探索新能源汽車充電設(shè)施的電氣設(shè)計(jì)

任曉勇

摘要：隨著現(xiàn)階段我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷提升，各項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展，全球逐漸進(jìn)入到了能源缺乏的境地。與此同時(shí)，對(duì)于我國(guó)而言，也出現(xiàn)了能源問題，人們逐漸意識(shí)到能源枯竭的重要性。因此，各國(guó)政府以及企業(yè)都在找尋新能源發(fā)展的契機(jī)，尤其是針對(duì)汽車行業(yè)而言，節(jié)能減排的呼吁聲也越來越高，據(jù)專家分析，未來二十年時(shí)間內(nèi)，汽車技術(shù)主要會(huì)以節(jié)能減排的新能源汽車為主。然而就目前而言，新能源汽車在研發(fā)的過程中，因?yàn)樽陨碓诔潆娫O(shè)施方面存在一定的不足，從而阻礙了新能源汽車的兩性發(fā)展。所以，本文針對(duì)新能源汽車充電設(shè)施的電氣設(shè)計(jì)展開詳細(xì)的分析，闡述了一系列具有實(shí)際價(jià)值的建議。

關(guān)鍵詞：新能源汽車;電氣設(shè)計(jì);充電設(shè)施

0 ?引言

本研究針對(duì)國(guó)務(wù)院出臺(tái)的《新能源汽車充電相關(guān)性意見》，提出了有關(guān)新能源汽車充電設(shè)施的電氣設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，我國(guó)各地政府也出臺(tái)了一系列支持性政策。新能源汽車作為一種將電力系統(tǒng)當(dāng)作動(dòng)力的汽車，就當(dāng)下的節(jié)能減排政策而言，屬于一種全新的綠色交通工具。與此同時(shí)，新能源動(dòng)力汽車在市場(chǎng)應(yīng)用方面能夠有效甘山環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)能源緊缺的緩解。此外，在對(duì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)方面起到了至關(guān)重要的作用。因此，現(xiàn)階段新能源電動(dòng)汽車能夠作為我國(guó)綠色能源發(fā)展的基礎(chǔ)，同時(shí)也是促進(jìn)未來環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)[1]。

1 ?新能源汽車充電設(shè)施的政策規(guī)范

1.1 新能源汽車充電裝置電氣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容

在建筑設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，關(guān)于新能源電動(dòng)汽車充電設(shè)施電氣設(shè)計(jì)主要存在于以下幾項(xiàng)內(nèi)容：

首先，前期設(shè)計(jì)方案的協(xié)作，也就是根據(jù)相關(guān)政策制度，要求建筑單位根據(jù)設(shè)計(jì)要求來進(jìn)行充電設(shè)施的電氣設(shè)計(jì)，注意應(yīng)保障汽車能夠?qū)λ褂玫男履茉闯浞掷?，加?qiáng)其設(shè)計(jì)的節(jié)能環(huán)保性，并保障其實(shí)際應(yīng)用后的質(zhì)量、性能等綜合表現(xiàn)。

其次，新能源電動(dòng)汽車充電設(shè)施的配電設(shè)計(jì)，通常是按照該地區(qū)建筑物的不同類型、數(shù)量、高度，以及民眾對(duì)新能源電動(dòng)汽車的當(dāng)前擁有量、市場(chǎng)發(fā)展?fàn)顩r、未來市場(chǎng)空間等信息，來進(jìn)行科學(xué)有效的充電設(shè)施配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和具體應(yīng)用。就城市建設(shè)來說，受到現(xiàn)在城市加劇的環(huán)境問題困擾，人們一般傾向于使用新能源類的交通工具，盡管當(dāng)前的擁有量和普及率不高，但只要配套設(shè)施和新能源汽車的設(shè)計(jì)更完善，使用新能源汽車也更便利，那么他們將競(jìng)相使用這類汽車。而且我們需要考慮到在繁華的市中心，盡管設(shè)施建設(shè)的資源豐富，但昂貴的地段空間費(fèi)用，和汽車量增加可能帶來的城市擁堵問題，也是在設(shè)計(jì)新能源汽車充電設(shè)施時(shí)需要充分考慮的。

最后則是需要滿足新建項(xiàng)目的咨詢服務(wù)，也就是在建筑當(dāng)中需要擁有多少充電樁、電費(fèi)多少等資訊服務(wù)[2]。這部分與用戶體驗(yàn)直接掛鉤，相較于傳統(tǒng)的汽油汽車，新能源汽車的使用和適應(yīng)還需要充分的時(shí)間來普及和發(fā)展。尤其是在普通的新購(gòu)買新能源汽車的用戶來說，在他們需要充電服務(wù)時(shí)的服務(wù)狀況如何能夠直接影響他們的后續(xù)對(duì)該汽車的使用活動(dòng)，從而影響到充電樁的使用市場(chǎng)。

1.2 新能源汽車充電裝置的現(xiàn)行政策

按照最近幾年我國(guó)所實(shí)施的政策制度，新能源汽車充電裝置在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的過程中，需要明白項(xiàng)目單位遵循的政策制度，按照項(xiàng)目真實(shí)狀態(tài)展開充電樁的設(shè)計(jì)，并結(jié)合地方政府的優(yōu)惠政策?，F(xiàn)階段我國(guó)新能源汽車充電裝置的電氣設(shè)計(jì)主要是按照《電動(dòng)汽車充電站通用要求》以及《電動(dòng)汽車充電站規(guī)范》這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)施[3]。與此同時(shí)，國(guó)家電網(wǎng)表明了企業(yè)的用電標(biāo)準(zhǔn)需要遵循《電動(dòng)汽車充電站及充電樁設(shè)計(jì)規(guī)范》等政策。

2 ?新能源汽車充電裝置的電氣設(shè)計(jì)

新能源汽車的充電裝置是一類將會(huì)在城市各地普及的電氣設(shè)施，在做電氣設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)其技術(shù)特點(diǎn)、選型、配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面有充分的了解和掌握，才能保障本項(xiàng)電氣設(shè)施的安全性、實(shí)用性和穩(wěn)定性。

2.1 新能源汽車充電裝置的技術(shù)特點(diǎn)以及選型

新能源汽車充電裝置通常能夠?qū)⑵鋭澐殖煽焖俪潆娨约奥俪潆娺@兩種內(nèi)容。慢速充電的形式通常指的是利用交流充電裝置，輸入單相交流電，同時(shí)對(duì)汽車輸出交流電，但是不可以直接將其作為新能源汽車的蓄電裝置，需要利用充電機(jī)才可以達(dá)到新能源汽車充電的目的。慢速充電的裝置同時(shí)還能夠根據(jù)不同類型下的用法，將其劃分成家庭充電以及公共充電這兩種，家庭充電通常輸出功率相對(duì)較低，并且功率一般小于2.8kW，因此充電時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，但是在成本設(shè)計(jì)方面相對(duì)較低，所以受到很多居民的青睞;而公共充電則是功率相對(duì)較高，然而最高功率也只能達(dá)到7.5kW以內(nèi)，充電時(shí)間相比于家庭充電則是較短。與此同時(shí)，在設(shè)備裝置的設(shè)計(jì)以及施工方面，家庭充電設(shè)備的施工相對(duì)簡(jiǎn)單，并且成本低廉，非常適合施工應(yīng)用?？斐渫ǔＪ沁\(yùn)用直流的模式進(jìn)行充電，一般屬于蓄電池充電。這種模式的充電裝置一般生產(chǎn)廠家較多，并且最大輸出功率也存在差距，然而最低一般不會(huì)小于22kW，最高一般不會(huì)大于220kW。一般情況下，質(zhì)量品牌較好的直流設(shè)備，所承受的輸出電壓以及電流在區(qū)間變化相對(duì)較高，因此通?？梢詰?yīng)用在多種型號(hào)的新能源汽車當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)多種類型新能源汽車的充電需求。通常狀態(tài)下，新能源汽車快充裝置的安裝形式大多是落地式[4]。

針對(duì)新能源汽車在充電裝置在選擇的過程中，需要按照整個(gè)建筑物所呈現(xiàn)的特點(diǎn)以及作用，并且按照附近用戶的使用特點(diǎn)等，合理設(shè)計(jì)充電裝置。一般狀態(tài)下，充電裝置通常會(huì)利用慢充以及快充這兩種設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)不同類型用戶新能源汽車的各類型需求。

2.2 新能源汽車充電裝置的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

首先，新能源汽車充電裝置的配電系統(tǒng)需要按照其使用環(huán)境、充電裝置的種類以及蓄電池容量等內(nèi)容，來進(jìn)行配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)參數(shù)的考證。充電裝置在不同類型的環(huán)境內(nèi)，其用電高峰期所需要時(shí)間存在一定的差異。所以，需要分析變壓器在用電期間的負(fù)載狀態(tài)，來進(jìn)行配電系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，如果需要進(jìn)行后期項(xiàng)目的擴(kuò)建，則需要對(duì)變壓器負(fù)載狀態(tài)以及容量展開審核，了解其是否符合擴(kuò)建的基本規(guī)劃。

其次，則是設(shè)計(jì)配電系統(tǒng)的負(fù)荷等級(jí)。一般狀態(tài)下，我國(guó)政府部門所運(yùn)用的充電裝置能夠?qū)⑵渥鳛槎?jí)負(fù)荷，但是民用建筑所運(yùn)用的負(fù)荷等級(jí)一般屬于三級(jí)負(fù)荷，然而具有計(jì)量系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)的民用建筑則能夠?qū)⑵洚?dāng)作二級(jí)負(fù)荷。于是，針對(duì)具備特殊效果的環(huán)境，通常需要按照實(shí)際發(fā)展?fàn)顟B(tài)來進(jìn)行負(fù)荷等級(jí)的分類。

最后，則是充電裝置配電箱的設(shè)計(jì)。我國(guó)新能源汽車的充電裝置通常要根據(jù)區(qū)域配電情況進(jìn)行設(shè)定，配電箱的配電范圍一般在一定區(qū)域范圍內(nèi)，并且不能夠直接越過防火分區(qū)，線路回路也不可以高于10回，在進(jìn)行配電箱安裝的過程中，需要于地面間距30cm的距離，同時(shí)按照防護(hù)等級(jí)進(jìn)行安裝設(shè)計(jì)。配電箱通常設(shè)計(jì)在管理室以及配電車間的附近，如果直接安裝在車庫(kù)當(dāng)中，則需要對(duì)其進(jìn)行相關(guān)防護(hù)措施的設(shè)計(jì)，降低因?yàn)槠渌驅(qū)е屡潆娤涞膿p壞，進(jìn)而引發(fā)安全事故的產(chǎn)生。

3 ?新能源汽車充電裝置電氣設(shè)計(jì)中常見的注意事項(xiàng)

新能源汽車充電裝置是一類商業(yè)電氣設(shè)施，在安裝后要充分考慮其在為新能源汽車充電時(shí)，可能出現(xiàn)的諧波問題，其對(duì)充電裝置的正常運(yùn)行有很大的阻礙和損害作用。還需要做好用戶所用電能的計(jì)量，完善充電裝置的設(shè)計(jì)，合理有效的電量收費(fèi)方式的落實(shí)，有利于促進(jìn)新能源充電裝置乃至新能源制造業(yè)方面的，市場(chǎng)化、商業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展。

3.1 諧波問題的解決

諧波屬于新能源汽車充電裝置中常見的問題之一，一般會(huì)造成以下三種問題的出現(xiàn)，因此需要對(duì)諧波盡心有效處理：

首先，造成充電充電裝置內(nèi)部電力計(jì)量?jī)x表不可以實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在共振諧波逐漸升高的過程中，針對(duì)儀表產(chǎn)生的影響更加顯著;

其次，則是配電系統(tǒng)的智能監(jiān)控效果會(huì)因?yàn)橹C波的作用從而喪失效果;

最后，則是諧波所產(chǎn)生的溫度變化，會(huì)直接造成配電開關(guān)的故障。

因此，本研究提出了以下幾項(xiàng)解決措施，首先是在配電設(shè)備中設(shè)計(jì)濾波器等裝置，通常將其設(shè)計(jì)在低壓母線的另一面，并且展開集中設(shè)計(jì)。一般情況下，諧波是由于充電裝置中的整流器所產(chǎn)生，因此還能夠利用改變整流脈動(dòng)次數(shù)來進(jìn)行諧波的降低。此外，在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的過程中，能夠通過屏蔽法的應(yīng)用，來進(jìn)行電力線路以及通信電路的分別設(shè)計(jì)，從而達(dá)到電力監(jiān)控以及配電系統(tǒng)的有效應(yīng)用。

3.2 電能計(jì)量及其設(shè)計(jì)

新能源電動(dòng)汽車在進(jìn)行充電裝置的電能計(jì)量方面，需要符合現(xiàn)代化智能發(fā)展需求。現(xiàn)階段新能源充電裝置大多都存在電能計(jì)量?jī)x表，同時(shí)有的還可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互目的，用戶只需要根據(jù)智能系統(tǒng)界面進(jìn)行相應(yīng)的操作就可以實(shí)現(xiàn)充電需求。然而，現(xiàn)階段新能源汽車依然需要引用智能監(jiān)控裝置，從而實(shí)現(xiàn)汽車電力需求電能的精準(zhǔn)監(jiān)控。同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)配電監(jiān)控系統(tǒng)的有效保護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的健康運(yùn)行。新能源汽車充電裝置自身所附帶的計(jì)量?jī)x表需要滿足不同類型的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，并且還需要可以和主機(jī)直接連接的接口，從而將汽車充電的數(shù)據(jù)能夠迅速的傳輸?shù)较鄳?yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中。

4 ?結(jié)束語

總而言之，新能源電動(dòng)汽車充電裝置的電氣設(shè)計(jì)，需要符合現(xiàn)代化的需求以及發(fā)展。并且在未來期間，新能源汽車將會(huì)成為引領(lǐng)汽車行業(yè)發(fā)展的領(lǐng)頭羊，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、綠色出行的重點(diǎn)項(xiàng)目，因此，在新能源項(xiàng)目不斷地發(fā)展過程中，研究新能源電動(dòng)汽車充電裝置的電氣設(shè)計(jì)對(duì)于，新能源項(xiàng)目的發(fā)展有著非常重要的意義，希望通過本文關(guān)于新能源汽車的一系列研究，能夠?yàn)橄嚓P(guān)學(xué)者提供一定的參考價(jià)值以及借鑒思路。

參考文獻(xiàn)：

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