【文章內(nèi)容簡介】 可擁有電池維護區(qū)和其他服務(wù)區(qū)域等。 （ 3）充電站的模型設(shè)計 結(jié)合以上分析設(shè)計出的充電 站布置示意圖見 21 所示。 圖 21 充電站布置示意圖 充電站施工原則 充電站的總體規(guī)劃應(yīng)與珠海橫琴島當?shù)貐^(qū)域總體規(guī)劃相協(xié)調(diào)，還應(yīng)符合環(huán)境保護和防火安全的要求，應(yīng)該充分利用就近的交通、消防、供電、給排水及防排洪等公用設(shè)施。 （ 1）施工總體規(guī)劃 1）充電站的總體規(guī)劃應(yīng)對站區(qū)、電源進出線走廊、防排洪設(shè)施、給排 水設(shè)施、進出站道路等進行合理布局、統(tǒng)籌安排。 2）城區(qū)內(nèi)的充電站，宜靠近城市道路，不宜選在城市干道的交叉路口 和交通繁忙路段附近。 （ 2） 環(huán)境要求 1）充電站不應(yīng)靠近 有潛在危險的地方，當與有爆炸或火災(zāi)危險的建筑物毗連時，應(yīng)符合《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范 GB5005892》的有關(guān)規(guī)定。 2）充電站不宜設(shè)在多塵或有腐燭性氣體地場所，當確定無法遠離時，不應(yīng)設(shè)在污染盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。 3）充電站不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動或高溫的場所。 4）充電站不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。 充電站的外部接入方式 （ 1）獨立設(shè)施 獨立充電設(shè)施包括多為商業(yè)運營，充電終端數(shù)目多，其停電影響比較大，可 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 8 考慮由兩回路電源供電，供電 變壓器亦應(yīng) 有兩臺（兩臺變壓 器不一定在同一變電所）。從 供用電的安全可靠性及充電站 投資成本兩方面綜合考慮，可 采取雙路高壓電源進線單母線 分段的外部接線方式。雙電源 單母線分段接線如圖 22。 （ 2） 獨立設(shè)備 對于獨立充備，如居民小 區(qū)停車場、社會停車場等處安 裝的電動汽車充電終端等，其供電可靠性要求要低于獨立充電設(shè)施，并且從實際情況考慮，往往不具備條件新建專門的供電變壓器，只能利用原有的供電配套設(shè)施進行改造。必須根據(jù)充電設(shè)備安裝點現(xiàn)有的負荷容量來考慮，包括谷電的負荷。具體方案應(yīng)根據(jù)實際的供電設(shè)施、小區(qū)的建筑環(huán)境 具體來確定。 充電站 /樁的充電方式及其配置 （ 1） 常規(guī)充電 1)常規(guī)充電，即是在電動汽車內(nèi)的蓄電池放電即將完畢時，給予即時充電，此充電的電流較低，大小約為 15A，基本都是采用小電流的恒壓或恒流充電，一般充電時間為 5 至 8 小時，甚至有的長達 10 至 20 多小時，但即使是特殊情況下也不應(yīng)超過 24 小時。 2)常規(guī)充電的優(yōu)點有如下三個方面： ① 盡管常規(guī)充電的時間較長，但其所用充電器的功率和電流的額定值并不是關(guān)鍵，因此設(shè)備的成本相對較低； ② 常規(guī)充電還有一個比較明顯的優(yōu)點就是可以利用電力低谷時對電動汽車進行充電，同時充電成本也較低，既起到填谷作用又可降低充電成本； ③ 由于常規(guī)充電使用的是小電流充電，在電池的正常使用范圍內(nèi)，因此此充電方式可延長電池的使用壽命。 3）常規(guī)充電的主要缺點：其充電時間過長，如遇到緊急事情需要外出時不切實際，其二，就是充電時間基本只能在晚上，如白天不用車時，也想長時間慢充，可實際上成本較高。 圖 22單母線分段接線 G— 電源（發(fā)電機或變壓器）進線； QF— 斷路器 W— 母線； QS— 隔離開關(guān)； QE— 接地開關(guān)； WL— 出線（輸電線路） 圖 第二章 電動汽車充電站規(guī)劃基礎(chǔ) 9 4）典型常規(guī)充電站的規(guī)模 根據(jù)目前電動汽車常規(guī)充電的數(shù)據(jù)資料，一般以 20~40 輛電動汽車來配置一個充電站，這種配置是考慮充分利用晚間谷電進行充電，優(yōu)點是提高充電設(shè)備利用率。在高峰時也考慮充電，則可以 60~80 輛電動來配制一個充電站，但缺點是充電成本上升，增加高峰負荷。 5）充電站電力配套的典型配置（前提充電柜具有諧波等處理功能） ： 建設(shè)配電站設(shè)計 2 路 20kV 電纜進線（配套規(guī)格為： YJV223*300 電纜）， 2臺 500kVA 變壓器， 14 路 380V 出線。其中二路為快速充電專用出線（配套規(guī)格為 ： YJV223*240 電纜），二路為機械充電或備用出線，其余為常規(guī)充電出線（配套規(guī)格為： YJV223*240 電纜、 10 回路）。 設(shè)計 2 路 20kV 電纜進線（配套 :YJV223*300 電纜），設(shè)置 2 臺 500kVA 用戶箱變，每臺箱變配 3 路 380V 出線（配 YJV223*240 電纜），每路出線設(shè)置一臺 3回路電纜分支箱向充電柜供電（配 YJV223*240 電纜、 18 回路）。 （ 2） 快速充電 1） 快速充電站可根據(jù)服務(wù)對象的多少，分為大型、中型和小型充電站。一般采用直流充電的方式，將市區(qū)電網(wǎng)交流電能通過高頻開關(guān)電源 轉(zhuǎn)換為直流電源，由充電機控制系統(tǒng)與 BMS（即電池管理系統(tǒng)）對充電過程進行控制，適時根據(jù)電池狀態(tài)和電池信息調(diào)整充電電壓、電流，直至完成充電。此充電方式的充電站是目前投運較多的充電設(shè)施。 快速充電方式是以較大的電流短時間給電動汽車充電，所需時間只需 20min左右，至多也就是 2 小時左右，而一般的充電電流為 150～ 400A。 2） 快速充電方式有以下四個優(yōu)點： ① 毋庸置疑，當然是充電時間較短，方便； ② 充電電池壽命長（正常情況下可充電 2020 次以上）； ③ 快速充電方式?jīng)]有記憶性，可以大容量充電及放電，在幾分鐘內(nèi)就可充電至 70%至 80%； ④ 由于此類充電方式只需 20 來分鐘左右便可充滿電，因此，充電站在建設(shè)時可不少建些停車場。 3） 快速充電方式相對也存在一些缺點： ① 充電器的充電效率較低，且相應(yīng)的 工作和安裝成本較高； ② 由于此方式采用充電電流大，這就對充電技術(shù)方法及充電的安全性提出了更高的要求，同時計量收費設(shè)計也需特別考慮。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 10 4） 典型快速充電站的規(guī)模 根據(jù)目前電動汽車快速充電的數(shù)據(jù)資料，一般以同時向 8 輛電動汽車充電來配置一個充電站。 5）充電站電力配套的典型配置 建造配電站設(shè)計 2 路 20kV 電纜進線（配套 :YJV223*300 電纜）， 2 臺 500kVA變壓器， 10 路 380V 出線（配套 :YJV223*240 電纜、 10 回路）。 設(shè)計 2 路 20kV 電纜進線（配套 :YJV223*300 電纜），設(shè)置 2 臺 500kVA 用戶箱變，每臺箱變配 4 路 380V 出線，供充電站（配套 :YJV223*240 電纜、 8 回路）。 （ 3） 機械充電 1）機械充電方式的充電站，也就是常說的電池更換站，此模式是利用充電站內(nèi)大容量充電能力，不間斷地為電池進行充電，對充滿電的電池進行庫存，當車輛需要充電時，只需進站更換電池組即可繼續(xù)行駛，將換下來的電池留在換電站內(nèi)繼續(xù)充電，省去了原本較長的充電等待時間，此類模式目前已經(jīng)在部分城市的公交車線路上 投運，是未來電動汽車充電設(shè)施的發(fā)展趨勢。 2）機械充電方式有如下四個優(yōu)點： ① 從車主角度來看，更換充滿電的蓄電池，更換已經(jīng)耗盡的蓄電池，有利于提高車輛使用效率，同時，也提高了車主的方便性和快捷性； ② 從配電網(wǎng)角度來看，更換下來的蓄電池可以利用低谷時段進行充電，減少電動汽車在用電高峰時充電對電網(wǎng)造成負擔(dān)，同時，降低了充電成本，提高了車輛運行經(jīng)濟性； ③ 從另一角度分析可知，此充電方式解決了充電時間乃至蓄存電荷量、電池質(zhì)量、續(xù)駛里程長及價格等難題； ④ 由于電池的更換、充電和維護工作是由專業(yè)人員完成，可以及時發(fā)現(xiàn)電池組中電池的問題，進行維修工作，對于電池的維護工作將具有積極意義，電池組放電深度的降低也將有利于提高電池的壽命。 3） 機械充電方式現(xiàn)狀所面臨的問題： 由于現(xiàn)在市場上還沒有一個較為系統(tǒng)化的運作模式，因此政府部門及相關(guān)部門要出臺相關(guān)的文件，將其各部分系統(tǒng)化、標準化，如同此 充電方式的電池與電動汽車要達到標準化；電動汽車的設(shè)計及改進要有一定的標準模式、充電站的建設(shè)要適應(yīng)當?shù)匚磥硪?guī)劃發(fā)展、以及電池的流通也需要專業(yè)人員來管理。 4）機械充電站的規(guī)模 小型機械充電站可以結(jié)合常規(guī)充電站建設(shè)同時考慮，可以根據(jù)需要選擇更大容量的變壓器；中型機械充電站一般以 50~80 組充電電池同時充電；大型機械充 第二章 電動汽車充電站規(guī)劃基礎(chǔ) 11 電站一般以 80~100 組充電電池同時充電，配置一個大型機械充電站，主要適用于出租車行業(yè)或電池租賃行業(yè)，一天不間斷可以完成對 400 組電池的充電。 5）充電站電力配套的典型配置 （中型機械充電站） 配電站 2 路 20kV 電纜進線（配套 :YJV223*300 電纜）， 2 臺 1000kVA 變壓器，14 路 380V 出線（配套 :YJV223*240 電纜、 14 回路）。 （大型機械充電站） 配電站 2 路 20kV 電纜進線（配套 :YJV223*300 電纜）， 2 臺 1600kVA 變壓器，14 路 380V 出線（配套 :YJV223*240 電纜、 14 回路）。 （ 4） 便攜式充電 1）別墅 具備三相四線表計，獨立的停車庫，可利用已有的住宅供電設(shè)施，從住宅配電箱專門放一路 22 1610 mmmm 或 的線路至車庫的專用插座，來提供便攜式充電電源。 2） 一般住宅 具有固定的集中停車庫，一般要求地下停車場（充電安全考慮），可以利用小區(qū)原有的供電配套設(shè)施進行改造，必須根據(jù)小區(qū)已有的負荷容量來考慮，包括谷電的負荷。具體方案應(yīng)根據(jù)小區(qū)的供電設(shè)施、方案以及小區(qū)的建筑環(huán)境具體來確定。 （ 5） 充電樁的慢速充電 充電樁的慢速充電方式具有占地省、投資小、易安裝、免維護等優(yōu)點，但充電時間相對較長，一般為 7~12 小時。 充電樁的布置一般在居民小區(qū)、超市、高校周邊等等地方，充電樁 采用交流220V 供電，容量不宜大于 3kW，可以統(tǒng)一由供電公司裝設(shè)計量計費系統(tǒng)，也經(jīng)供電公司同意后，由小區(qū)物業(yè)、超市管理部門、高校后期部等相關(guān)部門代收費用。 以上這五種充電方式，都應(yīng)配置完整的供配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、計量收費系統(tǒng)，雖然各種方式都有自己的優(yōu)點及適用范圍，但也有存在些需改善的地方。而我們在實際的應(yīng)用中，可以將這五種充電方式方法進行有效的結(jié)合，取之所長，以達到我們出行的要求。雖然如此，但現(xiàn)狀較多方面技術(shù)還未成熟，對于運營和管理將帶來一定的難度，如出行時，電池的實際放電能滿足往返需求，則不需要 中途充電，但電池容量不能滿足要求，而時間允許時，可進行短暫的快速充電，如比較緊時，還可選擇更換電池，而在這個過程中，存在幾個問題，現(xiàn)市場上供應(yīng)的電池的容量是否得到提升、主干路上是否設(shè)有應(yīng)急的維修店、充電站的布局是否合理、是否設(shè)有應(yīng)急外送更換電池服務(wù)等等。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 12 充電站規(guī)模分級 （ 1） 一級充電站 動力蓄電池存儲能力不小于 6800kWh，或單路配電容量不小于 5000kVA 的充電站。該站一般可以每日提供 200 臺次以上大中型商用車的電池更換或充電服務(wù)，或可以提供 500 臺次以上乘用車的電池更換或充電服務(wù)。 （ 2） 二級充電站 動力蓄電池存儲能力不小于 3400kWh，但小于 6800kWh，或單路配電容量不小于 3000kVA，但小于 5000kVA 的充電站。該站一般可以日提供 100200 臺次大中型商用車的電池更換或充電服務(wù)，或可以提供 200500 臺次乘用車的電池更換或充電服務(wù)。 （ 3） 三級充電站 動力蓄電池存儲能力不小于 1700kWh，但小于 3400kWh，或單路配電容量不小于 1000kVA 的充電站。該站一般可以日提供 40100 臺次大中型商用車的電池更換或充電服務(wù)，或可以提供 100200 臺次乘用車的電池更換或充電服務(wù)。 （ 4） 四級充電站 動力蓄電池存儲能力小于 1700kWh 或單路配電容量小于 1000kVA 的充電站。該站一般可以日提供 40 臺次以下大中型商用車的電池更換或充電服務(wù)，或可以提供 100 臺次以下乘用車的電池更換或充電服務(wù)。 具體等級劃分見表 21 所示 ??14 表 21 充電站等級劃分 充電站等級 一級 二級 三級 四級 電池存蓄量 kWh ? 6800 34006800 17003400 1700 單路配電容量 kVA ? 5000 30005000 ? 1000 1000 服務(wù)車次（乘用車） 500 200500 100200 100 在對充電站的規(guī)劃過程中充分考慮電動汽車的充電負荷給電網(wǎng)帶來的影響是很有必要的，比如充電負荷的增加需要新增變壓器、新建或 更換配電線路等帶來的配電網(wǎng)改造升級的費用在充電站的規(guī)劃過程中都是需要綜合考慮。另外，充電站內(nèi)的非線性負荷會給電網(wǎng)帶來很大的諧波污染，如果不能得到有效治理將會對電能質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。所以，充電站建設(shè)而需加裝的諧波質(zhì)量設(shè)備的費用也是不容忽視的。 充電站對配電網(wǎng)的影響 電動汽車充電