发,到充电设施选址,再到充电设施规划都进行了一定的研究。但是这些研究已经和当今互联网的背景相脱节了。特别是,互联网赋能下的充电桩和车联网互联互通之下,区域内所有充电设施联为一个动态供电网络,因此需要有新的思维来进行研究,而开展新研究的基础就是对目前的现状进行实证分析。

二、充电设施运营商市场概况

随着电动汽车市场的逐步扩大,人们对于充电桩的需求也是水涨船高。从2014年起,国家全面开放纯电动汽车基础设施建设市场,一大波企业如雨后春笋般诞生。这些运营商目前从充电服务设计上已经考虑了面向互联网的模式,较大的运营商基本都通过互联网平台实现了互联互通,实现了充电桩的统一接入和统一支付。

国内充电设施运营商主要有南方电网、浙江万、特斯拉、国家电网、特来电、星星充电、比亚迪、聚电等图1是国内充电装数量排名前10的运营商充电桩数量。相对来说,国家电网、特来电和星星充电三家在数量上占据比较大的优势。

图1 主要充电运营商充电桩数量

数据来源:中商产业研究院

三、互联网下电动汽车充电设施服务网络布局研究

现在的整个充电设施市场在互联网技术下变得更加便捷,消费者们仅仅通过手机下载相关的充电桩APP或高德地图等地图软件,就能根据自身的定位搜索到附近范围的充电桩的多项信息,本研究选择了相对来说信息比较全面且分布较广的“特来电”APP进行。

下面以国内东中西部进行横向比较搜索。东部城市选择北京、上海和广州,中部城市选择了郑州、武汉和长沙,西部城市选择了西安、重庆和西宁,并且每个城市都区别分析了城区和郊区。

图2 a东部城区特来电充电桩信息

图3 a中部城区特来电充电桩信息

从图2a看到,从停车费用、充电费用、与充电站的距离和车程进行对比,广州市的停车费用比北京市和上海市相对较少、充电费用略低,与充电站的距离及车程则远超北京市、上海市。从图2b中可观察到,北京市郊区充电站的停车费用略高于上海市和广州市,充电费用基本一致。与充电站距离比较之下,广州市郊区充电站距离远超过北京市和上海市,这也体现出了广州市郊区特来电充电站布局范围较之北京和上海市更为狭小,便捷程度也更低。

图2 b东部郊区特来电充电桩信息

图3 b中部郊区特来电充电桩信息

从图3a可以看出,中部地区城区不同城市特来电充电站的停车费用差距很明显,充电费用基本一致,与充电站距离和车程也相差不大,基本控制在一定的范围内。在配合图3b中可以看出,就充电费用、与充电站距离和车程来看,中部地区城区与郊区的差距不大,还有就是中部地区郊区的充电站停车费用大部分是免费的,这与东部差距较大。

图4 a西部城区特来电充电桩信息

由图4a中的数据可发现,重庆市和西安市的充电站停车费用和充电费用相差不大,西安市离城区充电站距离与车程比重庆长,这也侧面体现出了西安市的充电站布局没有重庆市范围广,但西宁市地区城区查询不到特来电充电站的信息,总的来说西部地区城区特来电充电站布局不规律,无法充分满足消费者的充电需求。再配合图4b可以看出,西部地区郊区特来电充电站停车费用和充电费用极低,意在增加西部地区郊区充电桩服务网络的使用率。而显而易见的是西部地区郊区与充电站距离与车程差距很大,增加了充电服务网络的管理难度。

图5 a东中西部城区特来电充电桩信息

从图5a与图5b的对比分析来看,东部城区在与充电站距离和车程方面都具有优势,这与京津、长三角和珠三角地区城市较高的电动汽车销售量和保有量相适应,在充电费用方面三个地区基本相同,同时城区高于郊区,说明充电服务商还是有一个比较稳定的标准,但是在停车费用上用地成本较高的东部地区无论是城区还是郊区都显著高于中西部。

四、消费者使用充电设施服务网络情况调查问卷设计

除了从既有充电设施客观数据进行研究,还需要从充电服务的实际使用者身上进行调研,以获得其主观感受。本次研究采用的调查问卷类型为自填式问卷与网络问卷相结合的方式,自2019年5月22日起至5月27日止,历时6天;总共回收问卷64份,无效问卷为9份,其中符合逻辑、填写完整的问卷共有52份,并进行初步数据统计。

(一)消费者充电频次与充电偏好数据分析

图6 消费者充电偏好比例

图4 b西部郊区特来电充电桩信息

图5 b东中西部郊区特来电充电桩信息

如图6所示,调查对象中62%的消费者偏好使用快充桩,明显高于慢充的需求量,偏好快充桩的消费者占绝对的领先比例。由于目前的快充桩建设成本过高,无法在较短的时间内实现快充桩的广泛使用,这无疑减轻了充电设施运营商的投入负担。

(二)消费者使用手机软件搜寻充电桩满意度分析

图7 消费者使用手机软件搜寻充电桩满意度

通过图7的数据可以感受到目前消费者对于使用手机软件寻找充电桩整体来说算是满意的。不过不可否认的是,通过手机软件搜寻充电桩在便捷的同时,也会因为互联网中的充电站服务网络布局不完善带来的信息缺失使得消费者无法准确得知自己想要查询的一系列的关于目标充电站信息,这种信息的缺失会让消费者产生一定的消费落差。

(三)消费者寻找和使用充电桩体验分析

图8 消费者寻找和使用充电桩体验

如图8,消费者通过手机软件查询到的充电站信息选择合适的充电站前往,往往会面临种种意料之外的状况。在充电桩地址的定位精准性、空闲桩数量、空闲充电车位、停车费用和充电费用、支付方式、充电桩与汽车配型等方面,消费者在通过互联网在手机上获得的信息与实际都有一定的不符。这不仅仅会让消费者产生充电等待,而且可能会产生消费者预算外的支出和困难,进而影响到消费者对该运营商的印象和评价。可见,运营商在基于“互联网+”的充电服务上还是存在着明显的不足。

在其余一些问题中还反映出,各充电运营商的充电卡通用性非常差,可能是出于自我保护的目的,96%都不会容许其他运营商的冲点卡到自己充电站使用。对于普通消费者而言,通勤还是基本需要,所以充电频率以一周一充居多。

五、结论及对策建议

从以上研究可以看出,目前充电桩的总体服务网络布局是和电动汽车保有量基本一致的,呈现了东高西低;在充电费用上运营商应当说遵循了较为统一的收费标准,只是由于东部较高的地价推高了东部地区的停车费用,增加了充电成本。未来政策制定还要考虑停车费用,同时充电设施的布局要具有前瞻性,不能车等桩。现有消费者对快充服务居于主导,本来充电速度就比加油要慢,因此消费者对充电时间是没有耐受性的,除非是夜间用自己充电设施充电。这当然对充电设施生产商提出了更高的技术标准要求,也需要政策支持来推进技术的提升为电动汽车普及给予支撑。同时,对于面向互联网下的充电服务的提供有诸多不满意,例如信息传递不全面及错误过多、支付受限等都阻碍了充电服务的提供,这也需要对互联网+充电设施要有政策推进标准建设,才能保证信息互动与交互的有效性,这是提升充电服务有效利用的保障。

参考文献

[1] 徐凡,俞国勤,顾临峰,等.电动汽车充电站布局规划浅谈[J].华东电力,2009,37(10):1672-1678.

[2]吴春阳,黎灿兵,杜力,等.电动汽车充电设施规划方法[J].电力系统自动化,2010,34(24):36-39.

[3]陈良亮,张浩,倪峰,等.电动汽车能源供给设施建设现状与发展探讨[J].电力系统自动化,2011,35(14),11-17.

[4]李如琦,苏浩益.基于排队论的电动汽车充电设施优化配置[J].电力系统自动化,2011,35(14):58-61.

[5]葛少云,冯亮,刘洪,等.考虑车流信息与配电网络容量约束的充电站规划[J].电网技术,2013,37(3):582-589.

[6]郭春林,肖湘宁.电动汽车充电基础设施规划方法与模型[J].电力系统自动化,2013,37(13):70-75.

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