摘要：随着新能源电动汽车的出现，国家对于加油加气站施工建设的安全性也给予了很高的重视度，并针对性的制定出一套完善健全 的施工设计规范，要求在原有设计方案的基础上增加电动汽车充电设施，以便在满足电动汽车安全充电需求的同时，使其整体运行功能提升到最大化。本文也会通过实际案例，对加油加气站如何合理增设电动汽车充电设施，提出一些相对应的设计意见和建议，以便相关人士参考。
关键词：加油加气站；电动汽车充电设施；设计分析
按照国家新制定的加油加气站设计与施工要求，要想合理的在加油加气站中增设电动汽车充电设施，首要任务就是要解决安全问题。因为加油加气站所存储的介质具有一定的易燃性和易爆性，很容易就会形成爆炸危险区域，给人们的生命财产安全构成较大威胁。因此，在对加油加气站与电动汽车充电站进行合建时，相关设计单位就要对安全问题进行全面的考虑，并针对性的制定施工设计方案，组建高素质、高水平的施工队伍，这样才能确保整体合建工程质量，满足电动汽车的安全充电需求。
1.案例分析
图一为某加油加气站汽油加油机爆炸危险区域划分图，两个区的中心构造设计都是以加油机中心线为参考基准，底面设计则是以半径4.5 m的地面区域为参考基准、顶面圆台形空间设计则以加油机顶部0.15 m半径为3 m的平面为参考基准，而顶面圆台形空间外3 m范围则属于该加油加气站汽油加油机的作业区域。基于此，为了安全起见，相关设计人员应考虑在汽油加油机作业中心点7.5 m以外的位置来增设电动汽车充电设施。
图一
2.具体设计方案
2.1合理选择电动汽车能源补给模式
目前，我国电动汽车能源补给模式主要包括两种，即充电模式和换电模式。其中，前者充电模式又包括常规充电和快速充电两种方式。一般情况下，常规充电方式必须在蓄电池放电完毕后来进行，在充电过程中，相关工作人员要将电流控制在15A左右，充电时间要控制在5 -8 h之间，这样才能确保电动汽车的充电效率，提高其电池使用寿命。但是缺点却是需要较长的充电时间才能达到最佳充电效果。而快速充电方式也可称作为应急充电方式，在实际操作过程中，相关工作人员要将电流控制在100 - 200 A左右，尽量保证电动汽车在10 min完成70%的充电任务。虽然这种充电方式的效率极为显著，但是却会因为电流较大而影响到电池的使用寿命，降低电动汽车充电的安全性。并且在一定程度上还会增加电池安装成本。另外，换电模式在具体操作时，主要是对电动汽车的充电电池进行更换，来维持汽车的正常应用性能。当驾驶人员在行驶途中发现汽车充电电池的电量不足时，要及时的到附近电池更换站进行更换，而相关工作人员应尽量采用地面充电系统对电池进行电能补充，这样才能保证电池的使用寿命和充电效果，提高车辆运行的经济性。
综上所述，从安全角度出发，一定要根据实际情况合理选择电动汽车能源补给模式。例如，在小区和办公区停车场以及大型充电站等场所中，最佳的能源供给模式要尽量以常规充电方式为主；而在加油加气站以及专用充气站，则要选择快速充电方式；相对，若是出租汽车公司以及公共交通、环卫等公用车辆系统，则要选择换电方式。基于此，该加油加气站要想合理增设电动汽车充电设施，满足电动汽车安全充电需求，可以考虑采用快速充电与常规充电相结合的模式。
2.2供电设计
由于该加油加气站在增设电动汽车充电设施后，会导致用电量大大增加，所以，为了保证站内供电系统运行的稳定性和安全性，就要在原有供电系统设计的基础上，重新引入中压外线电源，并增加中压环网柜、中压配电变压器、低压开关柜等变配电设备。同时，为了保障充电设施的供电安全，还要按照相关规定，建造撬装式充电屋，引入先进的充电机和充电桩，这样才能为新增的供配电设备、充电设备和监控系统等提供安全、可靠的电能，切实满足电动汽车的充电需求，使其运用功能达到最大化。
在设计过程中，要将充电机安装在撬装式充电屋内，充电桩则固定在室外充电车棚下。另外，还要对不同电动汽车的电池规格以及电池充电方式、充电接口标准等进行全面了解，以便可以准确的确定充电机和充电桩的类型及相关技术参数，使其为电动汽车提供安全、充足的供给能源。
同时，还要对快速充电与常规充电模式进行合理设计。其中，快速充电模式应尽量以直流充电方式为主，先采用直流充电机对电网交流电进行有效转换，以便使其转变成直流电能。然后再利用直流充电桩与电动汽车进行连接，这样就能快速完成对车载蓄电池的充电。为了安全起见，该合建后的电动汽车充气站可采用高频开关电源充电机对车载蓄电池进行直流充电，因为该充电设施具有较高的工作可靠性与效率性，且由于其体积较小、自重较轻，所以电网适应能力也会十分明显，完全能够满足电动汽车的安全充电需求。而常规充电模式设计则要以交流充电方式为主，即采用220 V或380 V的交流电源来对车载蓄电池进行充电。同时，还要配备交流充电桩，这样才能与交流电网进行有效连接，进而为电动汽车提供充足的交流电源。
2.3充电设施设计
从图二可以得知，该加油加气站电动汽车充电设施主要包括三大部分，即供配电系统、充电系统与监控系统。因此，为了满足电动汽车的安全充电需求，应按照相应的规划设计要求，对主要充电车型相关技术参数进行充分的明确：
第一，整车和电池设计。充电汽车的整车外形尺寸必须以4853 x 1788 x 1525的技术参数为设计标准，且车载蓄电池要以磷酸铁锂电池组为主，电池标准电压可以为336VDC：60Ah/336V；第二，直流充电机设计。其额定输出功率要达到50 kW、最高输出电压要达到DC 500 V、最大输出电流要达到DC100A、充电效率要在汽车满载的情况下达到效率>92%的基准、输出稳压精度和稳流精度都要达到1%的标准、工作环境温度要保持在-20-40℃之间；第三，直流充电桩设计。其额定电压要以DC 500 V为基准、额定输出电流以100 A为基准、额定功率以50 kW为基准、工作环境温度以-20-50℃范围内为基准、工作环境湿度要小于93 %；第四，交流充电桩设计。其额定电压要达到AC 220 V /50 Hz、最大输出电流要达到16 A、工作环境温度要保持在-20 - 50℃之间、工作环境湿度也有小于<93 %。
此外，按照相应的平面图设计，该合建后的加油加气站要在电动设施增设区域内设置8个充电车位、1座箱式变压器和1座撬装式充电屋。其中4个充电车位配直流充电桩、4个充电车位配交流充电桩。且所有充电桩都要均匀安装在室外充电车棚下，其余充电设备则要布置在撬装式充电屋内，这样才能确保电动汽车的安全充电，减小火灾爆炸等危险事故的发生几率。
图二
结束语
综上所述，通过本文对该加油加气站增设电动汽车充电设施的设计方案的分析，可以得知，在整个充电设施的平面布置过程中，相关设计人员应着重考虑充电安全问题，不仅要将所有充电设施应布置在距离危险爆炸区域3 m以外的地方，而且还要确保该加油站新增设的各类充电设施与相邻加油机中心线的距离大于7.5 m，这样才能符合国家相应的设计规范要求，从根本上提高电动汽车充电设施增设的可行性，进而最大化增强电动汽车的充电功能以及运行使用功能。
参考文献：
[1]刘旭东.探讨加油加气站增设电动汽车充电设施的设计[J].大科技，2018，03：20-21.
[2]谭敏，郭彦军，白宇峰.电动汽车充电设施的设计与探讨[J].陕西电力，2017，11：58-60.
论文作者:罗智勇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
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