住宅建筑電動汽車充電樁的電氣設計

【摘要】文章主要介紹家用電動汽車的發(fā)展情況，以及充電樁的配置需求。對目前充電樁的配置條件進行分析，以適應未來電動汽車的發(fā)展。根據(jù)電動汽車充電樁的電氣設計中國家及地方的相關規(guī)范要求，對充電樁的設計原則、配電、照明、通信計量以及接地安全等內(nèi)容進行分析、探討。

【關鍵詞】電動汽車充電樁；配電；住宅建筑

1、前言

根據(jù)中國電動汽車充電基礎設施發(fā)展年度報告（2016-2017），截至2016年底，我國電動汽車保有量近百萬輛，位居世界首位。發(fā)展電動汽車已經(jīng)作為國家戰(zhàn)略，中央政府推出了一系列促進車輛、基礎設施發(fā)展政策。2017年我國公共類充電樁保有量將達到30萬個，實現(xiàn)倍增。有安裝條件的住宅類充電設施的配建率將達到80%以上。在電動汽車產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的帶動下，充電基礎設施的投入與建設也加快了腳步，住宅建筑應配置足夠的電動汽車充電樁，才能滿足電動汽車用戶的出行需求。

2、國家及地方規(guī)定

2.1國家住房城鄉(xiāng)建設部關于加強城市電動汽車充電設施規(guī)劃建設工作的通知（建規(guī)[2015]199號），要求“新建住宅配建停車位應1 00%預留充電設施建設安裝條件，新建的大于2萬平方米的商場、賓館、醫(yī)院、辦公樓等大型公共建筑配建停車場和社會公共停車場，具有充電設施的停車位應不少于總停車位的10%”

2.2廣東省發(fā)展改革委關于印發(fā)《廣東省電動汽車充電基礎設施規(guī)劃（2016-2020年）》的通知規(guī)定，新建住宅小區(qū)停車位建設或預留安裝充電設施接口的比例應達到100%。

2.3深圳市規(guī)劃國土委關于《深圳市城市規(guī)劃標準與準則》條文6.4.2.5條內(nèi)容修訂為“鼓勵配建停車場設置充電樁，新建停車場應預留設置充電樁的條件。在新能源汽車推廣期間，住宅類項目停車位充電樁比例不低于20%，商業(yè)、工業(yè)類項目停車位充電樁配置比例不低于10%，公共設施類項目停車位充電樁配置比例不低于20%，公共停車場充電樁配置比例不低于10%。”

3、充電樁類型

3.1充電樁按電流形式可以分為交流充電樁、直流充電樁、交，直流一體式充電樁。交流充電樁一般用于小型電動汽車等慢充設備，直流充電樁一般用于大型電動汽車等的快充設備。

3.2充電設備按安裝方式可分為落地式和壁掛式等類型。按防護方式分為戶內(nèi)型和戶外型。

3.3住宅建筑的充電樁一般設置于地下室車庫，當車位靠墻時可采用壁掛式充電樁，電動汽車充電時不應妨礙區(qū)域內(nèi)其它車輛的充電與通行。室外設置的充電樁應采用獨立落地式，并設置安全的防護結構。

4、配電及照明

4.1根據(jù)充電樁生產(chǎn)商提供資料及市場調(diào)查情況，目前大部分家用電動汽車采用交流充電樁，充電功率為3.3KW或7KW，功率3.3kW的充電樁充滿電時間約為15小時，功率7kW的充電樁充滿電時間約為7小時。

4.2容量3kW以上的充電樁應采用放射式配電設計，按區(qū)域設置集中配電箱，向充電設備供電的斷路器宜具有過載及短路保護功能，且宜設置剩余漏電保護裝置。

4.3由于住宅建筑內(nèi)的充電樁一般是單相交流220V的，配電設計時應按三相負荷平衡布置。充電樁的負荷相對比較大，應計入變壓器總容量中，負荷計算時根據(jù)充電樁數(shù)量選擇需要系數(shù)。

4.4對于已建的住宅小區(qū)增加設電樁時，應對現(xiàn)有的變配電站過行容量校驗，對配電裝置進行校核。當不能滿足用電要求時，應采取相應的改造措施，如更換并增加變壓器容量，或增加專用變壓器等。

4.5充電樁宜按片區(qū)或防火分區(qū)集中設置，配電線路可利用線槽集中敷設電線，線槽的走向及布局應經(jīng)濟、合理并兼顧美觀要求。充電樁的電纜電線應符合建筑等級要求，若充電設備建于一類高層住宅的地下室時，應采用低煙無鹵電纜電線。

4.6室內(nèi)停車場設置充電設備操作區(qū)域的照度標準值要求不應低于100lx，然而普通汽車庫要求的照度值僅為50lx，照明設計時應注意區(qū)別設計，對照度要求比較高的充電樁操作區(qū)域可以適當增加燈具的功率或數(shù)量。

5、通信計量

5.1充電樁采用低壓計量，總配電房供充電設備的低壓出線回路處應設置獨立計量。可以既滿足當時供電局考核、計量要求，又能在新能源推廣政策中符合電費優(yōu)惠條件時，享受電價補貼優(yōu)惠。

5.2充電樁的計量模塊應包括電能表、計費管理系統(tǒng)、計費讀寫裝置等，充電樁設備計費管理宜納入至小區(qū)的物業(yè)管理系統(tǒng)，方便統(tǒng)一管理。

5.3計量表宜與充電樁一體化，并采用有復費率計量功能的儀表，可以有效的實現(xiàn)分段計費、分時計費，優(yōu)化用電效率，采用不同時段的電價分開計費。其配置應符合《電表計量裝置技術管理規(guī)程》要求。

5.4在電動汽車充滿電后，充電設備應自動斷電，并發(fā)出停止充電指令及警報裝置，充電樁獲得停止充電的指令后，充電槍才能取下。

5.5充電樁宜建立充電監(jiān)控系統(tǒng)，充電樁的基本信息（功率、充電電表、故障等）可能通過專用通信網(wǎng)上傳至該系統(tǒng)中，及時了解充電樁運行情況。

5.6充電樁現(xiàn)場應設置視頻監(jiān)控設備，接入小區(qū)視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)，實時記錄充電樁現(xiàn)場情況，防止意外情況發(fā)生。

6、防雷接地安全

6.1充電樁的工作接地、保護接地宜與建筑物防雷等接地共用接地裝置，接地電阻要求不大于4歐姆。

6.2充電設備的金屬外殼、支架、底座等金屬構件均應與建筑物基礎接地可靠連接。

6.3對于建在居民區(qū)內(nèi)的室外充電樁，應設置直擊雷防護裝置，可設置在高大的建筑物或構筑物附近，利用建筑物的防雷裝置更好地保護充電樁。當條件不具備或不滿足時，應采取其它防直擊雷措施，比如將充電樁設置放置在有金屬骨架的雨棚內(nèi)或設置接閃針防雷裝置。

6.4充電樁配電箱應設置SPD電涌保護器，根據(jù)防雷設計規(guī)范要求，住宅建筑室內(nèi)充電樁配電箱選擇第Ⅱ類試驗的SPD電涌保護器，室外充電樁配電箱選擇第Ⅰ類試驗的SPD電涌保護器。

6.5設置在室外的充電樁及其配電箱，防護等級要求必須達到IP54以上，有條件時宜設置防雨罩或雨棚等措施。

結語：

汽車充電樁在新建的住宅小區(qū)已成為必須配套設施，電氣設計中應合理安排充電樁及線槽等設備的布局、充分考慮安全配置要求，同時應采用節(jié)能、環(huán)保等設備材料。為居民提供一個舒適、高效、安全的電動汽車條件，進一步推動新能源汽車應用與發(fā)展。