充电桩的设置和配电设计方案探讨兰正宇

充电桩的设置和配电设计方案探讨兰正宇

兰正宇

（杭州中恒电气股份有限公司浙江杭州310053）

摘要：当下资源需要保护、环境污染亟待防治的大环境，应运了电动汽车的发展，在各项政策的大力支持下，相关技术飞速发展。因此，在建筑电气设计过程中，对电动汽车充电桩的考虑要做到细致、充分，立足现实，兼顾长远。基于此，本文就针对充电桩的设置和配电设计方案进行具体分析。

关键词：充电桩；设置；配电设计；方案探讨

引言

各地政府对不同业态的停车场充电桩占车位比例有不同的要求，在充电桩供配电设计中，应选取合适的需要系数，合理确定供电方案，既要符合当地政府要求、使用便利、适度超前，又要结合当地情况、经济合理、节能环保。

1电动汽车发展的优势与前景

1.1优势分析

电动汽车的优势在于本身不排放污染大气的有害气体，然而，为电动汽车提供能源保障的电厂则存在环境污染及资源消耗问题，使得部分用户心存疑虑。其实若按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其他污染物已显著减少，且由于电厂大多建在人口稀疏地区，可以对有害物进行集中处理、排放，大大减少了对环境的危害。另外，电力资源可以从多种能源渠道获得，如水力、风力、天然气、太阳能等可再生能源，且纯电动汽车可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，调节峰谷平衡，大大提高资源利用效率及其经济效益。有研究表明，同样的原油经粗炼送至电厂发电为电动汽车供能，其能量利用效率比通过精炼为汽油供能的汽车要高。也就是说，在环境和资源方面，电动汽车相对传统的燃油汽车而言，能源利用率高，结构简单，便于维修，蕴含着更大的市场。

1.2政策支持与技术发展

政府在购车补贴、充电设施建设补贴、牌照政策、充电价格、服务费等多方面给予的政策支持为电动汽车的发展提供了助力和保障；与此同时，从具体方案的落地实施，到标准体系、产品规范的逐步建立和完善，以及在大好经济前景的利益驱动下，相关技术更是飞速发展。这些均为电动汽车的推广、普及创造了良好的条件。也就是说，电动汽车的发展顺应了当前社会的需求，也从中得到了应有的支持。在发展过程中虽然会遇到一些如技术尚不成熟、设施尚不完善等的阻力，但其发展态势清晰。

2常见充电桩分类

电动汽车充电桩是为各类电动汽车提供充电的装置。电动汽车电池将要耗尽时，通过充电桩为汽车电池进行充电。其中，安全与高效是对汽车充电桩最重要的要求。常见充电桩分类如下：（1）立式充电桩和壁挂充电桩（按安装条件分类）。（2）公共充电桩、专用充电桩和自用充电桩（按服务对象分类）。（3）室内充电桩和室外充电桩（按安装地点分类）。（4）一桩一充充电桩和一桩多充充电桩（按充电口数量）。（5）交流充电桩和直流充电桩（充电类型）。直流电动汽车充电桩，即“快充”，由交流电网供电，为非车载电动汽车动力电池提供直流电源的供电装置。直流充电桩输出电压和电流调整范围较大的直流电，实现电动汽车的动力电池的快速充电。交流电动汽车充电桩，即“慢充”，由交流电网供电，为电动汽车车载充电机提供交流电源的供电装置。与直流充电桩不同的是，交流充电桩需连接车载充电机为电动汽车充电。在住宅小区内地下室设计主要采用：自用一桩一充交流充电桩。本文将以交流充电桩为例介绍住宅小区地下室充电桩的配电系统设计。

3不同建筑功能的停车场内充电桩设置及配电方案

3.1住宅小区充电桩的配电设计

住宅车库充电站内汽车充电总控箱主要对充电站电力线路和充电桩等电力设备进行供电及提供线路保护。在充电总控箱内安装断路器用以保护充电站配电系统线路设备的安全可靠运行。当充电系统电路发生过压、欠压、过载、漏电、短路、接地故障等情况时断路器迅速动作以切断电路，隔离电路受损部分，使电路中其他部件免受损害。保证充电桩的安全可靠。充电站不应设在有爆炸危险环境场所的正上方或正下方、不应设在有剧烈振动或高温的场所。不宜设在多尘、水雾或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在上述场所风向的下风侧。充电站不应设在厕所、浴室等潮湿场所的正下方及贴邻。不应设在室外地势低洼易产生积水的场所和易发生次生灾害的地点。还应考虑当地供电部门对变配电房设置的具体要求。另充电站应预留一定的备用场地以备扩展需求。充电桩安装垂直倾斜度不超过5%；设备安装地点不得有爆炸危险介质，周围介质不含有腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体及导电介质。

3.2办公建筑停车场

办公建筑停车场考虑以职工专用停车位为主，其中建设的充电桩宜考虑作为用户最主要的辅助充电设施。车辆停留时间一般较长，可考虑慢充为主，但充电柱与总停车位数的比例宜适当提高；职工充电分时共享容易协调，建议充电桩预留条件按总停车位的40%考虑，快慢充比例≥1∶4。快充以1h内完成充电为宜；在条件允许的情况下，宜与普通负荷共用变压器。在电动汽车发展的成熟期，通过合理的控制手段调节充电负荷，以节能和降低成本为目的，合理确定变压器容量。

3.3大型游乐场所配建停车场

大型游乐场所远离中心城区可能性大，且客人停留时间较长，所以对电动汽车的充电需求相对较大，停车场内充电桩设置比例应提高，以慢充为主。根据停车场的规模，充电桩宜分区设置专用变压器，按需求分步建设，并配合导引、管理系统，根据实际使用情况，灵活控制变压器的使用数量，在满足用户需求的前提下，降损节能。

4充电桩末端配电的几个问题

配置充电桩的车位选择应综合考虑电动车的类别、进出建筑车流的特点、车位在地下层的位置、配电的要求及管理维护，通常慢速充电桩设置在各层不同的防火分区，快速充电桩设置在车库进出口附近的防火分区。总数不多的情况下充电桩应尽量集中设置在同一防火分区。

充电桩配电可在各防火分区内设若干个配电箱，安装在充电桩车位附近的强电间内或便于操作的地方，并根据充电桩配电箱的数量在电房低压柜引出相应数量的回路直接供电。

充电桩的安装方式有壁挂式和落地式。壁挂式可安装在墙上或柱上，不占用车位空间；落地式充电桩通常安装在车位端部，安装基础离地0.3m。有条件应尽量选择壁挂安装。

配电箱至充电桩的出线回路均设置短路保护和剩余电流保护功能的低压断路器，其剩余电流保护额定动作电流为30mA。

馈线电缆采用阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电力电缆，选用线槽沿板底或梁底明敷，再穿线管明敷至充电桩。为了安装方便灵活，管线尽量明敷。

结束语

伴随社会经济发展水平的逐渐提高，汽车保有量不断增加，资源和环境面临着双重压力，大力发展电动汽车及加快燃油替代对推进可持续发展、节能减排等具有意义重大。

参考文献：

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