电动汽车充电站及充电桩的发展前景与典型设计

电动汽车充电站及充电桩的发展前景与典型设计

谭森林

（深圳市湘升电力电器实业有限公司518118）

摘要：充电桩是新能源汽车发展的必要配备设施，充电站的设计功能十分繁杂。本文主要对典型充电站的设计范围和充电桩的未来发展前景进行了简要的分析，旨在为相关部门、设计单位和设备制造业提供参考和借鉴。

关键词：充电桩；充电站；典型设计；WTW

随着环境污染的加重，政府倡导节能减排的口号持续受到人们的关注。在当前我国面临的环境现状之下，我国人民对新能源汽车的关注度明显上升。与此同时，政府出台了相关的政策，目的是促进新能源汽车在进一步推广和普及。但仍然存在许多不利的因素制约着我国新能源汽车技术的发展，特别是在充电桩的管理和建设方面存在的一些问题。

1.充电桩发展现状

截止到目前我国已经建成的充换电站可累计达到890座，有超过3.2万个交直流充电桩，直接为超过13万的电动汽车提供了相关服务。目前我国的充电实施和电动汽车的比例约为1:4，正处于严重的失衡状态。有关部门统计了我国新能源汽车在近年来的生产量，结果显示我国在最近一年共生产新能源汽车22.5万辆，相比往年有了很大的增长，随着新能源汽车产量的不断增加，充电桩建设的问题显得特别重要[1]。

2.电动汽车充电站的典型设计

2.1规模及选址

充电站在布局和设计上应结合多种因素进行考虑，并充分利用给排水、交通、供电等公共设施。在充电站选址时最好选择与城市道路相近的区域，不适宜在城市主要交通干道、交叉路口以及市中心等位置。应结合城市的电网规划和建设等情况进行综合的考虑，在满足供电要求的同时，选择的场所排除具有浓烈腐蚀性气体和多尘的区域，如果必须要选择在这些场所，则要选择将充电站建设在下风口的位置，尽量远离污染。另外，在具有强烈的震动的场所中不适宜建设充电站。

2.2典型设计范围

2.2.1配电系统的设计

根据充电场站的面积与充电汽车的电池负荷计算确定系统的总容量，采用单母线的供电方案进行系统的接线，合理利用环保节能的变压器获取优质电源，采用树干式输配电的方式供电到充电桩。

变压器、高低压配电柜、动力配电箱、充电桩、电力电缆等设备是组成供配电系统的主要工具。安全、经济、合理、环保选用供配设备能保证整个供配电系统的可靠。

2.2.2充电系统设计

充电机的选择设计根据电动汽车的性能、参数、电池容量来决定，可采用交流慢充和直流快充两种充电方式；根据车位布置和汽车充电接口选择双枪或单枪充电。可采用读卡器和人机界面操作来实现充电；也可采用手机APP、手机微信支付来实现充电；更可以采用全自动充电模式，插枪后走人，用后台管理和手机远方控制来实现充电。

2.2.3安防系统的设计

安防系统主要包括硬盘录像机和摄像头组成，主要是实施对站内的关键区域的监控。安防系统主要考虑到充电站的电气设备、关键设备安装地点以及监视周围环境等，满足系统安全生产的监控条件，且具有安全警卫的功能。

2.2.4通信系统设计

结合充电站介入系统方案，充电站应建设光缆路由。如果到充电站的直达光缆路由无法实现，可以与现有光缆的网络情况相结合，利用其它光缆，实现两者之间的迂回连接。工程中涉及到的光缆、通路等具体的铺设方式要结合具体情况加以分析再实施。

2.2.5土建及消防系统的设计

按照功能的不同可将充电站划分为三个区域，分别是配电设备区域、充电车位区域、充电设备区域。配电设备区域根据场地规划许可采用建设配电房或安装预装式箱式变电站的方案；充电车位区域根据充电汽车及场地合理布置；充电设备区域可根据场站要求建成立式和挂式。电缆敷设可分别采用电缆沟和预埋管两种方式敷设。

在设计充电车位区域时应充分考虑与建筑物之间的间距，避免发生火灾。在场地出入口设置的过程中应充分考虑停车场的疏散要求。在监控室内设置消防控制器和烟感探头、以及火灾报警系统。在配电室及充电站按标准配置灭火器，砌筑消防沙池等。

2.2.6照明和防雷接地系统

充电站照明可选用节能环保、质量可靠的LED光源。采用光控和时控相结合的方式来控制照明。配备应急照明灯，保证备用供电时间在一个半小时以上。应急照明设备要采用不易燃烧的材料制作，减少火灾发生的概率。

在建筑物顶部设置避雷带，以防止雷击。采用TN_S系统用于低压配电设置，以水平接地体为主设置主接地网，同时以垂直接地体为辅。所有不带金属外壳的电气设备和车棚立柱都应可靠接地，全站内的接地电阻应小于4Ω。

3.关于充电桩未来发展的设想

电动汽车行业的发展已经不仅限于技术的问题，也体现在观念的转变上。按照车辆排放情况来看，不管是什么样的发电方式，电动汽车确实有效减少了对环境造成的污染。同时，电动汽车相比汽油汽车，具有更高的能源和车轮效率，因此，电动车行业具有良好的发展前景，同时这也预示着将会投入更多的充电桩建设。

在建设充电桩的过程中，涉及到三个方面的建设内容，包括工程、电网和充电设备，尤其是在建设大型的充电站时，需要与国家电网展开合作，以便获取更稳定的电能。充电桩的未来发展方向是智能化，充电桩在第一时间获得电力部门的最新电力价格信息，并根据电力部门发布的信息为用户提供如何用最经济的方式对车辆进行充电。如果电力部门出现了电力供给紧张的情况，利用智能化的充电桩乐意将电动汽车电池内的点亮反向传送给国家电网部门，缓解国家电网部门的用电紧张情况。实现电网部门和电动汽车之间的电量互相转换，满足两者的用电需求，促进供电压力的缓解。

充电桩及电动汽车的国家标准还需进一步完善，来实现整个充电行业的兼营性，但在实现这一过程中不仅涉及到技术的问题，也牵扯到政府部门和电动车企业之间的利益关系，希望政府与企业之间权衡好关系。

4.结论

在建设充电桩的过程中涉及到的因素十分复杂，包括物业、企业和政府之间的关系。我国目前正处于建设充电桩的热潮中，对于提高充电桩的利用率和经济效益的具体方法，还需要除顶层设计下的各方共同配合实现。在未来我们可以持续关注政府的政策和行业的发展动态，寻求合适的给予促进电动汽车领域的发展。

参考文献：

[1]周敏洁.电动汽车购买决策影响因素的实证研究[J].上海汽车,2013(4):39-44.

[2]岳小伟,王震坡,程潇骁,等.民众对电动汽车认知的实证研究———基于1027位民众的问卷调查[J].科技创新导报,2010(30):248-249.

[3]唐葆君,郑茜.中国电动汽车配套基础设施布局需求侧研究———基于Logit回归的消费者偏好分析[J].北京理工大学学报(社会科学版),2013(8):14-20.