民用建筑地下车库充电桩配电设计解决方案吴昊论文_吴昊 　　

摘要：目前，我国发展的新能源汽车主要有插电式混合动力汽车以及纯电动汽车这两种，这就要求相应的民用建筑装备相应的充电设施。根据相关条例要求，要求民用建筑地下车库百分百建设相关的充电设施或者预留相关的建设条件，设计充电桩已经成为了目前民用建筑中电气设计的一个重要的内容。为了更好的符合国家规定的要求，就民用建筑地下车库充电桩配电设计问题应该进行详细的探讨，提出合适的解决方案。

关键词：民用建筑；地下车库；充电桩；配电设计；解决方案

一、充电桩的类别以及相关的技术要求

1.1 电桩的类别

现阶段充电桩主要分为直流充电装置和交流充电桩两种，前者俗称“快充”，顾名思义，其最大的特点是电压与电流调整幅度较大，充电速度快，但是对于汽车上的电池损耗较大，主要由充电机柜和直流充电桩组成，占用面积相对较大。后者俗称“慢充”，也是当下民用建筑车库使用主流，分单相和三相两种，占用面积较小，安装方便。根据厂家提供的数据，主要列举了下表的技术参数：

1.2 民用建筑地下车库充电桩的技术要求

通过充电桩的分类看出民用建筑地下车库的充电桩一般使用交流充电桩，其具备电源充足或充电时间到后自动切断电源，在发生短路、过载、漏电等情况时进行自动故障报警等功能，因此在技术方面，除了必须满足现有的法律法规以及规范外，主要从阻燃、阻电、预警等方面考虑。电源线采用阻燃电缆和护管等材料，通过安装空气开关进行漏电等自我保护，同时其保护接地端必须接地并配备符合其装置的环保材料，即阻电功能，在这一方面可采用TN-S系统等具有自我保护功能的系统。

二、地下车库充电桩配电设计

地下车库充电桩的设置给人们的生活带来了方便，但是在进行充电桩配电设计时，还需要注意一些问题，以提高用电安全，减少损耗和不必要的浪费。

2.1配置充电桩的位置

地下车库配置充电桩的位置应该综合考虑电动汽车的类别、进出民用建筑的车流、地下车库的位置、配电设置等等的因素。通常交流充电桩放置在各层不同的防火分区，直流充电桩放置在车库进出口附近的防火区或室外地面停车场处，如果充电桩的数目不多，可以尽量集中地放置在同一个防火区域，便于集中管理。

2.2充电桩建设比例

“新建住宅停车位按100%建设充电设施或留建安装条件，大型公共建筑配建停车场，社会公共停车场建设充电设施或预留建设安装条件的车位比例不应低于10%，”；西北三四线城市由于经济条件限制、实际混动车辆及电动车保有量有限等因素，新建住宅现阶段按照100%建设并不符合实际需求并造成一定浪费。

2.2设置配电箱

充电设备的布置应该尽量靠近供电电源以缩短供电线路的路径，在充电桩进行配电的地方，可以设置若干个配电箱，安装在充电桩附近的强电间内，以便于人们进行操作，并且还可以根据配电箱的数目在电房低压柜设置相应数量的回路，能够进行直接配电，减少不必要的麻烦。

2.3充电桩的安装方式

民用建筑地下车库充电桩的安装方式有两种落地式以及壁挂式。落地式充电桩一般选择安装在车位端部，离地0.3m。一般而言，有条件的会选择壁挂式充电桩的安装方式。壁挂式充电桩安装方式将其安装在墙上或者是柱子上，不会占用车位的空间，壁挂式充电桩的高度应该适当的进行提高。如果不是靠墙的车位，需要考虑安装在柱子上，同时需要避免影响消防栓等等其它功能设施的位置。

2.4回路设置方式

充电桩到配电箱的回路设置方式均设计为短路保护以及剩余电流保护的低压断路器，以保障充电桩的用电安全。

三、充电桩设计实例及解决方案

在进行民用建筑地下车库充电桩配电设计时，应该结合当地实际的经济条件、现有电动车保有量、当地政府指导意见等进行相应的方案设计，不能够照搬全套，下面以西北地区某住宅小区为例进行方案设计。

3.1项目的情况以及设计

以西北某市一个住宅小区为例，其建筑面积约为15万m2，地下车库设计的车位数共有850个，按照充电桩设计规范并参考当地规划部门的指导意见，从实际出发先期按照20%车位数量安装充电桩设施；

单位指标法需要系数表如下：

3.2先期设计按20%车位数设置充电桩的计算

先期按车位数的20%设置充电桩计算：按照每台7kW双枪单相交流充电桩计算，850个车位的20%车位数为170个，需要设置85个双枪交流电充电桩，Pe=595.0kW，Kx=0.45，Pjs=268.0kW，需要一台400kVA干式节能变压器。

以上计算是根据市面上的纯电动汽车进行计算的，充一次电能够行驶250~600km。根据数据调查，本市人均使用车行走的里程约为20km/d。先期设计中85个双枪充电桩同时充电的概率为20~33%。

3.3后期逐步达到100%车位数设置充电桩的计算

最终100%设置充电桩计算：按照每台7kW双枪单相交流充电桩计算，850个车位按照425台7kW双枪单相交流充电桩，Pe=2975.0kW，Kx=0.3，Pjs=892.5kW，需要一台1250kVA干式节能变压器。

3.4解决方案

在变配电室预留100%充电桩所需要的变压器容量的安装位置及低压出线柜位置，先按照20%车位数建设充电桩设施，随着未来5~10年内混动及电动车的普及率增多继续扩容变压器和充电桩设施最终达到100%建设充电设施的要求，把前期20%车位数的充电桩集中设置在配电所周围，以减少线路损耗达到节能环保的要求并避免不必要的资源浪费。

目前，电动汽车的发展速度是呈现曲线增加的，以上方案在遵循充电桩规范的同时充分考虑了当地实际情况，做到了经济合理，随着电动汽车的普及以及新技术的出线，逐步增加完善充电桩设施，为远期设计100%车位数充电桩的配电做好数据基础的准备；需要加强关注的是，民用建筑地下车库充电桩配电设计除了要符合相关的规定外，还需要与供电部门以及业主进行共同商讨，按照本地的供电能力以及居民的需求安装充电桩。

3.5其他注意事项

此外，还需要说明的是，在计算充电桩配电所需要的输入容量是以理想的交流充电桩作为基础的。实际情况中，电动汽车充电机的输入功率相比交流充电桩所提供的输出功率要小，因此所计算出的输入功率也会比理想计算出来的值要小一些，在实际设计方案中，要考虑到这一点。

完整的充电设施应该安装相应的计费与监控系统。当充电桩初具规模时，可以根据实际的情况简化监控系统，并且预留有线或者无线的网络接口，以便监控系统的功能能够进一步的扩展。监控系统的主机可以设置于管理室、值班室等地方，便于管理人员能够及时的对地下车库充电桩进行管理以及维护，为充电设施提供安全、可靠的运行保障。

四、结束语

各地区经济发展条件不同及各地区对不同业态的停车场充电桩占车位比例有不同的要求，在充电桩供配电设计中，应选取合适的需要系数，合理确定供电方案，既要符合当地政府要求、使用便利、适度超前，又要结合当地情况、经济合理、节能环保。

参考文献:

［1］Q/CSG11516.2-2010电动汽车充电站及充电桩设计规范［S］．广东:中国南方电网有限责任公司，2010．

［2］国家制造强国建设战略咨询委员会．《制造2025》重点领域技术线路图［C］．2016-01-18．

［3］王雪，肖贺．地下车库汽车充电桩的变压器容量指标设计［J］．建筑电气，2017(3):48-52．

论文作者:吴昊 　　

论文发表刊物:《城镇建设》2020年2月4期

论文发表时间:2020/4/23

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