建筑電動汽車充電樁設(shè)計要點(diǎn)探討

王玉鵬

桂林市建筑設(shè)計研究院 廣西桂林 541002

隨著電動汽車的普及和使用，給其基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。從目前情況來說，諸多領(lǐng)域在建筑工程施工建設(shè)中，增加了充電樁設(shè)施設(shè)計和建設(shè)，同時也制定了一系列有關(guān)充電樁設(shè)計和施工建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)?；诖耍瑸榱说玫饺罕妼﹄妱悠嚨恼J(rèn)識和認(rèn)可，相關(guān)部門需要在建筑工程施工建設(shè)過程中，加強(qiáng)對電動汽車充電樁設(shè)計探究，從而在減少能源消耗的同時，也能促進(jìn)電動汽車行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

1 電動汽車充電樁設(shè)計的基本概述

在當(dāng)前科技快速發(fā)展的環(huán)境下，不可再生能源的逐漸消耗，給我國社會發(fā)展帶來直接影響。所以，低碳、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保已經(jīng)成為我國社會發(fā)展的主要趨勢。電動汽車作為零污染、低排放的新型產(chǎn)品，發(fā)展前景比較理想。為了促進(jìn)電動汽車行業(yè)的發(fā)展，政府等相關(guān)部門全面加強(qiáng)電動汽車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)[1]。其中，我國廣泛使用的電動汽車充電樁類型有兩種，一種是交流充電樁。所謂的交流充電樁也就是指可以直接提供交流電源，利用車中車載充電器完成汽車充電，并且其自身具有功率小、體積小等特點(diǎn)，在當(dāng)前建筑工程中廣泛使用。另一種是直流充電樁。該充電樁具有功率大、充電時間段等特點(diǎn)，但是因為自身體積偏大，占地面積多，通常建立在一些專用充電站中，服務(wù)主體為企業(yè)客戶。

2 建筑電動汽車充電樁設(shè)計要點(diǎn)

2.1 預(yù)留位置以及安裝方式

在進(jìn)行電動汽車充電樁設(shè)計過程中，需要把預(yù)留出充電樁的停車位置，并采取集中部分或者部分區(qū)域集中分布方式，保證設(shè)計點(diǎn)和提供電源的變配電室靠近。充電樁位置需要和供電線路之間的間距最短，靠近上級配電設(shè)施。在選擇充電樁停車位置以后，還要綜合思考充電樁安裝位置，預(yù)留位置不可靠近地漏，不可靠近有潛在火災(zāi)或爆炸危險的地方，不可設(shè)置在有劇烈振動的場所，應(yīng)選擇消防救援力量便于到達(dá)的場所等。為了便于人員操作，在電動汽車充電樁設(shè)計過程中，需要設(shè)置安全距離，且充電設(shè)施外部和充電位邊緣間的距離不得低于0.4m。在實際設(shè)計中需要注意的是，充電樁分布位置應(yīng)該確保不會給其他車輛出行或者充電帶來直接影響，同時要想確保充電樁及人員操作安全，應(yīng)該設(shè)計一定的防護(hù)措施，其中充電樁需要預(yù)留足夠的安全距離[2]。充電樁的安裝方式分為落地式、立柱式、壁掛式。落地式的特點(diǎn)是體積大，重量重，落地安裝，需要做基礎(chǔ)，適用于直流充電樁；立柱式的特點(diǎn)是體積小，重量輕，適用于交流充電樁；壁掛式的特點(diǎn)是體積小，重量輕，直接掛墻安裝，適用于交流充電樁。

2.2 電氣參數(shù)設(shè)置

以某建筑停車場為例，該停車場中預(yù)留充電樁中，包含80%的交流充電樁和20%的直流充電樁，并且每個交流充電張和直流充電樁額定功率為7kW 和 40kW。 在充電設(shè)備中，供電電源可采用TN-S、TN-C-S系統(tǒng)，室外可采用TT系統(tǒng)。每臺交流充電樁應(yīng)該單相交流電源為220V，出線回路斷路器的額定電流應(yīng)小于40A；在直流充電樁中，交流電源為 380V，出線回路斷路器的額定電流不大于80A。在每個充電樁饋線回路中，斷路器都應(yīng)具有剩余電流保護(hù)功能，剩余電流保護(hù)額設(shè)定為30 mA，動作時間需小于0.1s，從而確保充電使用人員的運(yùn)使用安全。

2.3 計量

在變電房低壓出線回路設(shè)計過程中，需要安裝獨(dú)立計量裝置。通常情況下計量儀表采用具有復(fù)費(fèi)率計量功能的儀表，同時其應(yīng)該滿足國家頒布的電能計量裝置管理要求，儀表準(zhǔn)確度等級分為兩種，一個是有功1.0級，另一個是無功2.0級。充電樁計量儀器一般安裝在充電樁內(nèi)部。充電樁計量儀表需要采集電能數(shù)據(jù)、充電電量等信息，并將獲取的信息傳遞到物業(yè)管理系統(tǒng)中。

2.4 防雷接地設(shè)置

在充電樁防雷接地設(shè)計過程中，需要按照建筑物防雷設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，充電設(shè)備的金屬外殼以及支架底座等金屬構(gòu)件應(yīng)該同建筑物接地裝置一同連接。充電樁的工作接地、保護(hù)接地需要采用建筑物公共接地系統(tǒng)，并且公共接地系統(tǒng)接地電阻不得超過4Ω。由于室外充電樁遭受雷擊的幾率相對較高，所以在室外充電樁設(shè)計過程中，經(jīng)防雷計算，建筑防直擊雷保護(hù)不到的地方，需要采用單獨(dú)的防直擊雷措施，距離建筑物較遠(yuǎn)的室外電動車充電樁可采用單獨(dú)接地，而室內(nèi)充電樁則應(yīng)做好防雷電電磁脈沖保護(hù)工作[3]。電動車充電樁需要做等電位聯(lián)結(jié)。

2.5 電能質(zhì)量

在電動汽車充電樁設(shè)計過程中需要注意的是，220V單相交流充電樁接入系統(tǒng)時滿足三相平衡的要求，220V單相供電電壓偏差不應(yīng)超過標(biāo)稱電壓的+7%，-10%，充電樁產(chǎn)生的電壓波動和閃變在供配電系統(tǒng)連接點(diǎn)限值應(yīng)該滿足國家電能質(zhì)量電壓波動標(biāo)準(zhǔn)，充電樁諧波考核應(yīng)該滿足電磁兼容限值諧波電流放射限值要求。

3 建筑電動汽車充電樁設(shè)計方案

在電動汽車充電設(shè)施設(shè)計建設(shè)過程中，包含了充電樁及監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。其中，監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)荷、公安巡邏車充電樁負(fù)荷、救護(hù)車和公交車充電樁負(fù)荷為二級，充電樁負(fù)荷通常為三級。充電設(shè)備的配電不能和建筑物中照明、電力等系統(tǒng)一同采用混合配電形式，則是需要采取專用回路獨(dú)立配電。監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)主要采用在線式不間斷電源供電，這樣可以放置在面臨停電的情況下而給監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行帶來影響。

4 結(jié)語

總而言之，隨著新能源技術(shù)的普及和推廣，給充電樁設(shè)計、建設(shè)提供了方向。因為國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計要求沒有全面頒布，設(shè)計工作人員參考的案例比較少，面臨的影響因素較多。為了保證充電樁設(shè)計工作順利進(jìn)行，相關(guān)人員可以結(jié)合我國實際情況和電動汽車充電要求，做好設(shè)計優(yōu)化工作，明確設(shè)計要點(diǎn)，保證充電樁設(shè)計工作順利進(jìn)行，給電動汽車充電運(yùn)行提供良好條件，實現(xiàn)我國電動汽車行業(yè)的和諧發(fā)展。