前言

 

能源、环境、石油、空气污染和全球温度不断上升。开发和利用新能源势在必行。在此背景下，中国应从可持续发展的角度大力推动新能源汽车的发展。电动汽车是新能源汽车的重要发展趋势。充电桩是发展电动汽车的必要基础设施，是推动电动汽车普及推广的重要途径。

 

一、电动汽车充电桩原理

 

1.1充电桩简介及分类

 

充电桩相当于加油站的加油机，插在地上，插在墙上，插在社区、社区、社区、车库、充电站。充电桩的输入端与AC电网相连，每个输出部分都配有充电插头，为电动汽车充电。根据充电桩的充电模式，可分为直流和交流。AC充电桩是一种由三相或单相AC供电的电动汽车电池；DC充电桩是利用DC直接充电电池的方式。

 

1.2交流和直流充电桩的技术特点

 

交流桩：又称低速充电桩，由汽车内部充电器供电。虽然功率不大，充电不快，但价格不贵，主要用于社区充电桩。城市与城市的电力系统相连，只为城市供电，没有任何充电能力，只能通过充电器（即电动汽车上的充电器）充电。主要为7kW，由于车载充电器功率小，约8小时，具有结构简单、成本低、安装方便等优点。

 

DC电桩：即快速充电桩，是一种快速充电的电动装置。该系统连接交流电网，输出DC电压，为电动汽车的电池供电。DC充电桩采用三相四线电源，功率大，输出电流大，能满足快速充电的要求。电源超过30kW，一般在1-2小时内完成。其优点是充电快，但成本高，充电速度快。

 

充电服务收入的构成主要是充电服务费+电费，其成本为固定成本(人工、折旧)和变更成本(电费和停车场收入分成)。比如50kW快速充电站，如果服务费保持在0.5元，从7%到12%，单桩收入可以从-0.05提高到0.9300元，弹性强。运行效率对充电桩的效益影响很大。

 

二、充电桩电气设计实例

 

2.1工程概况

 

商业综合体地下车库共2层，面积5万多平方米，共设置充电桩20个，其中慢充电桩3个，快充电桩22个。从项目的建筑平面图上可以看出：二楼是停车楼和超市；三楼是商场，也是地下车库的出入口。其中，停车楼最大允许停车容量为63辆，车库内有2个电动汽车充电桩。地下一层主入口位于B区（东侧）、商场A区（北侧），通道设置消防电梯1部。机械车库入口设置在两层和三层，分别位于B区西南角和C区西北角。车库地面标高-19.2.2m。电动汽车充电桩均设置C、B、D三层。根据《民用建筑电气设计规范》(GB50058-2014).四条规定：“多台设备共享同一配电电路时，应设置总配电箱”，并符合《电动汽车交流充电设施技术规范》（GBT2818-2012第1.0.第二条规定“充电设施应设置在建筑物的第一层或地下第一层”，因此本工程电动汽车充电桩应设置在C、B、D三层位于地下室一层。根据《民用建筑电气设计规范》(GB50058-2014).第一条规定：“配电系统应能满足电动汽车和电池充电的需要”，满足《汽车库、车库、停车场设计防火规范》（GB50964-2001）第4.4.第六条规定：电动汽车、电池充电设施的配电室或者其他专用场所应当设置在建筑物的一楼和地下一楼。根据《民用建筑电气设计规范》(GB50058-2014).第六条规定：“用电力电缆供电时，各充电设备应在不同电压等级连接电力电缆；用低压电缆供电时，应采用无接触电跨度、能承受一定负荷电流冲击的电力电缆。”根据《电动汽车交流充电设施技术规范》（GB5.18-2012/T2818.第二条规定：“充电设备应能满足不同电压等级下的安全可靠运行”，因此本工程充电桩均采用220V交流供电方式。同时，为避免发生火灾事故时人员逃生方向与消防疏散方向不一致造成损失增加的问题，本工程充电桩采用自动灭火装置保护。

 

2.2充电桩设置方案

 

2.2.1电气设计

 

根据国家标准GB50057-95《建筑防雷设计规范》，当建筑物总配电网有一个或多个防雷装置时，其防雷系统不能按等效电气设备计算，但建筑防雷设计应符合规范要求。本项目为超高层建筑，地下室为纯商业建筑。主配电箱安装漏电断路器，室内配电箱安装漏电保护开关。电气系统和保护系统分为：配电系统、安全设备系统（漏电保护器和火灾报警装置）和照明设备系统。配电电源和保护电源分别由接地和防雷电源母线引入；电力负荷由二级配电箱供电，配电箱无开关。

 

2.2.2配电系统

 

电气设备的选择和布置应符合建筑要求，并符合城市规划要求。对于商业建筑，配电线路包括总配电箱、室内配电箱等配电箱。因此，根据《汽车库、车库、停车场设计规范》的要求，本项目在配电系统中设置了总配电箱和室内配电箱。本项目地下二层设有两个充电站，一个充电枪+一个充电桩，可采用集中控制模式或集中控制+分站控制模式。另一个充电枪+充电枪是集中控制模式。单体建筑地下二层和负层均设有两个充电桩。由于单体建筑内部为商业区，配电系统采用一级配电箱和二级配电箱的形式。

 

2.2.3照明设备

 

根据GB50034-2005《建筑设计防火规范》，在高层建筑中，消防分区、疏散距离、出口数量必须符合有关规定，一类高层建筑的安全出口不少于2个；在消防控制室，自动喷淋系统报警信号显示；二、三类高层建筑采用“控制室集中控制”，即消防控制室按各层以上区域设置，区域消防设备联动报警信号显示在区域消防控制室。由于电动汽车充电桩有多个充电站，需要实现1-2分钟的快速充电模式，控制柜内的照明设备进行了特殊设计。采用分区集中控制系统。

 

2.2.4.总体供电方案

 

DC充电桩内部部件较多。为了方便后期的维护和管理，该项目在B1楼停车场入口附近设置了DC快速充电站。在B1和B2的地下停车场，有大量的AC充电站。

 

充电桩容量大，配置集中。该项目还配备了500KVA变压器。负责B1楼所有DC充电站的分配。交流充电站容量小，安装位置分散。本项目采用交流充电站和其他变电站的电力用户共享专用变压器。鉴于我国电动汽车的普及率不高，在计算变压器容量时必须选择6。与其他负载共享的交流充电站所需的变压器系数为0.5。

 

三、结束语

 

在电动汽车充电方面，充电方式多种多样，其中直流快速充电应用最为广泛。直流快速充电方式是指通过交流电压转换直接将交流电能转换为直流电能供电动汽车充电的充电方式。由于不需要升压装置，技术难度小，成本低，广泛应用于商业综合体地下车库项目。对于本项目，可充分利用现有商业综合体的地下空间资源，根据周边条件合理布置充电桩；对于一些空间较大的车库，也可以使用下屋顶空间作为露天车库；对于不符合条件的项目，也可以根据实际情况增加相应的附件和措施，以满足设计要求。