新能源汽車充電設施的電氣設計與實施探索

馮鋒

【摘 要】在社會經濟發展和科學技術進步的同時，也給我國以及全球的能源帶來危機。為此，我國政府以及相關企業也已經認識到節能減排的重要性，特別是對于汽車企業來說，汽車技術未來發展的方向主要集中在節能與減排這兩個方面。但是在發展電動汽車的過程中，由于充電配套設施不完善，充電樁建設不完善，就在一定程度上嚴重制約了新能源汽車的發展。因此，本文對新能源汽車充電設施的電氣設計與實施進行認真的分析與研究，并提出了幾條合理化建議。

【關鍵詞】電動汽車；充電設施；建設；電氣設計

新能源電動汽車是一種以電為驅動力的汽車，它是一種新型的無污染、零排放的新型綠色交通工具。在我國現階段，新能源電動汽車的普遍應用以及大范圍的推廣不僅可以在一定程度上緩解能源危機和氣候變暖的問題，而且也有利于生態環境的保護，減少大氣污染。新能源電電動汽車可以有效實現低碳環保，充分利用可再生能源的目標。

1 新能源汽車充電設施規劃階段的劃分

（1）示范階段

示范階段具體是指新能源電動汽車技術的應用還沒有完全成熟，新能源電動汽車的可持續發展的市場機制還沒有正式形成。目前，我國的新能源電動汽車在汽車市場的整體中所占的比例比較低，并且相關政府部門主要扶持的車輛數量較少，例如，垃圾清運車以及電力工程車等。另一方面，電動汽車的行駛范圍是有一定的限制的，其一般范圍是在面積較小的制定區域以及指定的路線。

（2）公益階段

公益階段的新能源電動汽車技術取得了非常大的進步與發展。但是本階段新能源汽車的技術水平還處于比較低的階段，并且由于一次額隱約存在的安全隱患使得新能源電動汽車的發展進入了瓶頸期。公益階段的新能源汽車的銷量在汽車行業的整體銷售中依舊占有較小的比例，并且其經濟性不是很高。該階段的新能源電動汽車的發展模式主要是以政府專項補貼以及政府的宣傳與引導為主，并把電動汽車技術的應用范圍擴大到電動公交車、大型企事業單位的公用車和班車以及一少部分的社會車輛。

（3）商業運營階段

商業運營階段的新能源電動汽車技術基本上已經進入了成熟階段，新能源電動汽車的銷售量也已經達到了一定規模，并且該類汽車的種類也越來月多樣，其實用性也越來越強。例如，公交電動汽車。垃圾清運車以及大型企事業單位用車，其中包括一些社會上的出租車以及私家車量，這些都會產生較大的充電需求。商業運營階段新能源電動汽車的經濟性在一定程度上已經超越了燃油汽車思維經濟性，該階段的電動汽車的發展模式主要以市場的驅動為主。

2 充電站建設方案

（1）充電設施分類

充電設施的分類按照相關的權屬可以嚴格劃分為以下三類；似一種就是自用充電設施，自用充電設施是專門為某一個個人用戶而提供的充電設施，其大部分分布在住宅小區內；第二種就是專用充電設施，專用充電設施是專門為了某一個法人單位以及全體職工而充分提供的充電設施服務，或者在住宅校區內為該小區的全部業主提供充電服務；第三者就是公用充電設施，公用充電設施就是專門為社會電動車輛提供充電設施的服務，這其中也包括經營性集中式充換電設施。充電站的建設和一般的自行式停車場的建設相似，車輛都停放在專用車道上，其中每一個停車位都應該設置交流 220V或者7kW 的新能源電動汽車充電樁，在這一過程中，一部分車位可以配置少量直流為 30kW的直流一體化充電機，以提高電動汽車的充電速度。

（2）充電機選型

單臺充電機也有電壓限制，它最大的充電電壓是電動汽車內裝載的電池數量×單體電池的最大充電電壓，直流充電機電流也可以根據按 0.3～1C進行選擇[1]。如果單臺充電機不能符合電動汽車的充電時間和充電電流的具體要求，就可以把多臺同型號充電功率模塊的并聯工作模式進行合理的結合，從而組建出容量更大的充電機，在并機之后，輸出電壓為單套充電功率模塊輸出電壓，輸出電流為單套充電功率模塊輸出電流疊加總和。

3 建筑電氣相關設計

（1）供配電

供配電應該根據當地政府的相關要求對充電設施在總停車位所占的比例進行用電容量的估算，制定出合理的供電方案應該向當地的供電部門進行申請，并得到有效的批復與支持。由于充電設施不包括在住宅小區專用的公共電力容量之內，因此，也不會對住宅小區的用電容量造成不利的影響。在配供電的原則上，由于原有的設施已經不能夠滿足容量的需求，從而就應該適當的增加電力的容量。另一方面，低壓配電設備和線路的保護措施一定要符合GB50053—2004《低壓配電設計規范》中的相關要求，剩余電流保護裝置要合理的安裝在供電電纜進線側，同時要在充電樁進線端添置相應的防雷器。

（2）線路敷設建議

進行線路敷設時，在室外的停車區域內，應該選擇恰當的位置提前留下戶外配電箱，同時在把電分配到各個充電樁當中[2]。如果應用的方式是地面充電樁，就應該把充電樁布置在一個接近充電區域的位置，方便給電動汽車進行充電。與此同時，為了滿足電動汽車的充電設施安裝空間，充電設備外部的輪廓與充電位置邊緣之間的凈距離值應該不小于0.5 m 的安全距離，以確保使用的安全。要嚴格的對地下車庫電動汽車停車場進行詳細的規劃。并采用合理的樹干式配電方式，或者是放射式配電方式，明確線路路由以及預留專業電纜橋架，為物業公司以及電力公司日后的施工與安裝工作提供一定的便利。

（3）電動汽車充電設施的建設實施

智能電網建設中重要的一部分內容就是電動汽車充電設施的建設，根據我國電網公司，（2009）902號文件（國家電網智能化規劃編制大綱）的內容中具體指出：2009年一2010年為智能電網的試點階段；2011 年一 2015 年之間是我國智能電網的全面建設階段，直到 2015 年為止，智能電網才能在基本上建成與統一，其相關重要的技術與先進的裝備也能夠達到國際領先的水準。另一方面有指出2016-2020 年期間是智能電網得以發展與完善的階段。

（4）安防

科學、專業的安防設施在電動汽車的預警、控制、服務以及取證方面都有十分重要的作用。電動汽車充電站監控系統最重要的一部分就是充電樁以及充電站安防監測[3]。要想有效落實安防工作，就要做好以下工作：首先，要對進入充電區的車輛以及人員進行實時的監控與優質的并服務；其次，工作人員要認真檢測以及記錄好配電室、監控室、電池更換操作間以及休息室溫度與濕度的相關信息數據；最后通過科學先進的手段對分布式充電樁的工作狀態進行實時的監控，并及時向相關部門反映異常的情況，使其得到有效的解決。除此之外，安防工作也可以對火災情況以及非法闖入的行為進行分析與判斷，并及時報警。

4 結束語

總而言之，隨著電動汽車的不斷普及與發展，使得電動汽車的充電設施建設也備受社會各界人士的關注。因此，只有不斷創新與完善相關的充電配套設施，才可以進一步推動電動汽車的發展，提高電動汽車的服務質量。同時也要加大對電動汽車充電設施的建設力度，充分做好電氣設計工作，從而促進電動汽車的健康持續發展。

【參考文獻】

[1]趙麗坤，李澤江.高校校園電動汽車充電設施建設方案研究[J].科技視界，2015，（01）：37-38.

[2]張巍偉.電動汽車充電設施建設方案淺談[J].天津科技，2015，（07）：78-79.

[3]戴詠夏，劉敏.電動汽車充電設施接入對配套電網建設的影響[J].電力建設，2015，（07）：89-93.