新建住宅小區(qū)電動(dòng)汽車充電樁配置 安科瑞 鮑靜君

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰

0 引言

  電動(dòng)汽車作為種新能源交通工具,，具有幾乎無污染,、*,、低噪聲、使用維護(hù)簡單,、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),，是在能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)嚴(yán)重的大背景下發(fā)展前景廣闊的綠色交通工具。國家對新能源電動(dòng)汽車推廣的同時(shí)也配套推出了購置補(bǔ)貼政策,，使得新能源電動(dòng)汽車的推廣普及非常迅速,，越來越多的家庭愿意選擇新能源電動(dòng)汽車。充電樁作為電動(dòng)汽車所的重要配套基礎(chǔ)充電設(shè)施,，普及速度也異常迅猛,。

1 充電樁配建標(biāo)準(zhǔn)

  國辦發(fā)[2014]35號(hào)及國辦發(fā)[2015]73號(hào)文件明確要求按照適度超前的原則規(guī)劃設(shè)置新能源汽車充電樁，新建住宅配建停車位應(yīng)100%建設(shè)充電設(shè)施或預(yù)留建設(shè)安裝條件,。根據(jù)國辦發(fā)的文件,，北京市規(guī)定居住類建筑應(yīng)將18%的配建機(jī)動(dòng)車停車位作為電動(dòng)車停車位，浙江省地標(biāo)DB 331121-2016《民用建筑電動(dòng)汽車充電設(shè)施配置與設(shè)計(jì)規(guī)范》也規(guī)定根據(jù)不同規(guī)模城市的指標(biāo)級(jí)別,，新能源慢充樁的配建比例應(yīng)為10%~14%,，其他部分省份也有相應(yīng)的配套措施陸續(xù)出臺(tái)，都對新建住宅小區(qū)的新能源汽車充電樁的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)提出了要求,。

2 充電樁負(fù)荷計(jì)算

2.1 充電樁變壓器容量計(jì)算公式

S_Σ=Kt*Kx*Cn*（Kn*Pn+Km*Pm)/(η*cosФ)

S_Σ--變壓器總安裝容量（kVA),；

η--變壓器負(fù)載率，取0.70～0.8,；

cosФ--補(bǔ)償后功率因數(shù),，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(shù)（般有30kW,、45kW、60KW,、75kW,、90kW、105kW,、120kW),；

Kn--慢充停車位配置數(shù)量比例系數(shù)（即，實(shí)際慢充停車位數(shù)量/小區(qū)規(guī)劃停車位數(shù)量）,，近期系數(shù)取0.20,，遠(yuǎn)期系數(shù)取0.45；

Km--快充停車位配置數(shù)量比例系數(shù)（即,，實(shí)際快充停車位數(shù)量/小區(qū)規(guī)劃停車位數(shù)量）,，近期系數(shù)取0.02，遠(yuǎn)期系數(shù)取0.045；

Kx--充電樁需要系數(shù),，充電樁數(shù)量（慢充+快充）5～10個(gè),，取0.75～0.85；10～50個(gè),，取0.55～0.65,；50個(gè)以上，取0.4～0.45,；

Kt--充電樁同時(shí)使用系數(shù),，充電樁數(shù)量（慢充+快充）5～50個(gè)，取0.85～0.90,； 50個(gè)以上,，取0.6～0.7。

Cn--小區(qū)規(guī)劃停車位數(shù)量,。

  注：該公式取自國家標(biāo)準(zhǔn)圖集《充電汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)與安裝編制技術(shù)資料》,，當(dāng)僅有種類型的充電樁時(shí)，此公式計(jì)算結(jié)果偏小,。

2.2 充電樁變壓器容量計(jì)算公式二

a）單臺(tái)充電機(jī)輸出容量為：P=Un*I

單臺(tái)充電機(jī)輸入容量為：S=P/ηcosФ

式中：

P--單臺(tái)充電機(jī)的輸出功率,；

Un--充電電壓；

I--充電電流,；

S--單臺(tái)充電機(jī)的輸入容量,；

η--充電機(jī)效率，取0.9,；

cosФ --充電機(jī)功率因數(shù),，取0.9；

b）充電站內(nèi)充電機(jī)輸入總?cè)萘繛椋?/p>

S_Σ= K(S1+S2+S3……Sn )

S_Σ--充電機(jī)的輸入總?cè)萘浚?/p>

S1～Sn--各臺(tái)充電機(jī)的輸出功率,；

K--充電機(jī)同時(shí)工作系數(shù),，取0.8。

  該公式取自中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-Q/CSG 11516.2--2010,，當(dāng)充電樁數(shù)量較多時(shí)結(jié)果偏大,，K值應(yīng)適當(dāng)調(diào)整。

2.3 充電樁變壓器容量計(jì)算示例

  某住宅小區(qū)地下車庫共分四個(gè)防火分區(qū),，每個(gè)防火分區(qū)設(shè)置停車位70～90個(gè),，共設(shè)置停車位348個(gè)，按照住建部新建住宅配建停車位應(yīng)100%預(yù)留充電設(shè)施建設(shè)安裝條件要求,，統(tǒng)設(shè)計(jì)預(yù)留充電樁變壓器,、配電設(shè)施及管線通道。建設(shè)單位可根據(jù)實(shí)際需求分期實(shí)施,。

  參照交直流充電設(shè)施的配建比例大于10%的要求,，設(shè)置35個(gè)車位為物業(yè)管理用公共停車位（采用大功率直流充電樁）,，其他313個(gè)車位均為住戶產(chǎn)權(quán)停車位。物業(yè)管理用公共停車位采用4個(gè)拖四群充落地式120kW直流充電樁,，10個(gè)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(xiàn)選用公式計(jì)算充電樁變壓器容量,，按照近期規(guī)劃時(shí)變壓器容量計(jì)算：

S_Σ=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(guī)劃采用臺(tái)630kVA變壓器,。

按照遠(yuǎn)期規(guī)劃時(shí)變壓器容量計(jì)算：

S_Σ=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(yuǎn)期規(guī)劃采用臺(tái)1250kVA變壓器。

3 充電樁選型

1）應(yīng)選擇具備高兼容性和擴(kuò)展性,，適用車型多,、易升級(jí)的充電樁，避免導(dǎo)致充電樁不能適應(yīng)電池技術(shù)的發(fā)展,，無法對電動(dòng)汽車充電,。

2）直流充電樁的型式：單槍、雙槍輪充,、雙槍同充,、拖四普通群充。

3）各種型式優(yōu)缺點(diǎn)：

單槍充電的優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)和使用操作簡單,，成本低,。

缺點(diǎn)：

a）只能按照大供電功率的電動(dòng)汽車進(jìn)行配置，設(shè)備投資比較大,。

b）車輛數(shù)量限制,，夜晚充電時(shí)需要人工對車輛進(jìn)行充電調(diào)度。

c）充電功率較小的汽車充電,，剩余功率浪費(fèi),，系統(tǒng)運(yùn)營能效比降低，利用率低,。

d）需要給后期更大功率的汽車充電時(shí)，需要購買新的充電樁,，升級(jí)改造費(fèi)用高,。

雙槍輪充的優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：可以利用夜晚谷時(shí)電價(jià)，無需人工調(diào)度,，充電2輛車,，結(jié)構(gòu)和單槍相同，利用率更高,。

缺點(diǎn)：無法同時(shí)充電,，處于大電流充電狀態(tài),，無法同時(shí)小電流充電，對電池壽命不利,，本質(zhì)上仍然為單充,，設(shè)備投資大，利用率稍低,，升級(jí)改造費(fèi)用較單槍充電樁低,。

雙槍同充的優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：比輪充利用率更高。

缺點(diǎn)：固定功率,，投資較高,，利用率稍好于輪充，車輛多時(shí)仍需要人工干預(yù)調(diào)度,。

拖四群充優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：在固定模塊上加上動(dòng)態(tài)充電模塊的架構(gòu),，投資較小，次可充電車輛多,。

缺點(diǎn)：無法地分配功率,。

4）選型表

4 充電樁安裝

  電動(dòng)汽車與充電樁之間應(yīng)保證安全距離：充電樁安裝在車側(cè)且不妨礙車門開啟時(shí),，充電樁外廓（含防撞設(shè)施）距電動(dòng)汽車凈距不應(yīng)小于0.4m，充電設(shè)備安裝在車尾時(shí),，充電設(shè)備外廓（含防撞設(shè)施）距電動(dòng)汽車凈距不應(yīng)小于0.5m,。

  充電樁安裝應(yīng)預(yù)留檢修和操作空間，其檢修操作面與建（構(gòu)）筑物之間距離不應(yīng)小于0.8m,。

  充電樁采用落地式安裝方式時(shí)應(yīng)符合下列要求：

1）充電樁基礎(chǔ)應(yīng)抬高,，高出場地地坪的高度室內(nèi)不應(yīng)低于100mm，室外不應(yīng)低于250mm,；

2）底座基礎(chǔ)宜大于充電樁長寬外廓,，尺寸不應(yīng)低于50mm。

  充電樁采用壁掛式安裝方式時(shí)應(yīng)滿足下列要求：

1）應(yīng)豎直安裝于與地平面垂直的墻體,，墻面符合承重要求,，充電樁應(yīng)固定可靠；

2）設(shè)備安裝高度應(yīng)便于操作,，設(shè)備人機(jī)界面操作區(qū)域水平中心線距地面宜為1.5m,。

  充電樁采用吊掛式安裝方式時(shí)應(yīng)滿足下列要求：

1）吊掛式安裝適用于車庫內(nèi)交流充電樁在無墻（柱）處的安裝,吊掛支架應(yīng)垂直與地平面安裝，吊掛支架應(yīng)滿足承重要求并固定可靠不能產(chǎn)生晃動(dòng),；

2）安裝高度應(yīng)便于操作,，設(shè)備人機(jī)界面操作區(qū)域水平中心線距地面宜為1.5m。

5 結(jié)束語

  新能源汽車是種很有優(yōu)勢的交通工具,，積極,、穩(wěn)妥地推進(jìn)與其配套的充電樁設(shè)計(jì)與安裝,，能夠新能源汽車的推廣與普及，降低居民的出行成本,，減少城市生活環(huán)境中污染物的排放,。

參考文獻(xiàn)：

[1]安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品圖集《電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)與安裝圖集》