電動汽車充電設(shè)施設(shè)計要點簡析

馬杰

（江蘇省建筑設(shè)計研究院股份有限公司）

1 基本原則

電動汽車充電設(shè)施的規(guī)劃、設(shè)計、安裝應貫徹執(zhí)行國家有關(guān)方針政策，本著統(tǒng)一規(guī)劃、分期建設(shè)、適度超前的原則，符合地區(qū)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃的要求，以提高建設(shè)水平，保護人身和財產(chǎn)安全為宗旨進行設(shè)計，滿足符合消防、供用電安全、環(huán)境保護的要求。電動汽車充電設(shè)施的設(shè)計與規(guī)劃應當符合項目地政府關(guān)于電動汽車的整體發(fā)展計劃以及相關(guān)技術(shù)發(fā)展的方向，且要和各地總體規(guī)劃及專項規(guī)劃調(diào)和一致。充電設(shè)施的規(guī)劃除應符合上述地方規(guī)劃外，尚應滿足電力部門的配電網(wǎng)絡規(guī)劃。

在進行電動汽車充電設(shè)施系統(tǒng)設(shè)計時，應選用符合國家現(xiàn)行規(guī)范標準且經(jīng)相關(guān)檢測機構(gòu)檢測合格的產(chǎn)品，嚴禁使用已被規(guī)范明令淘汰的產(chǎn)品，不宜在汽車車庫坡道出入口的雙側(cè)設(shè)置充電設(shè)備，建筑內(nèi)走廊、疏散通道上不應該設(shè)置落地安裝的充電設(shè)備。

2 設(shè)置配比與場址選擇

2.1 設(shè)置配比

充電設(shè)備在各類建筑物停車場的配置數(shù)量應按當?shù)匾?guī)定執(zhí)行，若當?shù)貨]有規(guī)定的可參考表1。

表1 電動汽車充電設(shè)備配比

續(xù)表

交流充電樁與直流充電樁的配置比例可參考表2。

表2 交流充電樁與直流充電樁的配置比例

2.2 選址規(guī)定

充電設(shè)施在具體選址時要從消防、電力、通風、防汛等角度綜合考慮，充分利用現(xiàn)有基礎(chǔ)公用設(shè)施，避免配套設(shè)施重復建設(shè)。充電設(shè)施的選址還應滿足電源容量、供電半徑及線路路徑等電源接入的要求。

選址應符合下列規(guī)定：遠離火災危險環(huán)境，尤其是爆炸風險場所；滿足環(huán)境保護和消防安全的要求；遠離高腐蝕性氣體污染、多塵下風向的場所；規(guī)避有可能積水的場所，不設(shè)置在低洼處；不設(shè)在有劇烈振動或高溫的場所；充電設(shè)施的選址尚應滿足使用者及設(shè)備通信需求，保證公用通信網(wǎng)絡可覆蓋。

3 充電設(shè)施的選擇

充電基礎(chǔ)設(shè)施應由供電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、監(jiān)控管理系統(tǒng)及計量計費系統(tǒng)等部分構(gòu)成。充電設(shè)備不應影響其他系統(tǒng)和負荷的正常使用。

充電設(shè)施的容量、電壓等選擇應與當?shù)厥褂眯枨蟮碾妱悠囅嗥ヅ?。居住區(qū)場地的充電設(shè)施在設(shè)計時通常首選單相、交流充電樁。目的是鼓勵私家電動汽車車主利用單相交流充電樁在家中夜間充電，盡管充電時間長，但可以起到削峰填谷的作用。而對于快充時間有較大需求的使用場景，則可選擇功率大速度快的三相交流樁、交/直流一體充電樁、非車載式充電機等形式。充電終端較多的大型場所還可以采用柔性充電堆形式，流量較大且對恢復行駛時間要求短的使用場景還可采用電池更換站，電池更換站推薦選擇室外一體式成品站。

充電樁的壁掛式、落地式、立柱式等不同形式的設(shè)備需根據(jù)場地實際情況靈活采用。

安裝于室外的充電設(shè)施應當保證一定的防水、防塵能力。室內(nèi)用設(shè)備防護等級大于等于IP32，室外用設(shè)備防護等級大于等于IP54。

居住區(qū)停車場、公共建筑附建的停車場、園區(qū)及校園停車場、路邊停車位等宜采用單相交流充電樁。出租車公司、公共充電站、景區(qū)大型BUS停車場等運營車輛場地可采用三相交流充電樁。個別電動汽車企業(yè)已配備三相AC 380V/42kW車載充電機，實現(xiàn)交流快充，滿足運營單位及公共快充服務。

太陽能、風能等可再生能源豐富的地區(qū)宜采用可再生能源充電設(shè)施。太陽能、風能等直接發(fā)出的電為直流電，可以直接為電動汽車的電池進行充電，減少了電源側(cè)的DC-AC轉(zhuǎn)換和電動汽車側(cè)的ACDC轉(zhuǎn)換，節(jié)能、節(jié)材、綠色、環(huán)保。

4 充電設(shè)施的布置

充電設(shè)備可根據(jù)實際情況采用側(cè)面布置、后面布置、集中布置等方式。充電設(shè)備的布置最好靠近變電站或配電房。當充電設(shè)備數(shù)量較多、總安裝容量較大時，應設(shè)置充電設(shè)備專用變壓器。專用車位的充電設(shè)備應該實現(xiàn)每個車位均設(shè)置一個充電樁；公共場所的充電設(shè)備可以按每個車位一個充電樁，也可以多個車位共用一個充電設(shè)備，但充電設(shè)備需配備與車位數(shù)量相等的充電線路和接口。新建停車場應將低壓電源引至充電車位區(qū)域，并設(shè)置配電箱，配電箱至充電設(shè)備的配電線路應穿金屬管或金屬槽盒敷設(shè)。

新建建筑或場地配建的停車位應結(jié)合預留充電設(shè)施建設(shè)比例進行負荷計算，并預留供配電設(shè)備的安裝條件，預留充電設(shè)施條件包括預留變配電設(shè)備的位置、供配電線路路由、進出線位置等[1]。

5 供配電系統(tǒng)

供電系統(tǒng)應符合國家現(xiàn)行標準《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50052的相關(guān)要求，如無特殊要求，一般充電設(shè)施的負荷等級均按照三級負荷考慮。當中斷供電影響較大時需按照二級負荷及以上要求供電。

在進行負荷計算時，首先建議選擇需要系數(shù)法進行計算。當容量較大時應當對負荷進行分組計算。民用建筑中非車載充電機多為30kW、60kW，大容量的非車載充電機適用于大中型車輛[1]。大容量的三相交流充電樁為AC380V、50Hz，容量不低于40kW，主要車型為比亞迪全系車型。標準的單相交流充電樁為AC220V、7kW。

充電設(shè)備的系數(shù)可參照下表內(nèi)的設(shè)置范圍，根據(jù)項目實際情況酌情選取。同時系數(shù)要依據(jù)設(shè)備的總數(shù)在0.65～1.0區(qū)間范圍內(nèi)選擇（見表3）。

表3 需要系數(shù)參照表

續(xù)表

若是充電設(shè)施數(shù)量大且供電容量也高，建議為充電設(shè)施單獨設(shè)置獨立的變壓器供電。除柔性充電堆、電池更換站、充電設(shè)備總安裝容量在250kW以上、既有建筑改造時變壓器負荷不足等情形外，電動汽車充電設(shè)備不需要單獨設(shè)置變壓器[1]。

當充電設(shè)備設(shè)置專用變壓器時，應注意以下幾點：來自不同電源的低壓進線斷路器和低壓分段斷路器之間應設(shè)機械閉鎖和電氣聯(lián)鎖裝置，防止不同電源并聯(lián)運行；低壓進線斷路器應具有短路短延時、長延時保護功能；低壓出線斷路器應具有短路瞬時、長延時保護功能[2]。

單相交流充電樁為7kW、32A，鏈式供電的交流充電樁上限值定為8個，即總?cè)萘可舷拗禐?6kW，與60kW非車載充電機相近，額定電流上限值為256A，對保護電器、線纜等要求可以容易實現(xiàn)，同時一旦某充電樁故障造成保護電器跳閘，故障可以控制在一定范圍。

充電設(shè)備末端配電線路應設(shè)過流和短路保護；分支回路的保護電器宜有剩余電流保護功能。有條件的應對每臺充電設(shè)備設(shè)置限流保護器。做出上述約定的原因很多，主要是出于人身安全防護的角度。

電動汽車充電區(qū)域照度標準值可按照表4的相關(guān)要求進行設(shè)計。

表4 充電設(shè)施工作區(qū)域的照度標準值

公共停車場（庫）充電區(qū)域的照明應采用集中控制或自動控制方式，住宅小區(qū)停車場（庫）充電場所的照明宜采用集中控制或自動控制的方式。

6 消防安全

電動汽車充電設(shè)備設(shè)置于建筑物內(nèi)部時，應設(shè)置在具有火災自動報警系統(tǒng)的場所。電動汽車充電設(shè)備的充電電流大于32A的，設(shè)備不應設(shè)置在地下層。充電電流32A及以下的電動汽車充電設(shè)備確有困難需設(shè)置在建筑物內(nèi)部時，應設(shè)置于首層或地下一層；對于外墻敞開的多層停車庫二層及以上也可設(shè)置。電動汽車充電車位不應與鍋爐房、柴油發(fā)電機房、甲乙丙類庫房等可能存在易燃易爆物質(zhì)的設(shè)備用房貼鄰設(shè)置，不宜與水泵房、廚房、洗衣房等可能存在有水蒸氣長期滯留場所貼鄰設(shè)置，所在區(qū)域嚴禁有燃油或燃氣管道經(jīng)過。

電動汽車充電車位的布置應符合集中設(shè)置集中設(shè)防的原則。設(shè)防應按防火分區(qū)劃分單元，且該防火分區(qū)面積應小于1000m2。電動汽車充電車位應利用柱間空間設(shè)置防火隔墻或防火隔斷，降低火災向更多車輛擴散的風險。當建筑物設(shè)置有火災自動報警系統(tǒng)的，每個充電車位上部應至少設(shè)置1只感煙火災探測器。當建筑物設(shè)置有水噴淋自動滅火系統(tǒng)的，每個充電車位上部應至少設(shè)置2個K115噴頭，噴水強度大于等于10[L∕(Min·m2)]，持續(xù)噴淋時間大于三小時；還應設(shè)置可靠的排煙措施以及清洗與污水排放系統(tǒng)。應在配電箱內(nèi)安裝熱解粒子式電氣火災監(jiān)控探測器，或在末端接線端子處設(shè)置測溫式電氣火災監(jiān)控探測器。配電電纜要采用不延燃或不燃線纜。

7 結(jié)語

筆者根據(jù)實際工作經(jīng)驗，整合優(yōu)化近幾年有關(guān)電動汽車充電設(shè)施的標準規(guī)范和通常做法，簡要闡述了充電設(shè)施設(shè)計過程中可能遇到的難點要點，尤其是消防安全方面的有關(guān)措施，以供參考，不足之處還望海涵。