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新能源汽车充电桩选型与安装的探讨

发布时间:2018-06-22      点击次数:1157

 1 充电桩配建标准及发展趋势
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%建设充电设施或预留建设安装条件;为支持新能源汽车充电设施发展,湖北省出台了一系列配套政策,如将新能源汽车充电设施建设用地纳入土地综合利用总体规划和年度用地计划,按照电网项目建设用地给予保障和优惠。武汉市还要求新建小区和公用大型停车场按照20%的比例规划和配置新能源汽车充电设施。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。
湖北省发布的《湖北省能源发展“十三五”规划》指出将加快电动汽车充电基础设施建设。以满足城市电动汽车需求为出发点,坚持能源互联网先进发展理念,采用智能电网先进技术,建立电动汽车互动服务平台,建设充电站410 座,充电桩约19 万个。加大充电设施配套电网建设与改造,保障充电设施无障碍接入,确保电力供应畅通无阻,满足充电设施运营要求。
2 充电桩简介及选型
2.1 国标充电桩有交流桩和直流桩两种
(1)交流充电桩是给带有车载充电机的电动汽车提供电源,不调节输出,由于电动汽车车载充电机的功率一般都比较小,所以交流充电桩无法实现快速充电。
(2)直流充电桩是直接给电动汽车电池充电的,根据BMS 调节输出电压和电流,功能比交流桩要复杂很多。由于直流充电桩可直接为电动汽车的电池充电,一般采用三相四线制或三相三线制供电,输出的电压和电流可调范围大,可以实现电动汽车快速充电。因此得到广泛运用。
2.2 直流充电桩的型式:单枪、双枪轮充、双枪同充、一拖四普通群充
2.2.1 单枪充电的优缺点
优点:结构和使用操作简单,成本低。缺点:①只能按照大供电功率的电动汽车进行配置,设备投资比较大。②车辆数量限制,夜晚充电时需要人工对车辆进行充电调度。③充电功率较小的汽车充电,剩余功率浪费,系统运营能效比降低,利用率低。④升级改造费用高。
2.2.2 双枪轮充的优缺点
优点:可以利用夜晚谷时电价,无需人工调度,结构和单枪相同,利用率更高。缺点:无法同时充电,处于大电流充电状态,无法同时小电流充电,对电池寿命不利,本质上仍然为单充,设备投资大,利用率稍低,升级改造费用较单枪充电桩低。
2.2.3 双枪同充的优缺点
优点:比轮充利用率更高。缺点:固定功率,投资较高,利用率稍好于轮充,车辆多时仍需要人工干预调度。
2.2.4 一拖四群充优缺点
优点:在固定模块上加上动态充电模块的架构,投资较小,一次可充电车辆多。缺点:无法全面的分配功率。
2.3 在选择充电桩时应选择具备高兼容性、扩展性、适用车型多和易升级的充电桩,避免导致充电桩不能适应电池技术的发展,无法对电动汽车充电。
3 充电桩负荷计算
充电桩变压器容量计算公式:
SΣ=Kt×Kx×Cn×(Kn×Pn+Km×Pm)/(η×cos准)
SΣ为变压器总安装容量(kVA);η 为变压器负载率,取0.70~0.8;
cos准为补偿后功率因数,取0.95;
Pn 为交流充电桩(慢充)安装功率,取7kW;
Pm 为直流充电桩(快充)安装功率,取60kW 作为基数(一般有30kW、45kW、60kW、75kW、90kW、105kW、120kW);
Cn 为小区规划停车位数量;
Kn 为慢充停车位配置数量比例系数(慢充数量/规划车位数),近期系数取0.20,远期系数取0.45;
Km 为快充停车位配置数量比例系数(快充数量/规划车位数),近期系数取0.02,远期系数取0.045;
Kx 为充电桩需要系数,充电桩数量(慢充+快充)5~10 个,取0.75~0.85;10~50 个,取0.55~0.65;50 个以上,取0.4~0.45;
Kt 为充电桩同时使用系数,充电桩数量(慢充+快充)5~50 个,取0.85~0.90;50 个以上,取0.6~0.7。
注:该公式取自国家标准图集《充电汽车充电基础设施设计与安装编制技术资料》。
4 充电桩的安装注意事项
(1)电动汽车与充电桩之间应保证安全距离:充电桩安装在车侧且不妨碍车门开启时,充电桩外廓(含防撞设施)距电动汽车净距不应小于0.4m,充电设备安装在车尾时,充电设备外廓(含防撞设施)距电动汽车净距不应小于0.5m。
(2)充电桩安装应预留检修和操作空间,其检修操作面与建(构)筑物之间距离不应小于0.8m。
(3)充电桩采用落地式安装方式时应符合下列要求:①充电桩基础应抬高,高出场地地坪的高度室内不应低于100mm,室外不应低于250mm;②底座基础宜大于充电桩长宽外廓,尺寸不应低于50mm。
(4)充电桩采用壁挂式安装方式时应满足下列要求:①应竖直安装于与地平面垂直的墙体,墙面符合承重要求,充电桩应固定可靠;②设备安装高度应便于操作,设备人机界面操作区域水平中心线距地面宜为1.5m。
5 结束语
近几年新能源汽车的快速发展让充电设施显得捉襟见肘,加之“有桩无电”“车桩不兼容”“消费成本高”等问题的存在,也影响了新能源汽车的用户体验,发展充电基础设施迫在眉睫,也是时代发展的需要。

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