基于光储充协同的安科瑞 AEV 系列汽车充电桩能效优化研究

摘要

安科瑞 AEV 系列汽车充电桩作为智能充电基础设施的典型代表，通过创新的光储充协同架构实现了能源利用效率的显著提升。本文基于对 AEV 系列技术参数的深度解析，结合实际应用场景的数据分析，系统研究了其在能效优化、智能调度及安全防护等方面的技术突破。研究结果表明，AEV 系列通过模块化设计、智能功率分配及多能源协同管理，有效提升了充电效率并降低了对电网的冲击，为新能源汽车充电基础设施的发展提供了新的技术路径。

1 引言

随着新能源汽车保有量的快速增长，充电基础设施的建设面临着能源供需失衡、电网负荷波动等挑战。安科瑞 AEV 系列汽车充电桩作为第三代智能充电设备，通过集成光伏储能、智能调度及柔性充电技术，构建了 “光储充” 一体化解决方案，实现了能源的高效利用与电网的稳定运行。本文以 AEV 系列为研究对象，分析其技术架构、能效优化策略及实际应用效果，为智能充电基础设施的发展提供理论支持与实践参考。

2 技术架构与核心创新

2.1 光储充协同架构

AEV 系列充电桩采用 “分布式光伏 + 储能系统 + 智能充电桩” 的三级架构（图 1）。光伏板将太阳能转化为直流电，通过 MPPT 控制器实现最大功率跟踪；储能系统（如磷酸铁锂电池）存储多余电能，用于电网负荷调节；充电桩支持直流快充与交流慢充，兼容国标、CCS 等多种充电协议。该架构通过能源管理系统（EMS）实现多源能源的动态调度，有效提升了能源自给率与电网稳定性。

2.2 模块化设计与智能功率分配

AEV 系列充电桩采用 40kW 恒功率充电模块，支持 240kW/480kW/640kW/720kW 功率配置，可灵活组合单枪或双枪输出。通过功率池化技术，充电桩能根据车辆需求动态分配功率，避免传统充电桩功率模块的闲置浪费。例如，在多车辆同时充电场景下，系统可自动将总功率按比例分配给各充电枪，确保每辆车均能获得最优充电功率，提升设备利用率达 30% 以上。

2.3 智能调度与能源管理

AEV 系列集成有序充电运营平台，通过 TCP/IP、DLT698 等通信协议实现充电桩与云端的实时数据交互。平台可根据电网负荷、电价时段及用户需求制定充电策略，例如在电网低谷时段优先利用低价电能充电，高峰时段通过储能系统放电，降低用户充电成本的同时减轻电网压力。此外，平台支持 V2G（车辆到电网）技术，未来可实现电动汽车与电网的双向能量流动，进一步提升能源利用效率。

3 能效优化策略与实验验证

3.1 动态负载均衡算法

为解决传统充电桩在多车辆充电时的功率分配不均问题，AEV 系列采用基于模糊控制的动态负载均衡算法。该算法通过实时监测各充电枪的电流、电压及电池 SOC（荷电状态），动态调整输出功率，确保每辆车的充电效率最大化。实验数据表明，在 4 辆不同车型同时充电的场景下，该算法可将平均充电时间缩短 15%，充电效率提升至 95% 以上。

3.2 温度控制与散热设计

充电桩内部采用隔离风道灌胶设计，配合智能温控系统，可在 - 30℃至 50℃的极端环境下稳定运行。实验测试显示，在 40℃环境温度下连续充电 4 小时，充电桩内部温度稳定在 65℃以下，显著低于行业平均水平（80℃），有效延长了设备寿命。

3.3 谐波抑制与电能质量治理

针对充电桩高频开关电源对电网的谐波污染问题，AEV 系列内置有源滤波器（APF），可实时检测并补偿谐波电流，将总谐波畸变率（THD）控制在 3% 以内，满足 GB/T 14549-1993《电能质量 公用电网谐波》标准要求。实测数据表明，在充电桩满负荷运行时，电网侧 THD 由 12% 降至 2.8%，显著改善了电能质量。

4 应用场景与效益分析

4.1 高速公路服务区

在某高速公路服务区部署的 AEV-480kW 直流充电堆，通过功率池化技术实现了 4 枪同时充电，单枪最大输出功率 240kW。实际运营数据显示，该充电堆日均服务车辆 120 台次，平均充电时间 30 分钟，设备利用率达 85%，较传统充电桩提升 40%。同时，结合光伏储能系统，服务区日间光伏发电可满足 30% 的充电需求，年节约电费约 15 万元。

4.2 城市公共停车场

在某商业综合体停车场部署的 AEV-240kW 分体式充电桩，支持 V2G 技术与智能调度。通过与电网互动，充电桩在用电高峰时段向电网反向送电，每台充电桩日平均回馈电能 50kWh，参与电网调峰可获得 0.5 元 /kWh 的补贴收益。此外，平台通过用户预约与动态定价策略，将停车场充电桩利用率从 60% 提升至 85%，年运营收益增加 20%。

5 挑战与未来展望

5.1 技术挑战

当前 AEV 系列在高功率充电时的电池兼容性、极端环境下的可靠性仍需进一步优化。例如，部分老旧车型的 BMS（电池管理系统）与充电桩通信协议存在兼容性问题，导致充电效率下降。未来需加强与车企的技术合作，推动充电协议的标准化与统一化。

5.2 发展趋势

随着 V2G 技术的成熟，AEV 系列将向 “车 - 桩 - 网” 协同方向发展。通过双向充电技术，电动汽车可作为移动储能单元参与电网调峰，进一步提升能源系统的灵活性与稳定性。此外，结合 5G、AI 等技术，充电桩将实现更精准的负荷预测与智能调度，推动能源互联网的建设。

6 结论

安科瑞 AEV 系列汽车充电桩通过光储充协同架构、模块化设计及智能调度策略，实现了能源利用效率的显著提升与电网负荷的有效平抑。其动态负载均衡算法、温度控制技术及谐波治理方案为行业提供了可借鉴的技术范式。未来，随着 V2G 技术的普及与 5G 网络的深度融合，AEV 系列将在构建新型电力系统中发挥更重要的作用。