新能源汽车充电设施的电气设计与实施探索

冯锋

【摘 要】在社会经济发展和科学技术进步的同时，也给我国以及全球的能源带来危机。为此，我国政府以及相关企业也已经认识到节能减排的重要性，特别是对于汽车企业来说，汽车技术未来发展的方向主要集中在节能与减排这两个方面。但是在发展电动汽车的过程中，由于充电配套设施不完善，充电桩建设不完善，就在一定程度上严重制约了新能源汽车的发展。因此，本文对新能源汽车充电设施的电气设计与实施进行认真的分析与研究，并提出了几条合理化建议。

【关键词】电动汽车；充电设施；建设；电气设计

新能源电动汽车是一种以电为驱动力的汽车，它是一种新型的无污染、零排放的新型绿色交通工具。在我国现阶段，新能源电动汽车的普遍应用以及大范围的推广不仅可以在一定程度上缓解能源危机和气候变暖的问题，而且也有利于生态环境的保护，减少大气污染。新能源电电动汽车可以有效实现低碳环保，充分利用可再生能源的目标。

1 新能源汽车充电设施规划阶段的划分

（1）示范阶段

示范阶段具体是指新能源电动汽车技术的应用还没有完全成熟，新能源电动汽车的可持续发展的市场机制还没有正式形成。目前，我国的新能源电动汽车在汽车市场的整体中所占的比例比较低，并且相关政府部门主要扶持的车辆数量较少，例如，垃圾清运车以及电力工程车等。另一方面，电动汽车的行驶范围是有一定的限制的，其一般范围是在面积较小的制定区域以及指定的路线。

（2）公益阶段

公益阶段的新能源电动汽车技术取得了非常大的进步与发展。但是本阶段新能源汽车的技术水平还处于比较低的阶段，并且由于一次额隐约存在的安全隐患使得新能源电动汽车的发展进入了瓶颈期。公益阶段的新能源汽车的销量在汽车行业的整体销售中依旧占有较小的比例，并且其经济性不是很高。该阶段的新能源电动汽车的发展模式主要是以政府专项补贴以及政府的宣传与引导为主，并把电动汽车技术的应用范围扩大到电动公交车、大型企事业单位的公用车和班车以及一少部分的社会车辆。

（3）商业运营阶段

商业运营阶段的新能源电动汽车技术基本上已经进入了成熟阶段，新能源电动汽车的销售量也已经达到了一定规模，并且该类汽车的种类也越来月多样，其实用性也越来越强。例如，公交电动汽车。垃圾清运车以及大型企事业单位用车，其中包括一些社会上的出租车以及私家车量，这些都会产生较大的充电需求。商业运营阶段新能源电动汽车的经济性在一定程度上已經超越了燃油汽车思维经济性，该阶段的电动汽车的发展模式主要以市场的驱动为主。

2 充电站建设方案

（1）充电设施分类

充电设施的分类按照相关的权属可以严格划分为以下三类；似一种就是自用充电设施，自用充电设施是专门为某一个个人用户而提供的充电设施，其大部分分布在住宅小区内；第二种就是专用充电设施，专用充电设施是专门为了某一个法人单位以及全体职工而充分提供的充电设施服务，或者在住宅校区内为该小区的全部业主提供充电服务；第三者就是公用充电设施，公用充电设施就是专门为社会电动车辆提供充电设施的服务，这其中也包括经营性集中式充换电设施。充电站的建设和一般的自行式停车场的建设相似，车辆都停放在专用车道上，其中每一个停车位都应该设置交流 220V或者7kW 的新能源电动汽车充电桩，在这一过程中，一部分车位可以配置少量直流为 30kW的直流一体化充电机，以提高电动汽车的充电速度。

（2）充电机选型

单台充电机也有电压限制，它最大的充电电压是电动汽车内装载的电池数量×单体电池的最大充电电压，直流充电机电流也可以根据按 0.3～1C进行选择[1]。如果单台充电机不能符合电动汽车的充电时间和充电电流的具体要求，就可以把多台同型号充电功率模块的并联工作模式进行合理的结合，从而组建出容量更大的充电机，在并机之后，输出电压为单套充电功率模块输出电压，输出电流为单套充电功率模块输出电流叠加总和。

3 建筑电气相关设计

（1）供配电

供配电应该根据当地政府的相关要求对充电设施在总停车位所占的比例进行用电容量的估算，制定出合理的供电方案应该向当地的供电部门进行申请，并得到有效的批复与支持。由于充电设施不包括在住宅小区专用的公共电力容量之内，因此，也不会对住宅小区的用电容量造成不利的影响。在配供电的原则上，由于原有的设施已经不能够满足容量的需求，从而就应该适当的增加电力的容量。另一方面，低压配电设备和线路的保护措施一定要符合GB50053—2004《低压配电设计规范》中的相关要求，剩余电流保护装置要合理的安装在供电电缆进线侧，同时要在充电桩进线端添置相应的防雷器。

（2）线路敷设建议

进行线路敷设时，在室外的停车区域内，应该选择恰当的位置提前留下户外配电箱，同时在把电分配到各个充电桩当中[2]。如果应用的方式是地面充电桩，就应该把充电桩布置在一个接近充电区域的位置，方便给电动汽车进行充电。与此同时，为了满足电动汽车的充电设施安装空间，充电设备外部的轮廓与充电位置边缘之间的净距离值应该不小于0.5 m 的安全距离，以确保使用的安全。要严格的对地下车库电动汽车停车场进行详细的规划。并采用合理的树干式配电方式，或者是放射式配电方式，明确线路路由以及预留专业电缆桥架，为物业公司以及电力公司日后的施工与安装工作提供一定的便利。

（3）电动汽车充电设施的建设实施

智能电网建设中重要的一部分内容就是电动汽车充电设施的建设，根据我国电网公司，（2009）902号文件（国家电网智能化规划编制大纲）的内容中具体指出：2009年一2010年为智能电网的试点阶段；2011 年一 2015 年之间是我国智能电网的全面建设阶段，直到 2015 年为止，智能电网才能在基本上建成与统一，其相关重要的技术与先进的装备也能够达到国际领先的水准。另一方面有指出2016-2020 年期间是智能电网得以发展与完善的阶段。

（4）安防

科学、专业的安防设施在电动汽车的预警、控制、服务以及取证方面都有十分重要的作用。电动汽车充电站监控系统最重要的一部分就是充电桩以及充电站安防监测[3]。要想有效落实安防工作，就要做好以下工作：首先，要对进入充电区的车辆以及人员进行实时的监控与优质的并服务；其次，工作人员要认真检测以及记录好配电室、监控室、电池更换操作间以及休息室温度与湿度的相关信息数据；最后通过科学先进的手段对分布式充电桩的工作状态进行实时的监控，并及时向相关部门反映异常的情况，使其得到有效的解决。除此之外，安防工作也可以对火灾情况以及非法闯入的行为进行分析与判断，并及时报警。

4 结束语

总而言之，随着电动汽车的不断普及与发展，使得电动汽车的充电设施建设也备受社会各界人士的关注。因此，只有不断创新与完善相关的充电配套设施，才可以进一步推动电动汽车的发展，提高电动汽车的服务质量。同时也要加大对电动汽车充电设施的建设力度，充分做好电气设计工作，从而促进电动汽车的健康持续发展。

【参考文献】

[1]赵丽坤，李泽江.高校校园电动汽车充电设施建设方案研究[J].科技视界，2015，（01）：37-38.

[2]张巍伟.电动汽车充电设施建设方案浅谈[J].天津科技，2015，（07）：78-79.

[3]戴咏夏，刘敏.电动汽车充电设施接入对配套电网建设的影响[J].电力建设，2015，（07）：89-93.