|
0 引言
電動汽車作為一種新能源交通工具，具有幾乎無汙染、零排放、低噪聲、使用維護簡單、運(yun)行(xing)維(wei)護(hu)費(fei)用(yong)低(di)等(deng)優(you)點(dian)，是(shi)在(zai)全(quan)球(qiu)能(neng)源(yuan)危(wei)機(ji)和(he)環(huan)境(jing)危(wei)機(ji)嚴(yan)重(zhong)的(de)大(da)背(bei)景(jing)下(xia)發(fa)展(zhan)前(qian)景(jing)廣(guang)闊(kuo)的(de)綠(lv)色(se)交(jiao)通(tong)工(gong)具(ju)。國(guo)家(jia)對(dui)新(xin)能(neng)源(yuan)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)推(tui)廣(guang)的(de)同(tong)時(shi)也(ye)配(pei)套(tao)推(tui)出(chu)了(le)購(gou)置(zhi)補(bu)貼(tie)政(zheng)策(ce)，使(shi)得(de)新(xin)能(neng)源(yuan)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)的(de)推(tui)廣(guang)普(pu)及(ji)非(fei)常(chang)迅(xun)速(su)，越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)家(jia)庭(ting)願(yuan)意(yi)選(xuan)擇(ze)新(xin)能(neng)源(yuan)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)。充(chong)電(dian)樁(zhuang)作(zuo)為(wei)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)所(suo)必(bi)須(xu)的(de)重(zhong)要(yao)配(pei)套(tao)基(ji)礎(chu)充(chong)電(dian)設(she)施(shi)，普(pu)及(ji)速(su)度(du)也(ye)異(yi)常(chang)迅(xun)猛(meng)。
1 充電樁配建標準
國辦發[2014]35號及國辦發[2015]73號文件明確要求按照適度超前的原則規劃設置新能源汽車充電樁，新建住宅配建停車位應100%建設充電設施或預留建設安裝條件。根據國辦發的文件，北京市規定居住類建築應將18%的配建機動車停車位作為電動車停車位，浙江省地標DB 331121-2016《民用建築電動汽車充電設施配置與設計規範》也規定根據不同規模城市的指標級別，新能源慢充樁的配建比例應為10%~14%，其他部分省份也有相應的配套措施陸續出台，都對新建住宅小區的新能源汽車充電樁的建設標準提出了要求。
2 充電樁負荷計算
2.1 充電樁專用變壓器容量計算公式一
SΣ=Kt*Kx*Cn*（Kn*Pn+Km*Pm)/(η*cosФ)
SΣ--變壓器總安裝容量（kVA)；
η--變壓器負載率，取0.70～0.8；
cosФ--補償後功率因數，取0.95；
Pn--交流充電樁（慢充）安裝功率，取7kW；
Pm--直流充電樁（快充）安裝功率，取60kW作為基數（一般有30kW、45kW、60KW、75kW、90kW、105kW、120kW)；
Kn--慢充停車位配置數量比例係數（即，實際慢充停車位數量/小區規劃停車位數量），近期係數取0.20，遠期係數取0.45；
Km--快充停車位配置數量比例係數（即，實際快充停車位數量/小區規劃停車位數量），近期係數取0.02，遠期係數取0.045；
Kx--充電樁需要係數，充電樁數量（慢充+快充）5～10個，取0.75～0.85；10～50個，取0.55～0.65；50個以上，取0.4～0.45；
Kt--充電樁同時使用係數，充電樁數量（慢充+快充）5～50個，取0.85～0.90； 50個以上，取0.6～0.7。
Cn--小區規劃停車位數量。
注：該公式取自國家標準圖集《充電汽車充電基礎設施設計與安裝編製技術資料》，當僅有一種類型的充電樁時，此公式計算結果偏小。
2.2 充電樁專用變壓器容量計算公式二
a）單台充電機輸出容量為：P=Un*I
單台充電機輸入容量為：S=P/ηcosФ
式中：
P--單台充電機的輸出功率；
Un--充電電壓；
I--充電電流；
S--單台充電機的輸入容量；
η--充電機效率，取0.9；
cosФ --充電機功率因數，取0.9；
b）充電站內充電機輸入總容量為：
SΣ= K(S1+S2+S3……Sn )
SΣ--充電機的輸入總容量；
S1～Sn--各台充電機的輸出功率；
K--充電機同時工作係數，取0.8。
該公式取自中國南方電網有限責任公司企業標準-Q/CSG 11516.2--2010，當充電樁數量較多時結果偏大，K值應適當調整。
2.3 充電樁專用變壓器容量計算示例
某住宅小區地下車庫共分四個防火分區，每個防火分區設置停車位70～90個，共設置停車位348個，按照住建部新建住宅配建停車位應100%預留充電設施建設安裝條件要求，統一設計預留充電樁專用變壓器、配電設施及管線通道。建設單位可根據實際需求分期實施。
參照交直流充電設施的配建比例大於10%的要求，設置35個車位為物業管理用公共停車位（采用大功率直流充電樁），其他313個車位均為住戶產權停車位。物業管理用公共停車位采用4個一拖四群充落地式120kW直流充電樁，10個雙槍落地式60kW直流充電樁，輸入電壓AC380V（三相五線）。住戶用充電樁采用壁掛（吊掛）式交流充電樁，額定功率7kW，輸入電壓AC220V（單相三線）。
現選用公式一計算充電樁專用變壓器容量，按照近期規劃時變壓器容量計算：
SΣ=Kt*Kx*Cn*（Kn*Pn+Km*Pm)/(η*cosФ)
=0.85*0.55*348*（0.2*7+0.02*60)/0.8*0.95
=163*(1.4+1.2)/0.76
=419.3/0.76
=557kVA
近期規劃采用一台630kVA變壓器。
按照遠期規劃時變壓器容量計算：
SΣ=Kt*Kx*Cn*（Kn*Pn+Km*Pm)/(η*cosФ)
=0.85*0.55*348*（0.45*7+0.045*60）/0.8*0.95
=163*(3.15+2.7)/0.76
=1254kVA
遠期規劃采用一台1250kVA變壓器。
3 充電樁選型
1）應選擇具備高兼容性和擴展性，適用車型多、易升級的充電樁，避免導致充電樁不能適應電池技術的發展，無法對電動汽車充電。
2）直流充電樁的型式：單槍、雙槍輪充、雙槍同充、一拖四普通群充。
3）各種型式優缺點：
|
方案
|
設備投資
|
充電成本
|
運營效率
|
升級改造
|
|
單槍式
|
高
|
高
|
低
|
高
|
|
雙槍輪充
|
低
|
低
|
較高
|
高
|
|
雙槍同充
|
低
|
低
|
較高
|
高
|
|
一拖四群充
|
高
|
高
|
低
|
高
|
|
交流充電樁
|
低
|
低
|
低
|
低
|
單槍充電的優缺點：
優點：結構和使用操作簡單，成本低。
缺點：
a）隻能按照最大供電功率的電動汽車進行配置，設備投資比較大。
b）車輛數量限製，夜晚充電時需要人工對車輛進行充電調度。
c）充電功率較小的汽車充電，剩餘功率浪費，係統運營能效比降低，利用率低。
d）需要給後期更大功率的汽車充電時，需要購買新的充電樁，升級改造費用高。
雙槍輪充的優缺點：
優點：可以利用夜晚穀時電價，無需人工調度，充電2輛車，結構和單槍相同，利用率更高。
缺點：無(wu)法(fa)同(tong)時(shi)充(chong)電(dian)，處(chu)於(yu)大(da)電(dian)流(liu)充(chong)電(dian)狀(zhuang)態(tai)，無(wu)法(fa)同(tong)時(shi)小(xiao)電(dian)流(liu)充(chong)電(dian)，對(dui)電(dian)池(chi)壽(shou)命(ming)不(bu)利(li)，本(ben)質(zhi)上(shang)仍(reng)然(ran)為(wei)單(dan)充(chong)，設(she)備(bei)投(tou)資(zi)大(da)，利(li)用(yong)率(lv)稍(shao)低(di)，升(sheng)級(ji)改(gai)造(zao)費(fei)用(yong)較(jiao)單(dan)槍(qiang)充(chong)電(dian)樁(zhuang)低(di)。
雙槍同充的優缺點：
優點：比輪充利用率更高。
缺點：固定功率，投資較高，利用率稍好於輪充，車輛多時仍需要人工幹預調度。
一拖四群充優缺點：
優點：在固定模塊上加上動態充電模塊的架構，投資較小，一次可充電車輛多。
缺點：無法全麵地分配功率。
4）選型表
|
充電樁型號
|
功率
|
輸入電壓
|
輸出電壓
|
適配車型
|
|
AEV-AC007D係列
|
7kW
|
AC220V
|
AC220V
|
小型乘用車
|
|
AEV-AC040D係列
|
40kW
|
AC380V
|
AC380V
|
小型乘用車
|
|
AEV-DC060SLAOG係列
|
60kW
|
AC380V
|
DC300-750V
|
小型乘用車、大巴車
|
|
AEV-DC060SLAOD係列
|
60kW
|
AC380V
|
DC200-500V
|
小型乘用車
|
|
AEV-DC120SLAOG係列
|
120kW
|
AC380V
|
DC300-750V
|
小型乘用車、大巴車
|
|
AEV-AC020DY
|
20kW
|
AC220V
|
DC200-550V
|
小型乘用車
|
4 充電樁安裝
電動汽車與充電樁之間應保證安全距離：充電樁安裝在車側且不妨礙車門開啟時，充電樁外廓（含防撞設施）距電動汽車淨距不應小於0.4m，充電設備安裝在車尾時，充電設備外廓（含防撞設施）距電動汽車淨距不應小於0.5m。
充電樁安裝應預留檢修和操作空間，其檢修操作麵與建（構）築物之間距離不應小於0.8m。
充電樁采用落地式安裝方式時應符合下列要求：
1）充電樁基礎應抬高，高出場地地坪的高度室內不應低於100mm，室外不應低於250mm；
2）底座基礎宜大於充電樁長寬外廓，尺寸不應低於50mm。
充電樁采用壁掛式安裝方式時應滿足下列要求：
1）應豎直安裝於與地平麵垂直的牆體，牆麵符合承重要求，充電樁應固定可靠；
2）設備安裝高度應便於操作，設備人機界麵操作區域水平中心線距地麵宜為1.5m。
充電樁采用吊掛式安裝方式時應滿足下列要求：
1）吊掛式安裝適用於車庫內交流充電樁在無牆（柱）處的安裝,吊掛支架應垂直與地平麵安裝，吊掛支架應滿足承重要求並固定可靠不能產生晃動；
2）安裝高度應便於操作，設備人機界麵操作區域水平中心線距地麵宜為1.5m。
5 結束語
新能源汽車是一種很有優勢的交通工具，積極、穩(wen)妥(tuo)地(di)推(tui)進(jin)與(yu)其(qi)配(pei)套(tao)的(de)充(chong)電(dian)樁(zhuang)設(she)計(ji)與(yu)安(an)裝(zhuang)，能(neng)夠(gou)促(cu)進(jin)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)的(de)推(tui)廣(guang)與(yu)普(pu)及(ji)，降(jiang)低(di)居(ju)民(min)的(de)出(chu)行(xing)成(cheng)本(ben)，減(jian)少(shao)城(cheng)市(shi)生(sheng)活(huo)環(huan)境(jing)中(zhong)汙(wu)染(ran)物(wu)的(de)排(pai)放(fang)。
|
