1 充電樁配建標準及發(fā)展趨勢
國辦發(fā)[2015]73 號文件明確要求按照適度超前的原則規(guī)劃設置新能源汽車充電樁,新建住宅配建停車位應100%建設充電設施或預留建設安裝條件;為支持新能源汽車充電設施發(fā)展,湖北省出臺了一系列配套政策,如將新能源汽車充電設施建設用地納入土地綜合利用總體規(guī)劃和年度用地計劃,按照電網項目建設用地給予保障和優(yōu)惠。武漢市還要求新建小區(qū)和公用大型停車場按照20%的比例規(guī)劃和配置新能源汽車充電設施。其他部分省份也有相應的配套措施陸續(xù)出臺,都對新建住宅小區(qū)的新能源汽車充電樁的建設標準提出了要求。
湖北省發(fā)布的《湖北省能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》指出將加快電動汽車充電基礎設施建設。以滿足城市電動汽車需求為出發(fā)點,堅持能源互聯(lián)網先進發(fā)展理念,采用智能電網先進技術,建立電動汽車互動服務平臺,建設充電站410 座,充電樁約19 萬個。加大充電設施配套電網建設與改造,保障充電設施無障礙接入,確保電力供應暢通無阻,滿足充電設施運營要求。
2 充電樁簡介及選型
2.1 國標充電樁有交流樁和直流樁兩種
(1)交流充電樁是給帶有車載充電機的電動汽車提供電源,不調節(jié)輸出,由于電動汽車車載充電機的功率一般都比較小,所以交流充電樁無法實現(xiàn)快速充電。
(2)直流充電樁是直接給電動汽車電池充電的,根據(jù)BMS 調節(jié)輸出電壓和電流,功能比交流樁要復雜很多。由于直流充電樁可直接為電動汽車的電池充電,一般采用三相四線制或三相三線制供電,輸出的電壓和電流可調范圍大,可以實現(xiàn)電動汽車快速充電。因此得到廣泛運用。
2.2 直流充電樁的型式:單槍、雙槍輪充、雙槍同充、一拖四普通群充
2.2.1 單槍充電的優(yōu)缺點
優(yōu)點:結構和使用操作簡單,成本低。缺點:①只能按照大供電功率的電動汽車進行配置,設備投資比較大。②車輛數(shù)量限制,夜晚充電時需要人工對車輛進行充電調度。③充電功率較小的汽車充電,剩余功率浪費,系統(tǒng)運營能效比降低,利用率低。④升級改造費用高。
2.2.2 雙槍輪充的優(yōu)缺點
優(yōu)點:可以利用夜晚谷時電價,無需人工調度,結構和單槍相同,利用率更高。缺點:無法同時充電,處于大電流充電狀態(tài),無法同時小電流充電,對電池壽命不利,本質上仍然為單充,設備投資大,利用率稍低,升級改造費用較單槍充電樁低。
2.2.3 雙槍同充的優(yōu)缺點
優(yōu)點:比輪充利用率更高。缺點:固定功率,投資較高,利用率稍好于輪充,車輛多時仍需要人工干預調度。
2.2.4 一拖四群充優(yōu)缺點
優(yōu)點:在固定模塊上加上動態(tài)充電模塊的架構,投資較小,一次可充電車輛多。缺點:無法全面的分配功率。
2.3 在選擇充電樁時應選擇具備高兼容性、擴展性、適用車型多和易升級的充電樁,避免導致充電樁不能適應電池技術的發(fā)展,無法對電動汽車充電。
3 充電樁負荷計算
充電樁變壓器容量計算公式:
SΣ=Kt×Kx×Cn×(Kn×Pn+Km×Pm)/(η×cos準)
SΣ為變壓器總安裝容量(kVA);η 為變壓器負載率,取0.70~0.8;
cos準為補償后功率因數(shù),取0.95;
Pn 為交流充電樁(慢充)安裝功率,取7kW;
Pm 為直流充電樁(快充)安裝功率,取60kW 作為基數(shù)(一般有30kW、45kW、60kW、75kW、90kW、105kW、120kW);
Cn 為小區(qū)規(guī)劃停車位數(shù)量;
Kn 為慢充停車位配置數(shù)量比例系數(shù)(慢充數(shù)量/規(guī)劃車位數(shù)),近期系數(shù)取0.20,遠期系數(shù)取0.45;
Km 為快充停車位配置數(shù)量比例系數(shù)(快充數(shù)量/規(guī)劃車位數(shù)),近期系數(shù)取0.02,遠期系數(shù)取0.045;
Kx 為充電樁需要系數(shù),充電樁數(shù)量(慢充+快充)5~10 個,取0.75~0.85;10~50 個,取0.55~0.65;50 個以上,取0.4~0.45;
Kt 為充電樁同時使用系數(shù),充電樁數(shù)量(慢充+快充)5~50 個,取0.85~0.90;50 個以上,取0.6~0.7。
注:該公式取自國家標準圖集《充電汽車充電基礎設施設計與安裝編制技術資料》。
4 充電樁的安裝注意事項
(1)電動汽車與充電樁之間應保證安全距離:充電樁安裝在車側且不妨礙車門開啟時,充電樁外廓(含防撞設施)距電動汽車凈距不應小于0.4m,充電設備安裝在車尾時,充電設備外廓(含防撞設施)距電動汽車凈距不應小于0.5m。
(2)充電樁安裝應預留檢修和操作空間,其檢修操作面與建(構)筑物之間距離不應小于0.8m。
(3)充電樁采用落地式安裝方式時應符合下列要求:①充電樁基礎應抬高,高出場地地坪的高度室內不應低于100mm,室外不應低于250mm;②底座基礎宜大于充電樁長寬外廓,尺寸不應低于50mm。
(4)充電樁采用壁掛式安裝方式時應滿足下列要求:①應豎直安裝于與地平面垂直的墻體,墻面符合承重要求,充電樁應固定可靠;②設備安裝高度應便于操作,設備人機界面操作區(qū)域水平中心線距地面宜為1.5m。
5 結束語
近幾年新能源汽車的快速發(fā)展讓充電設施顯得捉襟見肘,加之“有樁無電”“車樁不兼容”“消費成本高”等問題的存在,也影響了新能源汽車的用戶體驗,發(fā)展充電基礎設施迫在眉睫,也是時代發(fā)展的需要。
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