淺析民用建築中電動汽車充電樁配電設計

　　簡婷 

　　韦德1946网址 上海嘉定201801 

　　摘要：vc 

　　關(guan) 鍵詞：民用建築;充電樁;供配電係統;負荷計算
引言 

　　化石能源的大量使用是環境汙染的主要原因，其中汽車尾氣排放占很大比重。同時隨著化石能源儲(chu) 量的降低，在能源的使用上定要尋找條節能、綠色、可持續的發展之路。相比於(yu) 傳(chuan) 統燃油汽車，電動汽車運行過程中可以實現排放;能耗折算成標準煤低於(yu) 傳(chuan) 統汽車30%以上，特別是城市擁堵環境中節能勢明顯。因此，近年來家相繼出台係列的惠政策，推廣電動汽車等新能源汽車的使用和發展。 

一、適用的家規範及地方規範 

　　近年，家和地方發布很多關(guan) 於(yu) 新能源汽車規劃方麵的規範及文件。新能源汽車技術新比較快，因此推動相關(guan) 規範的新也比較快，在設計中須要遵守新的標準。 

　　民用建築中電動汽車充電設施的供配電設計需要滿足的家規範和相關(guan) 規定主要有住房和城鄉(xiang) 建設部頒發的家標準GB50966—2014《電動汽車充電站設計規範》，家發改委能源印發的《電動汽車充電基礎設施發展指南(2015—2020年)》(發改能源[2015]1454號)，院辦公廳印發的《關(guan) 於(yu) 加快電動汽車充電基礎設施建設的指導意見》(辦發〔2015〕73號)，住房和城鄉(xiang) 建設部印發的《關(guan) 於(yu) 加強城市電動汽車充電設施規劃建設工作的通知》(建規[2015]199號)。 

　　全大部分省市均對電動汽車充電設施有結合當地實的規劃，因此在設計中還要考慮各地的地方標準。以下僅(jin) 列舉(ju) 部分省市的地方標準和規範作為(wei) 參考:北京市DB11/T1455—2017《電動汽車充電基礎設施規劃設計標準》，上海市《上海市電動汽車充電基礎設施專(zhuan) 項規劃(2016—2020年)》，深圳市SZDB/Z29—2010《電動汽車充電係統技術規範》，重慶市DBJ50-218—2015《民用建築電動汽車充電設備配套設施設計規範》，浙江省DB33-1121—2016《民用建築電動汽車充電設施配置與(yu) 設計規範》。 

二、快速充電樁安裝比例的確定 

　　為(wei) 滿足特殊情況下的快速充電需求，建築內(nei) 還需配置部分快速充電設施。住宅小區、辦公場所以自用、用充電設施為(wei) 主體(ti) ;公共停車場、獨立充電站等以公用充電設施為(wei) 主體(ti) 。設計時應考慮自用充電設施以慢充為(wei) 主，用充電設施采用快慢結合方式，公用充電設施以快充為(wei) 主。各類建築的快充停車位配置數量可參考浙江省的標準設計。 

　　浙江省對快充停車位配建指標的要求如表所示。 

三、充電樁功率的確定 

　　充電樁根據輸出電流不同分為(wei) 交流充電樁和直流充電樁兩(liang) 類。 

　　交流充電樁通過車載充電機對電能進行處理後向電動汽車的電池充電，由於(yu) 車載充電機般充電功率相對較小，又被稱作“慢充”。交流充電樁主要規格有輸入電壓為(wei) 220V，功率為(wei) 7kW、14kW;輸入電壓為(wei) 380V，功率為(wei) 28kW、42kW等。 

　　直流充電樁(非車載充電機)是指經過充電樁處理後，直接向電動汽車的動力電池輸出直流電進行充電的供電裝置，其功率相對於(yu) 車載充電機大很多，可以實現快速充電，又被稱作“快充”。直流充電樁輸入電壓般為(wei) 380V，輸出功率為(wei) 30kW、45kW、60kW、120kW等。 

　　設計時應根據建築物的性質和電動汽車可利用的充電時間，合理選擇充電樁的功率。如住宅和辦公場所車位比較固定，停車時間較長，充電設施選用7kW的交流充電樁;商業(ye) 建築內(nei) 人員逗留時間不固定，可采用7kW的交流充電樁和30kW的直流充電樁搭配布置，以滿足不同人群的電動汽車在市區內(nei) 通勤的需求；高速公路服務區及加油站則需要盡快使電動汽車滿電，充電設施因此選用輸出功率高達120kW的直流充電樁。 

四、充電設施的負荷計算 

　　(1)方案設計階段。充電設施的負荷宜根據電動汽車停車位的數量按單位指標法進行計算。交流充電樁單位指標每台功率為(wei) 7kW，直流充電樁單位指標每台功率為(wei) 30kW。 

　　單位指標法需要係數如下表5所示，Kx為(wei) 需要係數，n為(wei) 充電設備台數，是指單相配電時接於(yu) 同相上的台數，按三相配電時充電設備台數應乘以3。 

　　(2)初步設計及施工圖設計階段。充電停車位的平麵位置已經排定，宜采用需要係數法進行負荷計算。充電設備組的需要係數Kx為(wei) 0.5;般情況下，有功功率同時係數K∑p為(wei) 0.8～1;無功功率同時係數K∑q為(wei) 0.92～1。當充電設備數量特別大時，同時係數下限值還可取小些。具體(ti) 計算方法參考文獻[6]的相關(guan) 內(nei) 容。 

五、安科瑞充電樁運營管理平台 

　　1、係統架構 

　　安科瑞Acrelcloud-充電樁收費運營雲(yun) 平台係統通過物聯網技術對接入係統的充電樁站點和各個(ge) 充電樁進行不間斷地數據采集和監控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等係列故障進行預警；客戶通過信小程序掃描二維碼，進行支付後，係統發起充電請求，控製二維碼對應的充電樁完成電動汽車的充電過程。 

　　充電樁可選配WIFI模塊或GPRS模塊接入互聯網，配合加密技術和秘鑰分發技術，基於(yu) TCP/IP的數據交互協議，與(yu) 雲(yun) 端進行直連。雲(yun) 平台包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，具體(ti) 功能如下： 

　　資源管理：充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁運行監測，充電樁異常交易監測。 

　　交易結算：充電價(jia) 格策略管理，預收費管理，賬單管理，營收和財務相關(guan) 報表 

　　用戶管理：用戶注冊(ce) ，用戶登錄，用戶帳戶管理，消息管理 

　　充電服務：充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結算，導航等 

　　信小程序：掃碼充電，賬單支付等功能 

　　數據服務：數據采集，短信提醒，數據存儲(chu) 和解析 

　　變壓器監控：監控充電站變壓器負荷，每個(ge) 充電站配備塊ARCM300T無線表，超負荷時係統自動對充電樁的進行調度管理，即當負荷超過百分之五十時，係統會(hui) 限製新增開始充電的充電樁的功率，降為(wei) 百分之五十，當變壓器負荷超過百分之八十時，係統將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為(wei) 止。 

　　2、平台功能 

　　2.1平台登錄 

　　在瀏覽器打開雲(yun) 平台鏈接、輸入賬戶名和權限密碼，進行登錄，防止未授權人員瀏覽有關(guan) 信息。 

　　2.2平台頁 

　　平台頁總覽每天的開戶數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時長，累計的開戶數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時長，以及相應的環比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導航、本月充電統計。 

　　2.3實時監控 

　　l 充電站監控 

　　充電站監控頁麵監視用戶充電槍總數、正在充電的槍數、空閑槍數、插槍數量、故障槍數量等，匯總了用戶擁有各樁的當日充電總次數、總電量、總時長，進行負荷限製、故障查詢。 

　　l 充電槍監控 

　　充電樁監控頁麵充電槍的基本信息、今日充電電量、今日充電次數、今日充電時長和累計充電電量、累計充電次數、累計充電時長等、充電電壓電流等參數。 

　　2.4微小程序 

　　l 搜索與(yu) 使用 

　　微小程序可以通過掃描二維碼和微文字搜索找到，點擊後可以加入到小程序列表，如下圖所示 

　　l 授權登錄界麵 

　　用戶通過搜索或者掃碼等途徑初次打開小程序時，會(hui) 進入這個(ge) 頁麵，需要用戶授權登錄才可以進入小程序主功能頁麵，如圖所示： 

　　l 主功能頁 

　　初次進入主功能頁時需要授權定位才可以使用地圖相關(guan) 功能，在地圖上查看到當所在區域的充電站，查看充電站信息，可以進行掃碼充電操作，地圖導航等。 

　　l 充電 

　　掃描充電槍上的二維碼，如果當充電樁可用即可進入充電選擇頁麵，可以查看到當的充電站名稱、充電槍名稱，以及當的賬戶餘(yu) 額，電價(jia) 和預計可充電量等數據，還可以查看當賬戶的曆史充電記錄。充電方式分為(wei) 按時間充電、按金額充電、按電量充電這三種方式。充電結束可以進進行評價(jia) 。 

　　l 個(ge) 人信息 

　　個(ge) 人信息可以顯示當登錄賬號的昵稱和餘(yu) 額，同時包括、充值、充值記錄查詢、賬單查詢、充電記錄查詢、設置支付密碼等功能 

　　3、硬件配置 

　　3.1平台服務器：建議按照我方配置購買(mai) ，或者客戶自己租用阿裏雲(yun) 資源。 

　　硬件配置清單：(如申請阿裏雲(yun) 可忽略) 

若客戶自己租用阿裏雲(yun) 服務器，服務器配置根據充電槍點數的不同，分別如下： 

　　3.2現場硬件配置清單： 

六、結語 

　　電動汽車對促進節能減排、能源綠色可持續發展起著重要作用，同時對電網起到削峰填穀，化電網配置等重要作用。電動汽車充電設施所需用電量比較大，因此設計人員應結合項目實際情況，合理設計供配電係統，充分考慮到後期擴容需求。
 

參考文獻 

　　[1] 電動汽車充電站設計規範:GB50966—2014[S] 

　　[2] 薑 寧，民用建築中電動汽車充電樁配電設計簡析 

　　[3] 安科瑞企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2020.06版 

作者簡介：簡婷，女，現任於(yu) 韦德1946网址，主要從(cong) 事電瓶車充電樁的研發和應用