建筑地下車(chē)庫(kù)充電樁配電設(shè)計(jì)解決方案

吳小娟 吳金娟 楊鵬 吳潔瓊

摘要：目前，我國(guó)發(fā)展的新能源汽車(chē)主要有插電式混合動(dòng)力汽車(chē)以及純電動(dòng)汽車(chē)這兩種，這就要求相應(yīng)的民用建筑裝備相應(yīng)的充電設(shè)施。根據(jù)相關(guān)條例要求，要求民用建筑地下車(chē)庫(kù)百分百建設(shè)相關(guān)的充電設(shè)施或者預(yù)留相關(guān)的建設(shè)條件，設(shè)計(jì)充電樁已經(jīng)成為了目前民用建筑中電氣設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的內(nèi)容。為了更好的符合國(guó)家規(guī)定的要求，就民用建筑地下車(chē)庫(kù)充電樁配電設(shè)計(jì)問(wèn)題應(yīng)該進(jìn)行詳細(xì)的探討，提出合適的解決方案。

關(guān)鍵詞：民用建筑;地下車(chē)庫(kù);充電樁;配電設(shè)計(jì)

一、充電樁的類(lèi)別以及相關(guān)的技術(shù)要求

1.1電樁的類(lèi)別

現(xiàn)階段充電樁主要分為直流充電裝置和交流充電樁兩種，前者俗稱(chēng)“快充”，顧名思義，其最大的特點(diǎn)是電壓與電流調(diào)整幅度較大，充電速度快，但是對(duì)于汽車(chē)上的電池?fù)p耗較大，主要由充電機(jī)柜和直流充電樁組成，占用面積相對(duì)較大。后者俗稱(chēng)“慢充”，也是當(dāng)下民用建筑車(chē)庫(kù)使用主流，分單相和三相兩種，占用面積較小，安裝方便。根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)，主要列舉了下表的技術(shù)參數(shù)：

1.2民用建筑地下車(chē)庫(kù)充電樁的技術(shù)要求

通過(guò)充電樁的分類(lèi)看出民用建筑地下車(chē)庫(kù)的充電樁一般使用交流充電樁，其具備電源充足或充電時(shí)間到后自動(dòng)切斷電源，在發(fā)生短路、過(guò)載、漏電等情況時(shí)進(jìn)行自動(dòng)故障報(bào)警等功能，因此在技術(shù)方面，除了必須滿(mǎn)足現(xiàn)有的法律法規(guī)以及規(guī)范外，主要從阻燃、阻電、預(yù)警等方面考慮。電源線(xiàn)采用阻燃電纜和護(hù)管等材料，通過(guò)安裝空氣開(kāi)關(guān)進(jìn)行漏電等自我保護(hù)，同時(shí)其保護(hù)接地端必須接地并配備符合其裝置的環(huán)保材料，即阻電功能，在這一方面可采用TN-S系統(tǒng)等具有自我保護(hù)功能的系統(tǒng)。

二、地下車(chē)庫(kù)充電樁配電過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題

2.1配置充電樁位置

充電樁配置時(shí)，為保障所處位置的合理性，應(yīng)積極考慮以下問(wèn)題：電動(dòng)汽車(chē)類(lèi)別，民用建筑進(jìn)出車(chē)流量，地下車(chē)庫(kù)位置，配電設(shè)置等，設(shè)置充電樁位置與數(shù)量。同時(shí)，對(duì)于交流充電樁，應(yīng)盡量將其放置在不同防火區(qū)，直流充電樁放置在車(chē)庫(kù)進(jìn)出口防火區(qū)，若充電樁較少，可直接設(shè)置在一個(gè)防火區(qū)，便于集中管理的同時(shí)，便利用戶(hù)的應(yīng)用。

2.2配電箱設(shè)置

在充電樁配電的位置，為保障電能供應(yīng)的充足性，應(yīng)設(shè)置若干配電箱，將配電箱安裝在附近強(qiáng)電間中，便于操作與管理。同時(shí)，施工人員應(yīng)根據(jù)配電箱數(shù)據(jù)，在電房的低壓柜處設(shè)置一定量的回路，使其為電動(dòng)汽車(chē)直接供電，減少不必要的麻煩。

2.3充電樁的安裝方法

在民用建筑地下庫(kù)內(nèi)，充電樁的安裝通常采用兩種方式：落地式與壁掛式。落地式多選擇裝設(shè)在車(chē)額外端部，離地高度約30cm，壁掛式則是安裝在墻上與柱上，是最常見(jiàn)的充電樁裝設(shè)方式。

2.4回路設(shè)置

在地下車(chē)庫(kù)充電樁建設(shè)中，配電箱回路可選擇短路保護(hù)、剩余電流保護(hù)等的低壓斷路器，有效保障充電樁的用電安全，保護(hù)居民的人身、財(cái)產(chǎn)安全。

三、充電樁配電設(shè)計(jì)解決方案

3.1項(xiàng)目的情況以及設(shè)計(jì)

以某市一個(gè)較為大型的住宅小區(qū)為例，其建筑面積約為35萬(wàn)m2，地下車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)的車(chē)位數(shù)共有2260個(gè)。按照相關(guān)條例以及規(guī)劃部門(mén)的要求，新建的住宅小區(qū)應(yīng)該按照20%的車(chē)位數(shù)建設(shè)地下車(chē)庫(kù)充電樁設(shè)施，其余的逐步進(jìn)行建設(shè)。但是結(jié)合實(shí)際的新能源汽車(chē)發(fā)展情況，住宅小區(qū)的建設(shè)時(shí)間較短。如果按照比例建設(shè)20%的充電樁，建立獨(dú)立的充電樁的配電所，可能會(huì)帶來(lái)建設(shè)設(shè)施的閑置。因而，可以將20%車(chē)位數(shù)的充電樁的電源連接到住宅小區(qū)的配電所，并且適當(dāng)?shù)奶岣吲潆娝娜萘俊０?0%車(chē)位數(shù)的充電樁分布在小區(qū)的配電所周?chē)?，分步建立，避免資源的浪費(fèi)。

3.2充電樁的輸入總?cè)萘亢怂?/p>

住宅小區(qū)先期設(shè)計(jì)中20%停車(chē)位數(shù)的充電樁數(shù)目為450個(gè)。根據(jù)單個(gè)充電樁的輸入容量，計(jì)算出住宅小區(qū)20%停車(chē)位數(shù)的充電樁所需要的總?cè)萘恳还矠?359kVA。住宅小區(qū)遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)中100%停車(chē)位數(shù)的充電樁所需要的總?cè)萘恳还矠?975kVA。此類(lèi)計(jì)算，是根據(jù)市面上的純電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行計(jì)算的，充一次電能夠行駛150～250km。根據(jù)該市的數(shù)據(jù)調(diào)查，人均使用車(chē)行走的里程約為20km/d。先期設(shè)計(jì)中450個(gè)充電樁同時(shí)充電的概率為20～33%，遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)中的概率相同。此外，還需要說(shuō)明的是，在計(jì)算充電樁配電所需要的輸入容量是以理想的交流充電樁作為基礎(chǔ)的。實(shí)際情況中，電動(dòng)汽車(chē)充電機(jī)的輸入功率相比交流充電樁所提供的輸出功率要小，因此所計(jì)算出的輸入功率也會(huì)比理想計(jì)算出來(lái)的值要小一些，在實(shí)際設(shè)計(jì)方案中，要考慮到這一點(diǎn)。

3.3先期設(shè)計(jì)20%車(chē)位數(shù)充電樁的配電

根據(jù)預(yù)期的設(shè)計(jì)，此住宅小區(qū)平均每一個(gè)配電所為90～100個(gè)充電樁提供充電，總負(fù)荷大約為480kVA。按照地下車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)，沒(méi)一個(gè)配電所能夠提供地下車(chē)庫(kù)4～5個(gè)防火分區(qū)的車(chē)位，每一個(gè)防火分區(qū)大致有20～30個(gè)充電樁。根據(jù)不同的防火分區(qū)設(shè)計(jì)的停車(chē)位數(shù)量不同，充電樁的配電設(shè)計(jì)也不相同。除此之外，完整的充電設(shè)施應(yīng)該安裝相應(yīng)的計(jì)費(fèi)與監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)充電樁初具規(guī)模時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際的情況簡(jiǎn)化監(jiān)控系統(tǒng)，并且預(yù)留有線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)接口，以便監(jiān)控系統(tǒng)的功能能夠進(jìn)一步的擴(kuò)展。

3.4遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)100%車(chē)位數(shù)充電樁的配電

根據(jù)上面的負(fù)荷計(jì)算，理想情況下充電樁專(zhuān)用的配電所應(yīng)該預(yù)計(jì)規(guī)劃8臺(tái)800kVA的變壓器。在應(yīng)用的過(guò)程中，應(yīng)該考慮實(shí)際的情況，遠(yuǎn)期容量配置需要根據(jù)先期20%數(shù)量的充電樁的相關(guān)運(yùn)行情況，觀察電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載充電機(jī)的技術(shù)情況、電池技術(shù)、充電樁安全檢測(cè)技術(shù)等等的具體情況，為遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)100%車(chē)位數(shù)充電樁的配電做好數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的準(zhǔn)備，結(jié)合相應(yīng)的參數(shù)來(lái)規(guī)劃遠(yuǎn)期充電樁負(fù)荷容量的設(shè)計(jì)。

四、結(jié)束語(yǔ)

各地政府對(duì)不同業(yè)態(tài)的停車(chē)場(chǎng)充電樁占車(chē)位比例有不同的要求，在充電樁供配電設(shè)計(jì)中，應(yīng)選取合適的需要系數(shù)，合理確定供電方案，既要符合當(dāng)?shù)卣蟆⑹褂帽憷?、適度超前，又要結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)能環(huán)保。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙蕾.民用建筑地下車(chē)庫(kù)充電樁配電設(shè)計(jì)解決方案[J].智能建筑電氣技術(shù)，2017，11（3）：8～11.

[2]梁亦超.關(guān)于住宅小區(qū)地下車(chē)庫(kù)電動(dòng)汽車(chē)充電樁的配電設(shè)計(jì)[J].建材與裝飾，2016（22）.

（作者單位：金川鎳鈷研究設(shè)計(jì)院1? 金川集團(tuán)公司選礦廠2）