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小区电动汽车充电桩管理系统设计及应用.pdf
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小区电动汽车充电桩管理系统设计及应用
摘要:提出了针对数量众的充电桩计算充电负荷时所需需要系数的一种替代方
法,阐述了二者适用背景的相似性,并针对其可行性进行了相关论述。数發众的
新能源汽车在相对集中的时间充电(尤其是与居民用电高峰重的惰况下)对电网
是一个严峻的考验,提出了一种充分利用既有变配电室错对新能源汽车充电的方
式,从而可避免建设充电桩专用变配电室的解决方案。阐述了新能源汽车车库电
气设计时,在充电桩负荷等级的确定、消防、安装及安稳方面需要注意的相关问
题。
关键词:充电桩、需要系数、接地、防爆
引言
电动汽车作为一种新能源交通工具,与传统油动力汽车相比,几乎没有污染、零
排放、低噪声,使用维护相对简单,运行维护费用也低于传统车辆。国家对新能
源电动汽车推广的同时也配套推出了购置补贴政策,使得新能源电动汽车的推广
普及非常迅速,越来越多的家庭愿意选择新能源电动汽车。新能源电动汽车由自
身配备的动力电池为其供能,为确保车辆的正常使用,需配备充电桩为其充电。
国办发[2014] 35 号及国办发[2015] 73 号文件明确要求按照适度超前的原则规
划设置新能源汽车充电桩,新建住宅配建停车位应 100%建设充电设施或预建设
安装条件。根据国办发的文件,北京市规定居住类建筑应将 18%的配建机动车
停车位作为电动车停车位,浙江省 DB 331121·2016《民用建筑电动汽车充电设
施配置与设计规范》也规定根据不同规模城市的指标级别,新能源慢充桩的配建
比例应为百分之十至百分之十四,其他部分省份也有相应的配套措施陆续出台,
都对新建住宅小区的新能源汽车充电桩的建设标准提出了要求。
目前,新能源汽车的充电桩主要分为直流充电桩及交流充电桩两种,俗称“快充
"与“慢充",其中直流充电桩占地面积大(例如 1 台 100kW 的中型充电机占地面
1
积约为 800mm × 800mm),充电电压高〔直流输出电压可达 700v,直流充电电
流可达 400A),充电时间较短〔一般电动汽车 30min 可以充满 80%以上的电量),
投资大;而交流充电桩的特点基本与直流充电桩相反,占地小、可挂墙安装、充
电功率低,根据 GB 50966·2014《电动汽车充电站设计规范》第 5.2.1 条规定
可知,交流充电桩的电压为交流 220V,电流 32A,充电时间较长(一般电动汽车
充满电需要 8h 以上),投资小。通过比较可以得出,住宅小区固定车位充电桩
适宜采用交流充电桩,而直流充电桩通常设置在高速公路休息区、繁华市区、大
型商场周边等需要快速充电的商业区域。
根据相关规范要求新建商品房住宅小区配套停车位指标一般≥1 个车位/户,以
总建筑面积 300 000m²的小区为例,其配套停车位的数量将超过 2 000 个。根
据各地对新能源充电桩的建设标准,新建住宅小区充电桩的数量一般不低于配套
停车位的百分之十,其需要配套设置的充电桩将达到 200 个以上,按照每个电动
汽车充电桩安装交流充电桩 7kW 计算,整个小区的充电桩安装功率也将达到 1
400kW 以上,安装容量较大。如何合理地进行配电设计使得整个系统既能满足使
用要求,又不至于造成浪费就显得尤为重要。
本文从充电桩充电负荷需要系数及安装位置的确定以及消防注意事项等主要方
面着手,提出新建住宅小区充电桩电气设计的解决方案。
一、新建住宅小区新能源电动汽车充电桩充电容量计算
住宅小区每一个新能源电动停车位都配备 1 台交流充电桩,每台交流充电桩的输
入容量计算公式见式:
式中,s 为单台充电桩的输入容量;P 为单台充电桩的输出功率,η为充电机效率,
取 0.9;cosφ为充电桩的功率因数,取 0.9。
整个小区充电桩的总输入计算容量为所有充电桩输入容量的代
数和与需要系统 K 的乘积,见式:
2
式中,Sjs 斗为整个小区充电桩的输入计算容量;Si 为单台充电桩的输入容量;
K 为充电桩同时需要系数。
从式(2)可以看出,充电桩输入容量值的获取,关键是需要系数K 的合理确定。
南方电网企业标准 Q/CSG 1 巧 16.2 -2010《电动汽车充电站及充电桩设计规范》
中的推荐值为 0.8,该值对商用充电站虽然适用,但对住宅小区的交流充电桩而
言明显偏大,如果直接套用计算,结果需要的充电容量是非常大的,因此 0.8
的需要系数不适用住宅小区交流充电桩的输入容量计算。目前还没有针对充电桩
负荷计算的专门的需要系数可选择,根据文献[ 3 ] 可知,新能源电动汽车充电
功率具有大量不确定性因素,电网、充电桩、汽车动力电池的荷电状态及用户行
为之间的相互特性非常复杂,难以获得量化充电需求特性及分布规律。需要说明
的是,目前常用的用电负荷预测方法(如蒙特卡洛法、时间序列法、回归分析法)
都有一定的局限性,无法得到准确的期望值,故可以借鉴一些得到广泛认可的、
与充电桩类似的现有使用状态参数。
根据前述,假设普通住宅小区每 1 个新能源车位均投入使用,则每 1 辆新能源汽
车基本对应 1 个家庭,即基本可以近似认为新能源车与所属家庭数量是一对一的
关系。每户家庭的用电量在不同地区有不同的设计标准,但在确定变压器容量及
导线开关的过程中,基本都遵循相似的需要系数,即 JGJ 242 一 20H《住宅建筑
电气设计规范》3.4.1 条说明提供的住
3
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资源评论
- 嘘ᾍδης嘘2023-10-13资源很受用,资源主总结的很全面,内容与描述一致,解决了我当下的问题。
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