一、行业背景
随着人们环保意识的增强，以及世界各国对新能源汽车的推广支持，新能源汽车特别是电动汽车在汽车市场将占据越来越重要的地位。据不完全统计，截止2021上半年，中国纯电动汽车保有量超过281万辆，占新能源汽车总量的81.74%。与此同时，中国充电联盟统计，目前国内电动汽车与充电桩之比达到3.5：1，这么少的充电桩显然不能够满足大量电动汽车正常充电的需要。
充电站、充电桩等配套设施的不完备在一定程度上限制了电动汽车的发展，但这一问题正在逐步得到解决。此前，中国充电联盟对外发布了一份调查报告，报告中称截至2019上半年，中国国内的充电桩保有量已经超过了100万台，这一数字同比增长了69.3%。同时，国内一些企业建设的公共充电桩也已经超过了41万台。国家电网和南方电网等大企业分别投入巨资建设电动车充电站和充电桩等配套充电设施，随着两大电网制定了在全国大规模建设电动汽车充电桩、充电站的计划，电动车充电桩建设已经进入快车道。总之，中国的电动汽车市场还在飞速发展阶段，充电桩数量远无法满足人们正常需求，相信会继续高速发展。
充电桩可分为交流充电桩和直流充电桩两种。交流充电桩是安装在电动汽车外、与交流电网连接，为电动汽车车载充电机提供交流电源的供电装置，同时具备计量计费功能；直流充电桩是固定安装在电动汽车外、与交流电网连接，为电动汽车动力电池提供小功率直流电源的供电装置，直流充电桩具有充电机功能，可以实时监视并控制被充电电池状态，同时，直流充电桩可以对充电电量进行计量。
电动汽车充电桩整体系统包括：电动汽车充电桩、集中器、电池管理系统系统、充电管理服务平台等。
充电桩科技含量高，其建设和运营也不同于传统加油站模式，特点是数量更大且分散难管理。如果采用类似加油站人工管理模式，投入的建设成本和后期运营的成本都会很高，甚至根本不具备操作性。科技设施必须采用科技化手段管理，采用“大联网”模式实时联网，无人值守，监控、监测、计费与维护全方位通过集中管理平台来完成，这是大势所趋。这里面会用到大量的自动化、智能化、AI和云计算技术，但首先需要解决的就是联网难题。
对于汽车，充电桩的功能类似于加油机，其用途的特殊性决定了充电桩行业发展将会面临下列问题：
1）、点位多且分散：充电桩分布广、数量庞大，且分散度高，包括路边停车场、地下停车场、高速公路服务区等都需要大量充电桩，以方便电动车的车主方便找到充电桩。
2）、充电状态展示：充电时间长,车主等待时间长，很多车主不愿意等待，需要能够实时提供充电的数据信息给车主，计费数据要真实有效经得起检验。
3）、充电桩运维：充电桩结构复杂，维护管理困难，无人值守的实现必须有强大的实时在线的运维管理系统来保证。
4）、充电桩安保：充电桩基本都在无人值守环境下运行，可能被偷窃、破坏，存在很大的安全隐患；必须有实时视频监控保证其安全性。
综合以上要求，不难看出，无论城市和乡村都已经是电网密布，充电桩建设过程中，变电、配电、取电都不是难事，但用于充电桩计费、管理、安防和状态检测等的通讯却成了制约充电桩建设的难题之一。不论是充电状态及计费，还是充电桩本身的管理和维护，传输的实时性、真实性和可靠性都必须要有保证。特别是视频监控业务的带宽流量较大，如果全部租用电信运营商的专线，那后期租赁的费用将成为不可承受之重（甚至会出现充电赚的钱还不够交网络租赁费或流量费的情况），必须有更合适的手段解决“较低成本、高可靠性、安全的异地大容量组网”这个问题。新竹科技智能充电桩互联网+运营组网解决方案就是根据这个需求而提出的最优方案。
二、解决方案
针对充电桩联网运营的实际需求，新竹科技依靠在物联网行业的多年从业经验，借助公司优秀的网络接入产品，为充电桩构建了一套“互联网+运营”的联网解决方案，能够有效解决充电桩发展面临的网络组建问题。基于新竹iMAX-4GW300产品衍生出的云互联SD-CX（SDN based Cloud Exchange）解决方案，堪称解决充电桩互联网+运营这种应用的神器。使用iMAX-4GW300组建基于广域网的“专网”系统，将充电桩的计费信息、管理运营数据、视频监控信息等通过互联网宽带、专线或者4G LTE网络接入，可以实现很方便的集中管理和科学运营。
iMAX-4GW300是iMWB品牌第一款iMAX无线城域网与4D LTE双模无线网关系统，可以作为光纤接入（需配置新竹科技FiberDC-IDU）、局域网互联、MPLS专线接入、Internet宽带接入、iMAX无线城域网专网、4G互联网接入等多种接入方式的综合交换网关平台使用。
这种解决方案是基于云平台的互联网解决方案，用户可以选择私有云，也可以选择公有云或者混合云，通过VPN隧道加密技术将分散的充电桩网络在广域网上组成一张专网。并且，新竹科技方案是“VPN服务器+VPN网关”这种以硬件VPN设备为主的方式构建，无疑具有更好的可靠性和安全性。
本方案的优点：
1）、将离散的充电桩智能联网，数据（运营&计费数据、充电桩状态、运维&控制等）统一管理。
2）、监控视频可按需传回指挥中心，可随时知晓周围环境，如果配合视频AI算法，在充电设施遭到破坏的时候可及时报警，并进行取证，为案件侦破提供证据。
3）、充电桩数据与中心服务器的数据交互可加密，运营中心可实时对现场设备的远程管理和维护，保证运营的高效。
4）、本方案由于考虑了多种网络接入的需求，且通过VPN、数据加密和网络隔离等方面着重考虑安全性，在部署环节更灵活，可以适应不同的场景。
5）、由于接入方式灵活，特别是iMAX-4GW300支持无线城域网WMAN模式，近距离无遮挡条件下可以实现无线专网互联，可进一步降低链路租金或流量包费用，从而使联网的整体费用更低，有效降低运营成本。
综上所述，新竹科技云互联SD-CX解决方案可以接入包括嵌入式主机、IP摄像机、PLC、传感器、IP广播、大屏等等所有充电桩可能用到的IP终端，某种程度上说，只要基于TCP\IP网络的设备，都可以用本方案解决。作为IP网络通道，不论有线还是无线，光网还是无线网，我们本着用户需要什么，合适用什么，我们就推荐什么的原则，为用户量身定制综合的链路方案。而我们的出发点始终是网络的安全和稳定，运营时的可用性、实用性和可持续性。
新竹科技以多年来成功完成此类项目的经验为基础，可以为用户量身定制最合适的充电桩“互联网+运营”联网方案，满足解决用户的个性化需求，欢迎来电垂询！