電動汽車用戶卡的應用模式和功能設計

鄭正仙， 張 帆， 聶 亮

（1.杭州市電力局，杭州 310009；2.浙江浙電電動汽車服務有限公司，杭州 310012）

0 引言

我國新能源汽車產業興起于21世紀初，以國家“863計劃”中電動汽車重大專項為起點，建立了電動汽車“三縱三橫”開發布局，頒布了一系列電動汽車產業規劃及相關稅費優惠政策，并大力推動“十城千輛”電動汽車示范推廣，促進電動汽車產業發展[1]。作為電動汽車運營重點和運營示范點的浙江省，經過數年耕耘，其電動汽車智能充/換電服務運營網絡已初具規模。截至目前，浙江省已在杭州、金華、紹興、湖州、嘉興等地建成89座充/換電站，城際互聯工程完成第一階段試運行。

在智能充/換電服務網絡運營過程中，標識用戶身份的用戶卡具有重要作用。對用戶而言，用戶卡是其使用智能充/換電網絡服務的憑證，承載著用戶與電動汽車服務公司（以下簡稱服務公司）所約定的各項服務；對服務公司而言，用戶卡是系統標識并定位用戶的依據，用戶卡的應用模式和功能架構設計，體現了服務公司對用戶消費模式的理解、定義和對未來業務的規劃設想。

1 電動汽車用戶卡應用模式分析

國內電動汽車產業雖然已經發展多年，但總體仍處于起步階段。關于電動汽車如何規范化、規模化、商業化運營的理念，尚無成熟經驗可借鑒。國家電網公司在多年電動汽車智能充/換電服務網絡建設的基礎上，提出“換電為主、插充為輔、集中充電、統一配送”的商業運營模式。國家電網公司統一提供換電電池，并承擔電池成本。電動汽車客戶向國家電網公司租用電池，并享受充/換電服務[2]。因此，與使用汽油、柴油的普通汽車不同，作為能源提供商的國家電網公司與電動汽車客戶之間，除能源供給、充/換電服務關系外，還存在電池租賃的合同關系。以上合同關系對雙方的電池規格、使用、保養等方面均有限定，其約束性高于普通汽車和加油站之間的關系。因此，使用國家電網公司租賃電池和換電服務的電動汽車客戶，通常需要與國家電網公司簽訂相關租賃、換電服務合同，并申領標識其身份的用戶卡。

1.1 用戶卡應用頂層模型分析

當前，電動汽車客戶主要是出租車、公交車、旅游接送車、政府公車等具有公共性質的大客戶。由于這些客戶具有集中簽約、離散消費、行駛區域較為固定等特性，在電動汽車應用中更樂于接受并租用國家電網公司提供的標準化電池和配套的充/換電服務。

目前國內多采用基于RFID（射頻識別）的IC卡作為電動汽車用戶卡[3]。射頻識別利用無線射頻信號，通過讀寫器、天線和安裝在載體上的RFID卡，實現對載體的非接觸識別和數據交換[4]。

以杭州市為例，目前共有約200輛電動出租車[5]，均采用預付費換電里程計費模式運營。這種計費模式要求客戶使用換電服務之前要先行購買相應的里程套餐。在使用服務時，按行駛里程為計量單位扣除相應的套餐余額。出于管理上的考慮，出租車運營公司以集團客戶的名義在電動汽車智能充/換電運營系統統一開戶，同時能夠單獨打印每輛車的充值消費明細，彼此間帳務獨立，并能滿足離散消費要求。

為滿足以上需求，電動汽車服務商可以按出租車運營公司集團客戶的要求辦理一定數額的用戶卡，每張卡有單獨的賬戶，并與每輛電動汽車一一對應。這些卡所對應的賬戶預先充值一定金額的里程，出租車司機可以憑各自的用戶卡進行充/換電，直至預付費里程余額耗盡。每輛車的歷次充值消費均記錄在用戶卡所對應的賬戶中。用戶卡因遺失等原因更換后，只需與原卡對應的賬戶和電動汽車進行映射，即可使用原卡賬戶中的余額，也可查詢賬戶中的歷史充值消費記錄。集團客戶可使用客戶編號查詢其下掛賬戶的所有充值消費明細記錄。

以上用戶卡應用頂層模型適用于賬戶、車、卡為一一映射關系，即一車、一卡、一賬戶。在這種應用模式下，電動汽車雖然在同一客戶名下，但彼此之間帳務獨立，有各自的充值消費流水記錄和賬戶余額，余額不可通用。這種模式對于出租車等具有統一管理要求、同時又彼此獨立運營的公共性質客戶較為合適。

對于政府公車、旅游接送車等客戶，上述模式會因需要為每個賬戶單獨充值且不能共享余額而帶來一定程度的不便。因此，電動汽車服務商可以在客戶的同一賬戶下發放多張用戶卡，實現其名下指定車輛共享賬戶的需求。在這種應用模式中，每一張用戶卡仍然對應不同的電動汽車，但隸屬于同一賬戶。在進行充值消費時，持其中任何一張卡均可完成交易。交易流水可以追溯到不同的車輛所進行的交易，但賬戶中的余額可由其名下的所有用戶卡共享，并統一出帳。此時，電動汽車與用戶卡為一一對應關系，但用戶與賬戶則為多對一關系。

1.2 用戶卡應用模式分析

目前，浙江省內的電動汽車用戶卡使用無線射頻技術，主要用于身份識別。為了記錄每輛電動汽車的充值消費情況，用戶卡通常與電動汽車一一對應，而其余額、充值消費記錄均歸在卡所對應的賬戶下，卡內并不存余額?？蛻粜枰a發新卡或換卡時，只需重新進行用戶卡與電動汽車和賬戶的關系對應，即可無縫使用原有余額，查詢充值消費記錄，或進行欠費結清。在客戶銷戶退卡時，只需結清欠費，有余額時可以申請退費流程返還，但用戶卡工本費不予退還。

考慮到安全性及浙江省內充電樁均為在線樁的情況，當前浙江省所使用的電動汽車用戶卡尚不具備電子錢包功能。而從未來發展角度考慮，應擴展支持電子錢包業務，即在用戶卡中存入一定金額的電子貨幣，用戶可直接使用該電子貨幣進行消費支付。根據中國人民銀行《電子貨幣發行和清算辦法》，這類電子貨幣被定義為卡基電子貨幣，與在運營系統內存儲、作為支付手段使用的預付價值在法理上存在區別。在業務處理時，作為電子貨幣存在用戶卡中的余額，與客戶預存在運營系統中的余額相互獨立。客戶消費時，運營商可以扣除客戶預存在運營系統內的余額，但除非另有約定，不能自動扣除用戶卡上的電子貨幣，而需要經過客戶授權方可?？ɑ娮迂泿庞囝~在運營系統中僅作備份記錄，對賬時以卡中余額為準。當客戶掛失用戶卡時，卡基電子貨幣上的余額不能掛失；但換卡時如果提供尚可使用的舊卡，可以將舊卡上的卡基電子貨幣余額轉移到新卡。

預付費或后付費模式下，用戶卡應用模式也有不同。目前出租車、公交車等公共性質的大客戶主要采用預付費計費模式。而后付費的計費模式在未來可能會更受親睞。

在預付費模式下，用戶卡的使用類似于借記卡。用戶每次使用時均需要鑒權，判斷卡所對應的賬戶余額是否足夠。通常預付費模式不允許欠費，如果用戶余額不足，卡會一直處于鎖定狀態，直到用戶結清費用并進行用戶卡解鎖操作。鎖定狀態的用戶卡不能進行充/換電，但可以進行充值及充值消費記錄查詢等操作。

后付費模式的用戶卡在應用上類似于貸記卡。在一定額度范圍內允許用戶欠費，并根據合同約定進行出帳和要求用戶結清欠費。若超期后仍未結清費用則將根據合同約定收取違約金。使用后付費模式的客戶，也可以在其用戶卡對應的賬戶內存入一定金額的預付費（不包括卡基電子貨幣），消費時將優先使用預存費用。預存費用不計入額度內。

2 電動汽車用戶卡功能設計

用戶卡管理可分為庫存管理、綜合業務管理及輔助管理三大模塊，功能架構如圖1所示，功能管理模塊概要如表1所示。

2.1 庫存管理模塊功能設計

完整的用戶卡庫存管理包括制卡、入庫、領用、配送、返還、抽樣檢驗、庫存盤點等功能，以全方位保障用戶卡庫存、供給和配送的規范有序進行。

在試點運營階段，電動汽車客戶較少，用戶卡發行量較低，且多為集團客戶。若采用完整流程的用戶卡庫存管理會增加業務復雜性和運營維護成本，同時也降低了業務的靈活性。因此在試運營階段，用戶卡庫存管理往往會采用一定程度的簡化或外包，如將用戶卡的制卡環節外包給第三方廠家。當發行量較低且僅有少量運營點提供發行用戶卡業務的情況下，運營系統可以先行實現入庫功能，進而再根據用戶卡規模提升情況逐步建設完整的用戶卡庫存管理業務鏈。

圖1 電動汽車用戶卡總體功能架構

表1 電動汽車用戶卡功能管理模塊概要

2.2 綜合業務管理模塊功能設計

綜合業務管理模塊是用戶卡管理的核心模塊。根據現行業務發展，可以劃分為基本業務管理和擴展業務管理2個子模塊。

基本業務管理模塊主要涉及面向客戶的卡片管理業務，包括申領新卡、身份鑒權、掛失、鎖定、解鎖、換卡、銷卡等業務操作。這些業務是電動汽車用戶卡承擔身份識別功能所必須具備的基礎業務，也是用戶卡管理模塊的核心。

擴展業務管理模塊用于為各類擴展業務提供定制服務。由于電動汽車業務屬于新興產業，其發展仍在探索之中，各地可能會根據當地運營環境而對用戶卡有截然不同的定位，電子錢包業務支持即是一例。當前浙江省內的電動汽車運營站點幾乎全部使用在線充電樁，可以直接扣除客戶預存在運營系統內的余額，因而對用戶卡電子錢包的功能實現考慮較少；江蘇省等地則存在離線樁的情況，因而對電子錢包功能有所要求。在功能實現上，電子錢包的應用勢必會影響到用戶卡卡片種類的選擇，以及卡基電子錢包相關的法律法規和具體業務操作等問題，毫無疑問會加大業務的復雜性和系統建設成本。因此，是否選用擴展業務管理模塊中的相關功能，需要根據當地電動汽車產業發展背景和運營環境來選擇。

2.3 輔助管理模塊功能設計

輔助管理模塊是用戶卡管理的通用支撐管理模塊，包括各種基礎控件、接口管理、安全控制和通用信息查詢等輔助功能。

3 電動汽車用戶卡管理應用

基于本用戶卡應用模型設計的電動汽車智能充/換電服務網絡運營管理系統（以下簡稱運營系統）已在浙江省上線運營。經歷“杭州試點示范運營”、“蘇滬杭互聯”及“杭嘉湖金紹五地互聯”項目實踐，實現了從地市運營管理至省級管理、跨省運營的蛻變，其設計理念在實踐中不斷趨于成熟。目前，浙江省運營系統管理充/換電站89座，純電動汽車320余輛，充電樁1 026個，累計服務次數達114 539車次。

從實踐效果來看，本用戶卡應用模型能夠較好地適應包括里程計費、電量計費在內的多種計費方式，并能根據客戶需求實現靈活的賬務處理和賬單管理功能。從未來發展角度考慮，車、卡、賬戶三主體非固化的對應模式有利于電動汽車業務擴展，在探索租車服務或面向私人用戶充/換電服務時，可根據需求個性化定制對應的業務關系；模塊化的設計理念有助于在持續發展的智能充/換電網絡服務體系中保障功能的穩定性及良好的適應性。

4 結語

作為新興產業，電動汽車業務仍在不斷發展，其業務模式根據不同發展階段和業務需求也會發生變化。電動汽車用戶卡管理模塊在應用模式和功能設計上，必須兼顧業務的穩定性與靈活性，并具備良好的可擴展性，以適應業務發展變化。因此，結合電動汽車用戶卡應用模型，設計用戶卡功能體系，在保障當前業務運營穩定性的前提下，還要為未來業務發展預留足夠的空間，滿足未來業務發展變化需要，更好地促進電動汽車產業發展。

[1]辛克偉，周宗祥，盧國良.國內外電動汽車發展及前景預測[J].電力需求側管理，2008（1）：75-77.

[2]胡偉，丁宇飛，劉芳.變直接售電為電池租賃服務——供電企業在電動汽車產業中的定位及相關問題[J].電力需求側管理，2009（4）：63-64.

[3]嚴曉燕.基于RFID預付費支付系統在充電站中的應用[J].電力信息化，2010（7）：97-99.

[4]李元忠.射頻識別技術及其在交通領域的應用[J].電訊技術，2002（5）：5-9.

[5]張偉華.杭州“換電模式”電動汽車商業化運營走向規模化[N].國家電網報，2012.9.17.