摘要：根據目前對於(yu) 新能源汽車發展規劃及政策，以及國內(nei) 外充電設施的主要類型和技術參數。論述地下車庫電動汽車充電樁的供配電係統的設計及設計過程中需要注意的一些問題。

關(guan) 鍵詞：充電樁；地下車庫；供配電設計；負荷計算　　

0引言

新能源汽車的產(chan) 業(ye) 發展與(yu) 推廣應用，已是大勢所趨。新能源汽已經成為(wei) 未來汽車發展的必然方向。我國目前發展的新能源汽車主要以插電式混合動力汽車和純電動汽車為(wei) 主。為(wei) 推廣和使用新能源汽車並加快充電設施的建設，國辦[2015]73號文及建規[2015]199號文件明確要求：新建住宅配建停車位應100%預留充電設施建設安裝條件。因此，新建住宅小區地下車庫充電樁規劃、設計成為(wei) 民用建築電氣設計內(nei) 容的一部分。

1配置充電樁的類型及技術要求

目前，新能源汽車的充電樁主要分為(wei) 直流充電樁和交流充電樁兩(liang) 種，俗稱“快充"和“慢充"。直流充電樁有占地麵積大，充電電壓高，充電時間較短，投資大等特點。而交流充電樁的特點基本與(yu) 直流充電樁相反，占地小，可掛牆安裝，充電功率低，充電時間長，投資小等特點。通過比較可知，住宅小區固定車位充電樁適宜采用交流充電樁，而直流充電樁通常設置在大型商場、辦公樓、繁華市區等需要快速充電的區域。

2 供配電係統設計

2.1 充電設施專(zhuan) 用變壓器容量計算

SΣ=Kt*Kx*Cn*（Kn*Pn+Km*Pm）/（η* cosφ）

式中：SΣ--變壓器總安裝容量（kVA）；η--變壓器負載率，取0.70-0.75；cosφ--補償(chang) 後功率因數，取0.95；Pn --交流充電樁（慢充）安裝功率，取7.0KW；Pm-直流充電樁（快充）安裝功率，取60kW作為(wei) 基數（一般有30kW、45kW、60kW、75kW、90kW、105kW、120kW）； Kn--慢充停車位配置比例係數（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(ge) ，取0.75-0.85；10-50個(ge) ，取0.55-0.65；50個(ge) 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(ge) ，取0.85-0.90；50個(ge) 以上，取0.6-0.7；Cn --小區規劃停車位數量。

目前，充電設備在國內(nei) 大範圍應用還比較少，沒有先例可查，同時係數Kt和需要係數Kx很難選取。Kt和Kx的選取主要與(yu) 下麵因數關(guan) ：1）電動車的使用情況：目前電動汽車總體(ti) 數量不多，充電設備本身的利用率不高；各建築具體(ti) 情況不相同。2）即使同時充電，各電動車之間的電池狀態、性能等各不相同。3）另外，小區交流充電樁（慢充）和直流充電樁（快充）一般使用時間在不同時段。設計人員應結合各地電動車的發展情況和工程實際，合理選取。

2.2 配電設計

(1)充電樁總電源宜采用低壓係統供電，接地采用TN-S係統。（2）交流充電樁宜按防火分區配電，每個(ge) 防火分區均宜設置電動汽車充電樁區域配電櫃、末端配電箱。區域配電櫃和末端配電箱設計有三種形式：一、按100%配置全部設計安裝到位；二、按20%配置全部設計安裝到位（區域配電櫃—末端配電櫃—充電樁），其他80%僅(jin) 考慮路由、土建等條件；三、按20%配置僅(jin) 區域配電櫃設計安裝到位，末端配電箱取消，區域配電櫃采用放射式直接供電至充電樁，其它80%僅(jin) 考慮路由、土建等條件。（3）各防火分區區域配電櫃宜安裝在設置充電樁車位附近的強電間內(nei) ，其係統圖如圖1所示。為(wei) 保證末端充電設備安全，末端配電箱低壓斷路器應設置短路保護和剩餘(yu) 電流保護功能，其剩餘(yu) 電流保護額定動作電流為(wei) 30mA，動作時間≤0.1s。

圖 1 電動汽車充電設施配電係統圖

2.3 電能質量

電動汽車充電樁的充電過程為(wei) 非線性的負荷變化過程，設計時應考慮充電設施對公用電網電能質量產(chan) 生的影響，並采取有效的抑製措施，將注入公網的諧波控製在規定範圍內(nei) 。為(wei) 保障電能質量的要求，所采取的措施如下：（1）增加充電機整流裝置的脈動數。（2）低壓配電係統中設置有源濾波器裝置，功率因數補償(chang) 電容器組配置電抗器。（3）專(zhuan) 用變壓器接線組別為(wei) D，yn11，且負荷率不高於(yu) 70%。（4）為(wei) 改善三相用電設備的平衡度，單相交流充電樁負荷應均衡的分配到三相上，盡量使三相負荷平衡。（4）變電所低壓配電櫃出線至

各區域充電樁配電櫃距離不宜超過200m。

2.4 配電線路設計

根據充電樁配電櫃的數量在專(zhuan) 用變電所低壓櫃出線設置相應數量的單獨饋線回路直接供電。饋線電纜宜銅芯電纜或銅芯電線，三相配電回路應選用五芯電纜，單相配電回路應選用三芯電纜。電動汽車充電設施配電線路宜采用金屬槽盒敷設，當電動汽車充電樁位置帶定時，金屬槽盒應能到達所有停車位，以滿足100%預留充電設施條件。

3 充電樁設施的布置原則

電動汽車與(yu) 充電設備之間應保證安裝距離：充電設備安裝在車側(ce) 且不妨礙車門開啟時，充電設備外輪（含防撞設施）距電動汽車淨距不應小於(yu) 0.4m（；妨礙車門開啟時，充電設備外輪（含防撞設施）距電動汽車淨距不應小於(yu) 0.6m；充電設備安裝在車尾時，充電設備外輪（含防撞設施）距電動汽車淨距不應小於(yu) 0.5m。充電設備安裝應預留檢修與(yu) 操作空間，其檢修操作麵與(yu) 建（構）築物之間距離不應小於(yu) 0.8m。其充電設備布置如（圖2）

圖 2 充電1設備布置示意

4 監控及通信

民用建築電動汽車充電設施監控係統由控製層、間隔層及網絡設備構成。監控係統較小時，可根據實際需要進行簡化。控製層能提供充電設施內(nei) 各運行係統的人機界麵，應實現相應信息的收集和實時顯示、設備的遠方控製、以及數據的存儲(chu) 、查詢和統計等，並可與(yu) 相關(guan) 係統通信。間隔層能采集設備運行狀態及運行數據，上傳(chuan) 至控製層，並接收和執行控製層的控製命令。

5安科瑞充電樁收費運營雲平台

5.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營雲(yun) 平台係統通過物聯網技術對接入係統的電動電動自行車充電站以及各個(ge) 充電整法行不間斷地數據采集和監控，實時監控充電樁運行狀態，進行充電服務、支付管理，交易結算，資要管理、電能管理，明細查詢等。同時對充電機過溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過壓，欠壓，絕緣低各類故障進行預警；充電樁支持以太網、4G或WIFI等方式接入互聯網，用戶通過微信、支付寶，雲(yun) 閃付掃碼充電。

5.2應用場所

適用於(yu) 民用建築、一般工業(ye) 建築、居住小區、實業(ye) 單位、商業(ye) 綜合體(ti) 、學校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

5.3係統結構

5.3.1係統分為(wei) 四層：

1）即數據采集層、網絡傳(chuan) 輸層、數據中心層和客戶端層。

2）數據采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協議為(wei) 標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用於(yu) 采集充電回路的電力參數，並進行電能計量和保護。

3）網絡傳(chuan) 輸層：通過4G網絡將數據上傳(chuan) 至搭建好的數據庫服務器。

4）數據中心層：包含應用服務器和數據服務器，應用服務器部署數據采集服務、WEB網站，數據服務器部署實時數據庫、曆史數據庫、基礎數據庫。

5）應客戶端層：係統管理員可在瀏覽器中訪問電瓶車充電樁收費平台。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動充電。

小區充電平台功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實時監控、交易管理、故障管理、統計分析、基礎數據管理等功能，同時為(wei) 運維人員提供運維APP，充電用戶提供充電小程序。

5.4安科瑞充電樁雲(yun) 平台係統功能

5.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點分布情況，對設備狀態、設備使用率、充電次數、充電時長、充電金額、充電度數、充電樁故障等進行統計顯示，同時可查看每個(ge) 站點的站點信息、充電樁列表、充電記錄、收益、能耗、故障記錄等。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。

5.4.2實時監控

實時監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態、回路狀態、充電過程中的充電電量、充電電壓/電流，充電樁告警信息等。

5.4.3交易管理

平台管理人員可管理充電用戶賬戶，對其進行賬戶進行充值、退款、凍結、注銷等操作，可查看小區用戶每日的充電交易詳細信息。

5.4.4故障管理

設備自動上報故障信息，平台管理人員可通過平台查看故障信息並進行派發處理，同時運維人員可通過運維APP收取故障推送，運維人員在運維工作完成後將結果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現場問題。

5.4.5統計分析

通過係統平台，從(cong) 充電站點、充電設施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統計信息、能耗統計信息等。

5.4.6基礎數據管理

在係統平台建立運營商戶，運營商可建立和管理其運營所需站點和充電設施，維護充電設施信息、價(jia) 格策略、折扣、優(you) 惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結和解綁。

5.4.7運維APP

麵向運維人員使用，可以對站點和充電樁進行管理、能夠進行故障閉環處理、查詢流量卡使用情況、查詢充電\充值情況，進行遠程參數設置，同時可接收故障推送

5.4.8充電小程序

麵向充電用戶使用，可查看附近空閑設備，主要包含掃碼充電、賬戶充值，充電卡綁定、交易查詢、故障申訴等功能。

5.5係統硬件配置

6結語

為(wei) 了我國汽車能源結構的轉變，應普及電動汽車充電設備的建設。未來幾年電動汽車充電設施的設計仍會(hui) 是電氣設計師們(men) 關(guan) 注的重點。地下車庫電動汽車充電設施的電氣設計，應結合當地相關(guan) 規定設置配套的充電樁。電氣設計師應立足規範，收集相關(guan) 數據，密切跟蹤新產(chan) 品及技術的發展，不斷優(you) 化調整設計方案，做到經濟合理。

安科瑞侯文莉