王 越，司崇偉

（遼寧省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110005）

隨著“碳達(dá)峰”“碳中和”概念被納入到生態(tài)文明建設(shè)的整體布局中，電動(dòng)汽車行業(yè)已經(jīng)成為國(guó)家未來(lái)重要戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，電動(dòng)汽車的應(yīng)用普及也加快了充電基礎(chǔ)設(shè)施的投入與建設(shè)，相關(guān)國(guó)家規(guī)范及多地的建設(shè)主管單位均要求停車場(chǎng)的車位數(shù)按照一定比例裝設(shè)新能源汽車的充電裝置來(lái)滿足充電需求，加速推廣。

1 分類與技術(shù)參數(shù)

根據(jù)《電動(dòng)汽車充電站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50966-2014，充電系統(tǒng)包括非車載充電樁及交流充電樁。非車載充電樁即直流充電樁，也經(jīng)常被稱為“快充”，可以把輸入的三相交流電轉(zhuǎn)為輸出的可調(diào)節(jié)直流電，從而對(duì)電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池進(jìn)行直接充電，在短時(shí)間充滿電池。直流充電樁額定功率一般為30kW 和60kW,其裝置占用面積較大，適合以企業(yè)對(duì)象為服務(wù)主體的專用充電站停車場(chǎng)或者少量設(shè)置在大型商業(yè)的辦公停車場(chǎng)內(nèi)。

交流充電樁常被稱為“慢充”，配合帶有車載充電機(jī)的電動(dòng)汽車使用?，F(xiàn)有絕大部分交流充電樁不具備輸出功率調(diào)節(jié)，僅具有計(jì)量和保護(hù)功能。它分為三相和單相裝置，其占地面積較小，但充電時(shí)間較長(zhǎng)，廣泛應(yīng)用在各類住宅、商業(yè)辦公的公共停車場(chǎng)內(nèi)。

充電樁系統(tǒng)在室外采用TT 系統(tǒng)接地，室內(nèi)采用TN-S、TN-C-S 系統(tǒng)接地。每個(gè)充電樁裝置的饋線回路中，應(yīng)裝設(shè)帶有剩余電流保護(hù)功能的斷路器，保護(hù)整定值為30mA，為保護(hù)充電使用人員的人身安全，動(dòng)作時(shí)間小于0.1s，從而確保充電使用人員的安全。

2 車庫(kù)充電樁配電設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

2.1 充電樁的負(fù)荷等級(jí)及負(fù)荷計(jì)算

除了少數(shù)場(chǎng)所如中斷供電會(huì)造成較大的社會(huì)秩序、公共交通混亂或者公共安全的損失，其他情況電動(dòng)汽車充電設(shè)備采用三級(jí)負(fù)荷供電。根據(jù)18D705-2《電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)與安裝》國(guó)標(biāo)圖集，電動(dòng)汽車充電設(shè)施的負(fù)荷計(jì)算采用需要系數(shù)法，家用的交流充電樁或者公共場(chǎng)所中的單臺(tái)交流充電樁需要系數(shù)宜取1，多臺(tái)7kW 交流充電樁因?yàn)殡姵貭顟B(tài)、汽車型號(hào)等不同，需要系數(shù)范圍在0.28～1.0 之間。而30kW 的直流充電設(shè)施需要系數(shù)范圍在0.4～0.8之間。并采用下列的公式進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算：

式中：Sjs——充電設(shè)施的計(jì)算容量，kVA；

P1、P2、P3——各類充電設(shè)施的額定功率，一般按非車載充電機(jī)、單相交流充電樁、三相交流充電樁等進(jìn)行負(fù)荷分類和分組，kW；

η1、η2、η3——各類充電設(shè)施的工作效率，一般取 0.95；

cosφ1、cosφ2、cosφ3——各類充電設(shè)施的功率因數(shù)，一般要大于 0.90；

Kt——同時(shí)系數(shù)，一般取0.8～0.9；

Kx——需要系數(shù)。

計(jì)算非充電主機(jī)系統(tǒng)負(fù)荷時(shí)采用式（1）、式（2），其中包括交流充電樁、非車載充電機(jī)；計(jì)算充電主機(jī)的系統(tǒng)應(yīng)采用式（3）。

2.2 充電樁的設(shè)置比例

新建住宅的配建停車場(chǎng)應(yīng)100%配套建設(shè)充電設(shè)施或預(yù)留建設(shè)需要的安裝條件，大型公共建筑的配建停車場(chǎng)應(yīng)有不少于10%的車位建設(shè)充電設(shè)施或預(yù)留建設(shè)需要安裝的條件，而政府辦公樓停車場(chǎng)配置充電設(shè)施的樁位比例要≥20%，而預(yù)留充電設(shè)施的樁位比例要≥10%，以便于滿足遠(yuǎn)期發(fā)展。

2.3 充電樁的預(yù)留位置及安裝

車庫(kù)內(nèi)的充電樁應(yīng)根據(jù)配電室位置，電動(dòng)車車位分布，車庫(kù)內(nèi)車流流線等因素合理分配，同時(shí)預(yù)留位置要遠(yuǎn)離有可能發(fā)生火災(zāi)或者爆炸的地方，遠(yuǎn)離地漏等有可能有水的地方，不可以設(shè)置在可能有劇烈震動(dòng)的地方。由于直流充電具有充電時(shí)間短、充電電流大的特點(diǎn)，其具有更高的火災(zāi)危險(xiǎn)性，因此直流充電樁應(yīng)設(shè)置在方便消防救援力量盡快到達(dá)的地方，如車庫(kù)出入口附近的防火分區(qū)內(nèi)，而在各層不同的防火分區(qū)根據(jù)需要設(shè)置交流充電樁。如果充電樁數(shù)量不多，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行集中布置，集中管理，保證設(shè)計(jì)的充電樁位置和作為電源點(diǎn)的變配電室盡可能的接近。實(shí)際的設(shè)計(jì)中要注意，充電樁的位置分布不能給其它電動(dòng)汽車充電或正常出行帶來(lái)過(guò)多影響，同時(shí)應(yīng)采取一定的防護(hù)措施，如預(yù)留足夠的安全距離來(lái)確保充電樁及人員操作安全。

民用建筑中的車庫(kù)充電樁主要采用落地式、立柱式、壁掛式三種安裝方式，落地式安裝具有重量重、體積大的特點(diǎn)，同時(shí)需要在地面做基礎(chǔ)，適用于非車載充電樁；立柱式安裝具有重量輕、體積小的特點(diǎn)，適用于交流充電樁；壁掛式的特點(diǎn)也是體積小，重量輕，直接掛墻安裝，同樣適用于交流充電樁。在車位尾端通常會(huì)采用落地式充電樁，設(shè)備安裝時(shí)要高出地面0.3m。有條件時(shí)可選用壁掛式充電樁的安裝方式，在墻或柱子上安裝，通過(guò)提升壁掛式充電樁高度，此種安裝方式不會(huì)過(guò)多占用其它車位的空間。需要注意的是將充電樁安裝在柱子上時(shí)，一定要注意保證不能對(duì)消火栓等其他的功能性設(shè)施位置造成影響，同時(shí)充電車位的邊緣與充電設(shè)施外部之間的距離應(yīng)不低于0.4m，以便于工作人員在操作過(guò)程中保持安全距離。

另外充電樁安裝時(shí)要注意配電箱柜的安裝不能影響正常停放車輛的使用，配電箱柜與橋架的連接位置要設(shè)置跨接線。

2.4 計(jì)量管理及監(jiān)控

充電樁應(yīng)設(shè)置低壓獨(dú)立計(jì)量，位置設(shè)在低壓出線回路處?？梢约瓤梢詽M足電力公司的計(jì)量要求，又享受到地方政府的新能源推廣優(yōu)惠補(bǔ)貼。

充電樁宜采用一體式設(shè)計(jì)，計(jì)量表可采用復(fù)費(fèi)率型嵌入在充電樁內(nèi)，根據(jù)峰谷平不同時(shí)段執(zhí)行不同的計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，從而優(yōu)化用電效率；同時(shí)其應(yīng)符合相關(guān)國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的電能計(jì)量裝置的管理要求，儀表準(zhǔn)確度等級(jí)分為兩種，對(duì)于有功電表準(zhǔn)確度等級(jí)為1.0 級(jí)，對(duì)于無(wú)功電表準(zhǔn)確度等級(jí)為2.0 級(jí)。

建設(shè)單位不僅要合理規(guī)劃設(shè)置充電樁，還要合理設(shè)計(jì)充電樁的后續(xù)管理監(jiān)測(cè)。充電樁的計(jì)量部分的模塊包括計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)、讀寫裝置、電能表等，可將充電樁的計(jì)費(fèi)管理數(shù)據(jù)如電能的各種數(shù)據(jù)、充電的電量數(shù)據(jù)通過(guò)監(jiān)控管理云平臺(tái)接入小區(qū)的物業(yè)管理系統(tǒng)，進(jìn)而統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)。

監(jiān)控管理云平臺(tái)包括控制層、間隔層、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備?？刂茖影üぷ髡?、打印機(jī)、服務(wù)器，間隔層包括供配電設(shè)備監(jiān)控單元、充電設(shè)備監(jiān)控單元、安防終端。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括網(wǎng)關(guān)、光電轉(zhuǎn)化設(shè)備、交換機(jī)、網(wǎng)線。可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)終端檢查充電樁的充電次數(shù)、充電量等實(shí)時(shí)狀態(tài)，進(jìn)而了解每臺(tái)充電樁的運(yùn)行及運(yùn)營(yíng)情況；通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控充電樁情況，當(dāng)檢測(cè)到設(shè)備故障時(shí)，能自動(dòng)斷電，等待維修人員前來(lái)處置，并把信息發(fā)送給云端；同時(shí)能對(duì)不同的區(qū)域的信息進(jìn)行統(tǒng)一匯總處理，能支持不同的充電費(fèi)用支付：如充電IC卡、收費(fèi)支付碼、支付寶、微信、Apple Pay、本地App 等。

2.5 防雷接地

充電樁防雷接地部分的設(shè)計(jì)需符合《建筑物防雷設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50057-2010，因室外充電樁遭受雷擊的概率相對(duì)較高，故對(duì)室外充電樁，應(yīng)采用直擊雷防護(hù)裝置；條件不滿足時(shí)，可采取其它防直擊雷措施，如設(shè)置接閃針。

系統(tǒng)接地應(yīng)采用TN-S 系統(tǒng)，充電設(shè)備金屬外殼及支架等金屬構(gòu)件應(yīng)同整個(gè)建筑的接地裝置一并連接，距離建筑物較遠(yuǎn)的室外電動(dòng)車充電樁可采用單獨(dú)接地。充電樁的保護(hù)接地、工作接地、防雷接地共用一套接地裝置，接地電阻≤1Ω。在充電樁的配電箱內(nèi)應(yīng)預(yù)留接地端子，需要做等電位聯(lián)結(jié)。

3 結(jié)語(yǔ)

不久的未來(lái)，隨著電動(dòng)汽車電池技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)汽車的制造成本將會(huì)進(jìn)一步的下降，而續(xù)航里程數(shù)會(huì)進(jìn)一步的提高，整個(gè)的電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)，而這些電動(dòng)汽車技術(shù)的傳播與發(fā)展，為未來(lái)整個(gè)建筑領(lǐng)域的充電樁配套建設(shè)、推廣指明了新的方向。目前，電動(dòng)汽車充電樁屬于正在快速發(fā)展的新興領(lǐng)域，影響的因素較多，同時(shí)新技術(shù)的發(fā)展也會(huì)對(duì)配套設(shè)計(jì)提出新的要求。為了確保充電樁配套設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行，設(shè)計(jì)人員可結(jié)合最近電動(dòng)汽車及充電樁的發(fā)展與我國(guó)實(shí)際的情況，明確好設(shè)計(jì)的核心要點(diǎn)，關(guān)注配電設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題，做好相關(guān)的優(yōu)化配置，為居民提供更加安全、舒適、方便的電動(dòng)汽車使用條件，進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)新能源汽車的發(fā)展，給人們的工作、生活帶來(lái)更多的便利。