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一、車位與充電樁的比例

動力電池的能量密度和續駛里程是電動汽車最重要的兩個參數,鋰電池目前使用壽命5~8年,充電循環壽命600~1000次。為保持電池良好,延長電池壽命,電量下降到20%時需要充電(防止過放電),充電到電量的80%~90%時即停止充電(防止過充電)。樹上鳥教育電氣設計視頻教程


地下車庫的充電樁設計,配電充電監控系統(含計量)


電動汽車續駛里程以前為150km左右,現在可以達到200km以上,隨著技術進步電池能量密度的提高,新產品的出台,續駛里程將能達到300km以上,這樣的續駛里程基本上可以滿足大部分人通勤里程和短途出行的需求。

按新能源汽車發展的路線圖,電動汽車續駛里程大,充電時間短以後,其普及率將提高。對居住小區,以續駛里程300km進行計算,可行駛里程約120km(冬季環境溫度低,電池電量會衰減,或使用幾年電池反覆充放電電量會衰減,或冬、夏季還要開空調),以每天平均通勤里程約24km計算,則每台電動汽車需要每5天充一次電,即車位與充電樁比例為5∶1,按總車位的20%設充電樁。

二、負荷等級及負荷計算

居住小區電動汽車以通勤為主,按GB50052-2009《供配電系統設計規範》和重慶市工程建設標準DBJ50-218-2015《民用建築電動汽車充電設備配套設施設計規範》第5.1.3條,其配電充電監控系統用電為二級負荷,其它負荷為三級負荷。

慢充樁(交流充電樁),其充電電流小,充電時間長(一般6~8h),電池壽命可以延長,多數居民早出晚歸,適用於設慢充樁。

本文以某住宅小區為例,其地下室為設備用房(設有兩個變電所T1、T2,每個變電所均有供住宅用的專用1000kVA乾式變壓器)及500輛大型地下車庫。

按車樁比5∶1,則需設100個慢充樁,考慮小區訪客及應急需要,設兩個快充樁(非車載充電機,充電時間一般在1h內),參照DBJ50-218-2015第4.1.2條,每51個車位設1個充電站,共設2個充電站,每個充電站同建築專業商定設為一個防火分區,為節約投資並節能,1號充電站位於1號變電所旁,2號充電站位於2號變電所旁,線路最短,電能損耗最小。

負荷計算:按能源行業標準NB/T33002-2010《電動汽車交流充電樁技術條件》,每個慢充樁設備容量約7kW(AC220V單相供電),按NB/T33001-2010《電動汽車非車載傳導式充電機技術條件》,每個快充樁設備容量:取Pe=120kW(AC380V三相供電),參照深圳市標準化指導性技術文件SZDB/Z29.1-2010《電動汽車充電系統技術規範第1部分:通用要求》,cosφ>0.95,這裡取cosφ=0.85。

地下車庫的充電樁設計,配電充電監控系統(含計量)


、供配電系統

北京、上海、成都、深圳、哈爾濱、銀川等城市典型住宅小區許多實測數據表明,住宅區變壓器低谷期負荷率一般不大於30%,高峰期一般不大於60%。

本工程充電站設配電充電監控系統,對變壓器負荷率實時監控,使其高峰期負荷率不大於100%(留10%裕量,根據GB/T1094.12-2013《電力變壓器第12部分:乾式電力變壓器負載導則》,環境溫度30℃時,H級絕緣乾式變壓器負荷率為110%),以保證變壓器壽命。

本小區變電所設計變壓器負荷率≤80%,還有可用容量≥20%,變壓器T1、T2均為1000kVA,充電樁用電按復費率收費,慢充樁一般在低谷期充電,由以上每個充電站ΣPjs=235kW,不需加大變壓器容量。

每個充電站設6個充電樁配電箱(5個慢充樁配電箱,1個快充樁配電箱),每個慢充樁配電箱10路出線,見圖1,快充樁設一個專用配電箱。

地下車庫的充電樁設計,配電充電監控系統(含計量)


、配電充電監控系統(含計量)

充電站應設配電充電監控系統,見圖2,分間隔層、站控層,間隔層通信介質採用RS485多層屏蔽雙絞線,通信距離可達1200m,各測控單元的功能如表1所示,站控層主機等置於兩個變電站之間中心塔樓上面的物管用房。

充電樁支持不同的充電費用支付方式:充電IC卡、二維碼、支付碼、微信、支付寶、手機等,併兼容本地區充電App。

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、諧波治理

充電機負載為電力電子器件和電池,含非線性負荷,必須嚴格限制諧波畸變率,避免影響變壓器、電動機、電容器及其他設備的正常運行和計量造成誤差等:

一是所用的充電機諧波分量應符合國家標準GB17625.1-2012《電磁兼容限值諧波電流發射限值(設備每相輸入電流≤16A)》和GB/Z17625.6-2003《電磁兼容限值對額定電流大於16A的設備在低壓供電系統中產生的諧波電流的限制》的有關規定;二是採取有效的諧波治理措施。

六、消防安防及其它

消防、安防及其他要求:

①消防、安防、通風等納入地下室車庫整體設計。執行GB50067-2014《汽車庫、修車庫、停車庫設計防火規範》、JGJ100-2015《車庫建築設計規範》等相關規範。充電站火災危險性按戊類設計(GB50016-2014《建築設計防火規範》條文說明3.1.1條續表1)。

②安防監控系統包括環境監控、設備安全監控、防火、防盜及視頻監控等,對充電站的環境一目了然。

③充電設施產生的噪音限值應符合GB3096-2008《聲環境質量標準》。

④變配電設備、充電設備的抗震措施應符合GB50556-2010《工業企業電氣設備抗震設計規範》和GB50981-2014《建築機電工程抗震設計規範》。

⑤充電站作20m×20m等電位接地網。

⑥充電站設指引及停車位標識,其符號參閱DBJ50-218-2015表4.1.6。

⑦充電站配電系統雷電防護等級按C級配置各級SPD參數。

⑧充電樁較多,即整個系統非線性負荷大,投運后應實測電磁輻射值是否超標(應符合GB8702-2014《電磁環境控制限值》)。

⑨實施后,應以充電樁招標后的參數為依據,修正相關供配電系統設計參數。⑩本項目投運后,應實測實際充電總功率、諧波分量等,採取相應的對策。

七、小結:

a.車樁比:立足現實,考慮前景,結合當地要求,按本地實際情況適當超前,合理配建。對預留安裝條件者,樁位數佔總車位比例宜≥20%,建議從變配電設計至充電樁配電箱,施工時僅按圖預埋線路配管,整體設計,分步實施。

b.根據居住區特點,應優先充分利用住宅變壓器,節約供配電設備投資,錯峰充電,調節峰谷平衡,削峰填谷,按峰谷分時電價計費,實現用戶與供電部門雙贏。

c.對居住區充電設施宜納入充電服務信息公共平台,實現資源共享,運用互聯網+運行模式,通過手機電動汽車充電樁App,自動精準定位附近的充電樁位置,充電樁類型快速分辨,幫助用戶實現車輛充電狀態查詢和充電樁位置導航。

d.不斷總結已投運的充電設施實測參數,作為借鑒。

地下車庫的充電樁設計,配電充電監控系統(含計量)


荷蘭、挪威、印度、英國、法國已出台了禁售燃油車時間表(2025年~2040年之前)。

我國也已啟動研究制定「燃油車禁售時間表」,電動化、網路化、智能化是汽車的發展方向。這是一次100多年來汽車行業最重要的變革。

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