浅析电动汽车充电桩建设

肖志远（广东立胜电力工程有限公司　广东佛山　528200）

浅析电动汽车充电桩建设

肖志远
（广东立胜电力工程有限公司广东佛山528200）

近年来，随着全球能源的日益紧张，节约能源已经成为了全社会关注的焦点。电动汽车作为新能源汽车一直被看做是汽车发展的趋势，而作为电动汽车的“加油站”，电动汽车充电桩自然也是随着电动汽车的发展水涨船高。本文就针对电动汽车充电桩的建设进行阐述。

充电桩建设；配电安装；附带价值

1　电动汽车的发展

气候变化、能源和环境问题是人类社会共同面对的长期问题。随着美国表示回归COP15（《联合国气候变化框架公约》缔约方第15次会议）和以中国、印度为代表的新兴国家被纳入到其中，以及主要国家积极实施能源和环境保护战略，全球进入了真正解决人类社会共同问题的时代。交通运输领域的温室气体排放、能源消耗和尾气排放三大问题是否有效解决直接影响人类共同问题能够有效解决，为此，全世界主要国家政府、组织、汽车生产商、能源供应商共同行动起来，推动全世界汽车工业动力系统电动化战略转型，促进可持续发展电动汽车产业的形成。

作为世界能源消耗大国，电动汽车在中国一直被看做是汽车发展的趋势。国家和地方政府大力推广电动汽车，研究制定电动汽车示范推广鼓励政策，鼓励免除车牌拍卖、摇号、先行等限制措施，鼓励出台停车费、电价、道路通行费等扶持政策，并且将新能源汽车纳入政府采购目录。中国积极实施电动汽车科技战略，促进汽车工业产业结构升级和动力系统电动化转型，培育和发展电动汽车社会，并取得了一定效果，但仍然面临着政策环境亟需完善、工业基础薄弱、国际竞争力弱、开放协同创新环境差、知识产权保护和标准化意识低、个别关键技术有待加强、车辆成本高、商业模式探索不充分等问题。

2　电动汽车充电桩

2.1电动汽车充电桩发展

作为电动汽车的“加油站”，电动汽车充电桩自然也是随着电动汽车的发展水涨船高。目前我国正处于充电站基础设施建设的高峰期，各个大、中、小型城市都已建设不少电动汽车充电桩。

以佛山为例，电动汽车充电站基础设施建设已经开展的十分火热，在佛山五区都装有不同数量的电动汽车充电桩，现已安装充电桩的领域包含：政府机关、供电系统、公交系统、出租车公司、企业、住宅小区（如图1、表1）。

图1　

表1　

2.2充电桩工作原理

交流充电桩电气系统设计如图2所示，主回路由输入保护断路器、交流智能电能表、交流控制接触器和充电接口连接器组成；二次回路由控制继电器、急停按钮、运行状态指示灯、充电桩智能控制器和人机交互设备（显示、输入与刷卡）组成。

图2　

主回路输入断路器具备过载、短路和漏电保护功能；交流接触器控制电源的通断；连接器提供与电动汽车连接的充电接口，具备锁紧装置和防误操作功能。二次回路提供“启停”控制与“急停”操作；信号灯提供“待机”、“充电”与“充满”状态指示；交流智能电能表进行交流充电计量；人机交互设备则提供刷卡、充电方式设置与启停控制操作。

2.3充电桩分类

充电桩的种类有很多，按照安装方式来分，可分为落地式充电桩、挂壁式充电桩。落地式充电桩适合安装在不靠近墙体的停车位。挂壁式充电桩适合安装在靠近墙体的停车位。

按安装地点来分，可分为公共充电桩、专用充电桩和自用充电桩。公共充电桩是建设在公共停车场结合停车泊位，为社会车辆提供公共充电服务的充电桩。专用充电桩是建设单位自有停车场，为单位内部人员使用的充电桩。自用充电桩是建设在个人自有车位，为私人用户提供充电的充电桩。充电桩一般结合停车场的停车位建设。

按充电接口数来分，可分为一桩一充、一桩双充和一桩多充。

按充电方式来分，可分为直流充电桩，交流充电桩和交直流一体充电桩。

3　电动汽车充电桩建设

3.1建设要求

作为电网配用电侧的电动汽车充电桩，其结构的特殊性决定了自动化通信系统的特点是被测点多且分散、覆盖面广、通信距离短。并且随着城市的发展，网络拓扑要求具有灵活性和扩展性的结构，因此，电动汽车充电桩通信方式的选择应考虑如下问题：

（1）通信的可靠性——通信系统要长期经受恶劣环境和较强的电磁干扰或噪音干扰的考验，并保持通信的畅通；

（2）建设费用——在满足可靠性的前提下，综合考虑建设费用及长期使用和维护的费用；

（3）双向通信——不仅能实现信息量的上传，还要实现控制量的下达；

（4）多业务的数据传输速率——随着以后终端业务量的不断增长，主站到子站、子站到终端之间通信对实现多业务的数据传输速率要求越来越高；

（5）通信的灵活性和可扩展性——由于充电桩（栓）具有控制点面多、面广和分散的特点，要求采用标准的通信协议，随着“ALL IP”网络技术趋势的发展以及电力运营业务的不断增长，需要考虑基于IP的业务承载，同时要求便于安装施工、调试、运行、维护。

3.2充电桩的安全防护

表2　

3.3充电桩的安装位置

电动汽车充电桩不能随意建设，必须遵循以下几点要求：

（1）充电桩应该安装在电源附近，这样可以有效的减少配电线路的长度，既减少了充电桩建设的投资费用，又降低了配电施工的难度。充电桩安装位置离电源越近，建设费用越低；充电桩安装位置离电源越远，建设费用越高。

（2）充电桩应合理考虑车位与桩之间的距离，合理设计充电桩的安装位置，尽量让一个充电桩可以同时照顾到更多的车位，这样可以充分提高电动汽车充电桩的使用效率（图3）。

（3）充电桩应该安装在显著位置，方便车主寻找。

3.4充电桩的选择

充电桩有很多种类，包括交流单充，交流双充，直流单充，直流双充等。在不同的场合选择不同种类的充电桩（如表3）。

3.5充电桩的安装方式

充电桩的安装方式有两种：①落地式充电桩；②挂壁式充电桩。落地式充电桩又分为两种：①浇筑水泥基座，将充电桩安装在水泥基座上；②直接用膨胀螺丝固定充电桩底座。

图3　合理的安装位置

表3　

3.6充电桩的配电安装

根据安装充电桩的总功率选用合适的主电缆。

（1）所有电缆需选用阻燃电缆；

（2）主电缆需用金属线槽敷设，到桩电缆应使用PVC管敷设；

（3）所有敷设线槽应该按规范安装接地极。

3.7充电桩的控制系统

充电桩的控制系统主要针对两种类型：①公共充电桩；②私人充电桩。

目前公共充电桩已经建立了一套完整的收费、管理系统。电动汽车用户通过刷卡进行充电，充电完成后再次刷卡停止充电并扣除相应的费用。此次充电信息会立即传送到中央服务器，中央服务器收集旗下所有充电桩的信息来进行统一管理。以下为公共充电桩的一些管理细节：

（1）在停车场内有明显指示，告知车主充电桩的位置；

（2）车主可以通过指示灯或手机APP查看到是否有空余的充电桩；

（3）充电信息可以通过一些途径（短信、手机APP等）传输给车主，车主能够随时查看电动汽车的充电信息；

（4）在停车场入口附近建立充电卡充值服务点，方便车主使用；

（5）安排工作人员进行车位管理，尽量不使非电动汽车车辆占用充电桩车位；

（6）充电完成时，提醒车主开走电动汽车，避免长期占用充电桩车位；

（7）根据车主充电时间的长短，建议车主使用快速充电桩/慢速充电桩。

3.8充电桩的附加价值

随着充电设施建设越来越完善，许多厂家都发现了充电桩还有很多其他的附加价值。

（1）广告植入，在充电桩表面和刷卡界面的广告宣传；

（2）现在人们生活中带的卡越来越多，带充电卡不是很方便，可以开发直接扫描二维码进行电动汽车充电，方便车主随时可以使用；

（3）开发手机APP，在车主需要寻找充电桩时，给车主提供附近是否有空余充电桩停车位的位置，在车主刷卡充电时，又可以随时通过手机查看电动汽车的充电情况；

（4）电动汽车充电时间比较长，车主充电期间会比较无聊，因此可以在充电桩界面提供使用时提供免费流量，供车主看电影、新闻，另外也可以在充电桩的信息中提供附近购物、餐厅、娱乐场所等信息，车主可以自行选择在充电时间去做些什么。

4　结语

目前国内充电桩的建设如火如荼，不过政府单位建设的电动汽车充电桩占比较高，企业和私人建设的电动汽车充电桩数量很少。政府和事业单位只是起到宣传和推广作用，电动汽车充电桩的建设还是需要企业和私人的大力投资才能真正发展起来，尽管电动汽车充电桩行业前景被一致看好，成体系的充电桩建设并不一帆风顺，要实现电动汽车充电桩大面积普及还需要很长的时间，我们仍需继续努力！

[1]张其全.基于优化模型的电动汽车充电站分布研究.中国新通信，2015 （23）.

[2]康继光，卫振林，程丹明，徐凡.电动汽车充电模式与充电站建设研究.电力需求侧管理，2009（5）：64～66.

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2015-12-1