中外建华诚工程技术集团有限公司 云南昆明 650031
摘要：本文章的主要内容为综合楼底下车库电动汽车充电桩的电气设计分析，对整个设计过程的主要步骤进行了简单概述，如充电桩的类型选取、配电方案的确定、计算负荷和防雷接地的设置等，还对整个配电系统的设计注意事项进行了说明，希望能够为后续的研究提供一些参考和帮助。
关键词：充电桩 地下车库 电气设计 负荷计算；
0 引言
在地球能源逐渐枯竭和环境保护问题逐渐严峻的形势下，清洁能源的使用越来越得到大家的重视。随着技术的高速发展，新能源也得到了较好的普及，很多的新型能源产业以很快的速度在进步，比如新能源汽车和电动汽车等，并且在汽车产业中取得了一定的占比。因此为确保这一行业能够继续的高效发展，需要对现有的基础设施进行改进，以适应新能源汽车使用，其中最为重要的就是当下新能源汽车的能源补给。以电动汽车为例，需要设计安装满足电动汽车充电的设施，这一问题也成为了当前的一大热门问题。对此问题的解决需要有关部门的共同合作，对现有停车场进行分析，以安装适当的电动汽车充电设备，确保电动汽车的正常使用，也能够为电动汽车的广泛应用提供基础。
1.根据功能要求挑选合适的充电桩
在现在的技术下，有传导式充电和快速更换电池两种不同的充电装置，由于传导式充电在更换步骤和使用的成本上都要低于快速更换电池，因此在实际的运用中，多采用传导式充电装置。传导式的充电桩，在进行输电时，要经过输入线路和配电总箱等，再和交流的电网相连，在充电桩的尾端会安装充电插头，通过插头可以为电动其他进行充电，同时充电插头一般安装在墙面或地面上。使用的充电桩具有两种不同的充电模式，一种是常用于公共充电站中的快速充电，其通过将电网中的交流电压转变为直流电压，为汽车提高直流充电，是专门用作电动汽车动力蓄电池充电的装置，具有充电速度快等优点，但结构较为复杂且体积较大；第二种是慢速充电，是直接利用交流电进行充电的技术，它和快速充电相比，结构较为简单，体积也要小很多，能够运用在不同的停车场，使用范围广，可以为使用交流电的电动汽车提高电能。在社区的停车场，小区或大型的商场等，由于车辆较大，为满足电动汽车的电能供应，可安装适当数量的充电桩，以满足使用要求。并且为了方便的让每一个人都会使用，在设有充电桩的场所，设置必要的自助服务界面，通过人机交互操作，进行充电的类型和多少的选择，更为便捷的服务人民的生活，在完成充电服务后，还会提供此次服务的相关信息，为每一个用户提供周到的服务。后续还可开发手机APP，通过APP进行更加简单的操作，这样一来就可以更好的推广充电桩的使用。
2制定合适的配置方案和充电桩预留比例
《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》是由国务院办公厅发布的有关电动汽车充电设施的指导文件，在文件中，指出在现在所进行的住宅小区建设中，需要考虑为电动汽车的充电装置安装位置预留和建设指导，同时在以建的办公建筑或大型商业区的停车场中已经在现有车位中安装了10%左右的充电装置。本次对充电桩的设计安装，所在的工程地点为商业办公综合用房，其一共有12层，包括地上的10层和地下的2层，地上的10层在1到3层为商业开发用房，其余为办公楼，地下的2层为地下车库，包含一共233车位。根据此楼的使用情况可知，处于地上1到3层的商业办公综合用房中的工作人员为使用电动汽车的主要群体，因此在进行充电装置的布局安装时，要充分考虑这一群体的使用要求。由当前的电动汽车使用情况和其他相似工程情况下的人群对充电装置的喜好，最终决定此次工程采用直流快充和交流慢充相结合的充电桩配置方案。在考察了地下车库的车位布局和容量下，再结合当前的产品技术要求和尺寸规格后，决定此工程选择使用一共三十个充电桩，其中60KW的直流充电桩5台，10KW的交流充电桩25台。使用划分区域进行集中布置的方法进行本次工程的停车位预留充电桩的布置，为保证充电桩的安装不影响车辆的正常进出和停留，将充电桩考柱或墙壁进行安装，并且考虑到充电桩的使用时间，要让安装位置远离排水管道或任意出现地漏的地方。布置的主要比例安排如下图1—2：
3 供配电系统设计
3.1计算负荷
先计算单台充电桩的输入负荷，其大小的计算通过下式1进行：
图 2 直流充电桩布置示意图
由于在实际使用过程中需要将有源滤波无功补偿装置安装在充电桩配电系统中，所以的大小需要考虑这一影响，即取=0.92；充电桩的工作效率用η表示，η=0.9。在计算当个充电桩的负荷后，需计算整个车库的所有充电桩的负荷大小，其计算公式2如下：
3.2 配电系统
考虑到此次工程的充电桩安装位置处在地下的停车库，在地下一层将充电桩全部安放在同一防火区中，由《电动汽车充电站设计规范》GB 50966-2014的相关设计规范，当充电桩的使用总负荷小于100KW时，所进行供电的电压应为低压。因此在此次工程中，需要设计1个直流充电桩配电柜和1个交流充电桩配电柜，充电桩中的电能由变电所低压配电柜提供，在充电桩的配电总箱中进行两单独配电柜的进线切换。当充电桩的安装位置不在防火分区时，需要将电能直接的从变电所低压配电柜引出，再向各不同部位的处在防火区的配电总箱配送。为确保电能输送过程的安全，需要将低压断路器安装在充电桩的配电总箱出线的首尾，以起到剩余电流保护作用，同时还有进行短路保护。在一些特定的省市，对剩余电流的保护有着明确的要求，需要30mA的剩余电流保护额定动作电流，并且动作时间要小于等于0.1秒。
3.3 设计配电线路
本次配电线路所使用的电缆为WDZ-YJY 无卤低烟阻燃铜芯交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电力电缆。在三相配电的回路中，相线和中性线的电缆要是相同的截面面积，整个线路的里程小于等于200米，对于所使用的电缆截面面积应当符合电压降的需求。采用金属线槽作为电缆安放的路径，使用金属软管将支路的电缆从金属线槽导向到电桩处，比如使用挂壁的充电桩，安装方式为两侧进线或下进线。
3.4 防雷接地
为保证充电桩的安全使用，需要考虑防雷接地，采用TN-S系统作为电源的接地系统，所有的充电站电气设施共同使用这一接地系统。确保施工的便捷，同时接地电阻的大小应不大于1Ω，将充电桩上的接地端子正确的接地。根据设计要求在预备安装充电桩配电箱的地方，要设有接地端子，同时还可保证配电线的PE线更好的进行接地。
4 结束语
在世界能源总量不断减少的今天，新能源得到了大力的发展，本文就新能源在汽车中的运用为例，对电动汽车的充电设备提出建设指导，能够为电动汽车的应用起到促进作用，同时还能够为我国的汽车行业向新能源方向转变提供动力。在进行地下车库的充电桩电气设计时，需要考虑多种因素，综合当地的电动汽车和人们的习惯，选择合适的建设方案，最大限度上建设出符合人们使用要求的充电设施。同时充电设施的安全性也是需要时刻关注的，对于充电桩的安装（电路保护）和使用安全（接地）都需全面的考虑。
参考文献
[1]电动汽车交流充电桩的设计与应用研究[J].刘毅.科学技术创新.2018（21）
[2]电动汽车充电桩集中式电能规划技术研究[J].赖茂松.汽车实用技术.2018（24）
[3]电动汽车充电桩设计智能优化[J].韩平军，张昉，朱思成.中国新技术新产品.2018（22）
论文作者:张星
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年8期
论文发表时间:2019/8/5
标签：电动汽车论文; 这一论文; 电能论文; 新能源论文; 装置论文; 负荷论文; 充电站论文; 《建筑学研究前沿》2019年8期论文;