电动汽车充电设施建设方案浅谈

第42卷 第7期 2015年7月
天 津 科 技
TIANJIN SCIENCE & TECHNOLOGY
V ol.42 No.7Jul 2015
收稿日期：2015-06-03
应用技术
电动汽车充电设施建设方案浅谈
张巍伟
(天津环通电子工程有限公司 天津300457)
摘 要：随着全球能源危机的不断加深，大气污染、气候变暖等危害的加剧，新能源的发展与应用越来越受到关注，各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的方向，发展电动汽车将是解决上述难题的最佳途径。

我国高度重视电动汽车的发展，相继出台了一系列政策标准来扶持和规范电动汽车的发展，但要实现电动汽车大面积普及还需要很长的时间。

分别从充电站与充电桩两方面论述了电动汽车充电设施的建设方案。

关键词：充电设施 配电系统 无功补偿容量
中图分类号：U469.72+2 文献标志码：A 文章编号：1006-8945(2015)07-0078-02
On Construction Schemes of Electric Vehicle Charging Facilities
ZHANG Weiwei
(Tianjin Huantong Electronical Engineering Co., LTD.，Tianjin 300457，China )
Abstract ：With the deepening of global energy crisis and the prevalence of air pollution and climate warming ，the devel-opment and application of new energy are receiving more and more attention. Governments and automobile makers have realized that energy saving and emission-reduction are the direction of future automotive technology and the development of electric vehicles is the best way to solve the problems. China has attached great importance on the development of electric vehicles ，and has issued a series of policies and worked out many standards to support and standardize the industry. How-ever ，the popularization of electric vehicles still has a long way to go. This paper discusses construction schemes of electric vehicle charging facilities from the aspects of charging stations and charging piles.
Key words ：charging facilities ；distribution system ；reactive power compensation capacity
目前电动汽车充电设施建设方案主要分为充电站建设与充电桩建设两种，前者宜与大型停车设施的整体建设相结合，一体化设计施工，后同期交付使用管理；后者的建设方式相对比较灵活，可随整体规划一并实施，或后期对相应设施进行改造完善以实现其充电功能。

1 充电站建设方案
充电站建设与普通自行式停车场类似，车辆通过专用车道自行停放，每个停车位相应位置设交流 220V/7kW 充电电源，部分车位可配少量直流 35kW 充电电源，实现快速充电
(见图1)。

图1 自行式充电站示意图
Fig.1 Schematic diagram of a self -service charging station
1.1 配电系统容量计算
普通充电站10kV 配电系统示意图如图2所示。

考虑到充电站配电系统安装有源滤波无功补偿装置，功率因数cos φ可以达到0.95，则充电机容量可按S ＝P /(cos φ×η)进行折算，其中η为充电机工作效率，高频整流充电机取0.95，相控整流充电机取0.85。

充电站整体所需配变容量为SN ＝K ×(ΣS ＋Se )/β，其中K 为充电机同时系数，与充电机数量有关，取值范围为0.5～0.8；β为变电器经济运行负载率，按0.8计算；Se 为充电站其他用电负荷总量，性质包括照明、办公用电等。

1.2 有源滤波与无功补偿容量计算
充电站的APF 容量可按如下公式进行折算：
S 补＝K x (K 11
1111
N M S ηξ=∑＋K 22
2221
N M S ηξ=∑＋K 33
3331
N M S ηξ=∑) 式中：K x 为整体修正系数，一般取值在0.5～0.8范围；K 1、K 2、K 3分别表示大、中、小型充电机的可靠系数，一般取值在1.05～1.20；η表示充电机的充电效率，一般取值为0.85；ξ分别表示充电机在交流电源输入端产生的谐波电流含有率，一般取值为0.3；S 分别表示单台充电机的功率。

1.3 充电机选型
单台充电机的最大充电电压为电动汽车上装载的电池数量×单体电池的最高充电电压(电动汽车电池组采用串接方式)，充电机最大允许电流可按照0.2～1C 选择。

若单台充电机无法满足电动汽车对充电时间或充电电流的要求，则可以
2015年7月张巍伟：电动汽车充电设施建设方案浅谈·79·
图2充电站10kV配电系统示意图
Fig.2Schematic diagram of 10 kV power distribution system of a charging station
按多台同型号充电机并联工作方式组成更大容量的充电机，其中并机后输出电压为单台充电机输出电压，输出电流为单台充电机输出电流累加总和。

2 充电桩建设方案
交流充电桩一般固定在地面或墙壁上，安装于公共建筑和居民小区停车场或充电站内，采用传导方式为具有车载充电机的电动汽车提供交流充电接口充电，并预备相应测控保护功能。

单桩提供AC 220V/7kW的交流供电能力，在室内安装时，防护等级需满足IP32指标要求；在室外安装时，防护等级需满足IP54指标要求，并设置必要的遮雨设施。

建设交流充电桩所需配电系统容量与无功补偿容量可参考充电站建设方案中的相关公式计算获得。

充电桩的安装部署对比大、中型充电站的建设而言更加便捷，因此可以考虑对现有公共设施进行改造，加装充电桩及其配套设施，以扩充充电功能。

例如路灯照明系统，其负荷用电时段多为夜间，而其他时段配电变压器基本处于空载状态，因此可以考虑在路灯附近选取合适位置安装充电桩，或者对现有部分路灯进行改造，使其兼备交流充电功能。

供电电源取自路灯配电变压器，此举有助于解决充电汽车推广普及与配套基础设施欠缺之间的矛盾问题，同时也能提高路灯配变的利用效率，减少资源配置浪费。

此外，一些市政雨水泵站用电也存在着类似情形，可在其周边地区布置部分充电桩，在少雨时段利用泵站配变对充电配套设施进行供电。

3 结 语
简言之，无论建设何种充电配套设施，均可以考虑利用季节性或时段性负荷的特点。

在负荷低谷时，利用配电变压器为充电设施供应电力，将会是未来解决电动汽车发展所遇瓶颈问题的可行性方案之一。

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参考文献
［1］NB/T 33002—2010. 电动汽车交流充电桩技术条件[S]. ［2］霍明霞，杨延超. 电动汽车交流充电桩浅析[J]. 农村电工，2010(9)：46-47.
［3］GB 50966—2014. 电动汽车充电站设计规范[S].。