電動汽車充電設施建設方案淺談

張巍偉

(天津環(huán)通電子工程有限公司 天津300457)

電動汽車充電設施建設方案淺談

張巍偉

(天津環(huán)通電子工程有限公司 天津300457)

隨著全球能源危機的不斷加深，大氣污染、氣候變暖等危害的加劇，新能源的發(fā)展與應用越來越受到關注，各國政府及汽車企業(yè)普遍認識到節(jié)能和減排是未來汽車技術發(fā)展的方向，發(fā)展電動汽車將是解決上述難題的最佳途徑。我國高度重視電動汽車的發(fā)展，相繼出臺了一系列政策標準來扶持和規(guī)范電動汽車的發(fā)展，但要實現(xiàn)電動汽車大面積普及還需要很長的時間。分別從充電站與充電樁兩方面論述了電動汽車充電設施的建設方案。

充電設施 配電系統(tǒng) 無功補償容量

目前電動汽車充電設施建設方案主要分為充電站建設與充電樁建設兩種，前者宜與大型停車設施的整體建設相結合，一體化設計施工，后同期交付使用管理；后者的建設方式相對比較靈活，可隨整體規(guī)劃一并實施，或后期對相應設施進行改造完善以實現(xiàn)其充電功能。

1 充電站建設方案

充電站建設與普通自行式停車場類似，車輛通過專用車道自行停放，每個停車位相應位置設交流 220,V/7,kW 充電電源，部分車位可配少量直流 35,kW 充電電源，實現(xiàn)快速充電(見圖1)。

圖1 自行式充電站示意圖Fig.1 Schematic diagram of a self-service charging station

1.1 配電系統(tǒng)容量計算

普通充電站10,kV配電系統(tǒng)示意圖如圖2所示。

考慮到充電站配電系統(tǒng)安裝有源濾波無功補償裝置，功率因數(shù) cosφ可以達到0.95，則充電機容量可按S＝P/(cosφ×η)進行折算，其中η為充電機工作效率，高頻整流充電機取 0.95，相控整流充電機取0.85。

充電站整體所需配變容量為SN＝K×(ΣS+Se)/β，其中K為充電機同時系數(shù)，與充電機數(shù)量有關，取值范圍為 0.5～0.8；β為變電器經濟運行負載率，按 0.8計算；Se為充電站其他用電負荷總量，性質包括照明、辦公用電等。

1.2 有源濾波與無功補償容量計算

充電站的APF容量可按如下公式進行折算：

式中：Kx為整體修正系數(shù)，一般取值在 0.5～0.8范圍；K1、K2、K3分別表示大、中、小型充電機的可靠系數(shù)，一般取值在1.05～1.20；η表示充電機的充電效率，一般取值為 0.85；ξ分別表示充電機在交流電源輸入端產生的諧波電流含有率，一般取值為0.3；S分別表示單臺充電機的功率。

1.3 充電機選型

單臺充電機的最大充電電壓為電動汽車上裝載的電池數(shù)量×單體電池的最高充電電壓(電動汽車電池組采用串接方式)，充電機最大允許電流可按照 0.2～1,C選擇。若單臺充電機無法滿足電動汽車對充電時間或充電電流的要求，則可以按多臺同型號充電機并聯(lián)工作方式組成更大容量的充電機，其中并機后輸出電壓為單臺充電機輸出電壓，輸出電流為單臺充電機輸出電流累加總和。

圖2 充電站10,kV配電系統(tǒng)示意圖Fig.2 Schematic diagram of 10 kV power distribution system of a charging station

2 充電樁建設方案

自路燈配電變壓器，此舉有助于解決充電汽車推廣普及與配套基礎設施欠缺之間的矛盾問題，同時也能提高路燈配變的利用效率，減少資源配置浪費。此外，一些市政雨水泵站用電也存在著類似情形，可在其周邊地區(qū)布置部分充電樁，在少雨時段利用泵站配變對充電配套設施進行供電。

交流充電樁一般固定在地面或墻壁上，安裝于公共建筑和居民小區(qū)停車場或充電站內，采用傳導方式為具有車載充電機的電動汽車提供交流充電接口充電，并預備相應測控保護功能。單樁提供AC 220,V/7,kW的交流供電能力，在室內安裝時，防護等級需滿足 IP32指標要求；在室外安裝時，防護等級需滿足 IP54指標要求，并設置必要的遮雨設施。建設交流充電樁所需配電系統(tǒng)容量與無功補償容量可參考充電站建設方案中的相關公式計算獲得。

充電樁的安裝部署對比大、中型充電站的建設而言更加便捷，因此可以考慮對現(xiàn)有公共設施進行改造，加裝充電樁及其配套設施，以擴充充電功能。例如路燈照明系統(tǒng)，其負荷用電時段多為夜間，而其他時段配電變壓器基本處于空載狀態(tài)，因此可以考慮在路燈附近選取合適位置安裝充電樁，或者對現(xiàn)有部分路燈進行改造，使其兼?zhèn)浣涣鞒潆姽δ堋９╇婋娫慈?/p>

3 結 語

簡言之，無論建設何種充電配套設施，均可以考慮利用季節(jié)性或時段性負荷的特點。在負荷低谷時，利用配電變壓器為充電設施供應電力，將會是未來解決電動汽車發(fā)展所遇瓶頸問題的可行性方案之一?！?/p>

［1］ NB/T 33002—2010. 電動汽車交流充電樁技術條件[S].

［2］ 霍明霞，楊延超. 電動汽車交流充電樁淺析[J]. 農村電工，2010(9)：46-47.

［3］ GB 50966—2014. 電動汽車充電站設計規(guī)范[S].

On Construction Schemes of Electric Vehicle Charging Facilities

ZHANG Weiwei
(Tianjin Huantong Electronical Engineering Co., LTD.，Tianjin 300457，China)

With the deepening of global energy crisis and the prevalence of air pollution and climate warming，the development and application of new energy are receiving more and more attention. Governments and automobile makers have realized that energy saving and emission-reduction are the direction of future automotive technology and the development of electric vehicles is the best way to solve the problems. China has attached great importance on the development of electric vehicles，and has issued a series of policies and worked out many standards to support and standardize the industry. However，the popularization of electric vehicles still has a long way to go. This paper discusses construction schemes of electric vehicle charging facilities from the aspects of charging stations and charging piles.

charging facilities；distribution system；reactive power compensation capacity

U469.72+2

A

1006-8945(2015)07-0078-02

2015-06-03