簡析新能源電動汽車充電樁選型與安裝的探討

更新時間：2023-11-30

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胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定201801

摘要：大力發(fā)展和推廣電動汽車是國家發(fā)展新能源、清潔能源以應(yīng)對日益突出的燃油供求矛盾和環(huán)境污染問題，加大生態(tài)環(huán)境保護治理力度的措施之一，由此加速了電動汽車的發(fā)展速度，現(xiàn)今電動汽車已走進千家萬戶，與之配套使用的電動汽車充電樁也隨之普及，交流充電樁是采用傳導(dǎo)充電方式為具有車載充電機的電動汽車提供交流電源的裝置，充電樁的供配電設(shè)計是確保電動汽車充電安全，及排除消防安全隱患的有力保障。基于此，本文對新能源電動汽車充電樁選型與安裝進行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：新能源；電動汽車；充電樁；選型；安裝

0引言

汽車在便捷人們生活方面有著重要的作用，但是汽車的大量使用一方面造成了城市交通擁堵，另一方面對環(huán)境產(chǎn)生了污染。就經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展來看，汽車污染問題要要得到解決，所以在現(xiàn)階段，新能源汽車的研發(fā)在持續(xù)性深入。電動汽車相比于傳統(tǒng)燃油汽車，能源利用更加的清潔，只是在使用的過程中會發(fā)生蓄能問題。所以在當(dāng)前的電動汽車實際研究中，續(xù)航問題成為了研究的關(guān)鍵。

1充電樁配建標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展趨勢

國家發(fā)行的[2015]73號文件明確了充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的基本原則：“統(tǒng)籌規(guī)劃、科學(xué)布局；適度超前、有序建設(shè)；統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、通用開放；依托市場、創(chuàng)新機制"，原則上，新建住宅配建停車位應(yīng)100%建設(shè)充電設(shè)施或預(yù)留建設(shè)安裝條件，大型公共建筑物配建停車場、社會公共停車場建設(shè)充電設(shè)施或預(yù)留建設(shè)安裝條件的車位比例不低于10%，每2000輛電動汽車至少配套建設(shè)一座公共充電站。湖北省為了支持開發(fā)新能源汽車充電設(shè)施，將新能源汽車充電設(shè)施建設(shè)地納入土地綜合利用總體計劃和年度土地利用計劃中，制定了一系列支持政策，包括根據(jù)電網(wǎng)項目建設(shè)地提供擔(dān)保和優(yōu)惠。武漢還要求規(guī)劃和配置新住宅和公共大型停車場占20%的比例的新能源汽車充電設(shè)施。其他部分地方也相應(yīng)地陸續(xù)引進附帶措施，要求對新建住宅區(qū)的新能源汽車充電樁的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)提出要求。湖北省發(fā)表的“湖北能源開發(fā)"表示，將加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。堅持能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展概念作為滿足城市電動汽車需求的起點，采用智能電網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建電動汽車交互式服務(wù)平臺，建設(shè)410個充電站，充電樁約19萬個充電樁。擴大充電設(shè)施支持電網(wǎng)建設(shè)和改造，確保充電設(shè)施無障礙，確保供電順利，滿足充電設(shè)施運營要求。

2電動汽車的充電方式和建設(shè)充電監(jiān)控系統(tǒng)的必要性分析

電動汽車在目前的社會中得到了廣泛的利用，但是續(xù)航問題與充電問題一直困擾著電動汽車的發(fā)展。現(xiàn)階段，不少企業(yè)提出利用智能充電樁來解決續(xù)航問題，但是在具體推出充電樁之后發(fā)現(xiàn)充電樁的整體性管理成本較高，而且在使用中容易出現(xiàn)安全事故。出于對充電樁安全問題的考慮，也重視了充電樁運營管理成本問題，做智能充電樁的建設(shè)，并在智能充電樁設(shè)計的時候強化監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建，這樣，監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對充電樁本身和充電過程的監(jiān)測與控制，這不僅為汽車充電提供了保證，對充電樁的管理提升也有意義。簡而言之，電動汽車充電方法和建設(shè)充電樁監(jiān)控系統(tǒng)的必要性顯著。

3電動汽車充電樁分類

3.1直流充電樁

直流充電樁更適用于出租車、大巴、電動轎車、混合動力公交車等大型電動汽車的快速充電，功率較大，在建設(shè)過程中需注重對電網(wǎng)的保護，一般建設(shè)在大型停車場。直流充電樁輸入電源為三相四線380VAC±10%，頻率為50Hz±5%。直流充電樁具有快速充電的能力，即充電電流大于0.2C。根據(jù)電動汽車電池容量C，充電電流在0.1C-0.2C之間時，稱為慢速充電。充電電流大于0.2C，小于0.8C則是快速充電。而當(dāng)充電電流大于0.8C時，稱之為很高速充電。在充電過程中，需對電池狀態(tài)監(jiān)控，可根據(jù)電池的溫度、電壓對充電電壓、電流進行自動調(diào)整，具備報警與保護功能。直流充電樁是采用傳導(dǎo)充電方式為電動汽車動力電池進行直接充電的方式，具有充電速度快的優(yōu)點。

3.2交流樁

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(diào)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。

3.3交直流一體充電樁

交直流一體充電樁同時具備交流及直流充電功能，可以在白天業(yè)務(wù)量多時選擇直流快速充電，在夜晚業(yè)務(wù)少時選擇交流進行慢速充電。需具備為蓄電池系統(tǒng)安全、自動充滿電的功能，減少在充電過程中對電池的傷害。充電模式可以分為定時、定量和智能三種模式。為確保充電樁安全可靠運行，需設(shè)置漏電、短路、過流等保護功能。交直流一體充電樁更為智能化。

4充電樁的安裝注意事項

（1）要保證電動汽車和充電樁之間的安全距離。充電樁安裝在汽車側(cè)面，且門未打開時，充電樁外部輪廓（包括防撞設(shè)施）在電動汽車頭部不能小于0.4米，充電設(shè)備安裝在車尾時，充電裝置外部輪廓（包括防撞設(shè)施）在電動汽車頭部要小于0.5米。（2）充電樁樁的安裝要保留維護和運營空間，維護工作平面與建筑物（結(jié)構(gòu)）建筑物之間的距離要小于0.8米。（3）充電樁在采用落地安裝方式時要滿足以下要求：①充電樁基礎(chǔ)要提高，高出地面50mm至100mm，室外應(yīng)高出充電站地坪200mm及以上。②基座要大于充電設(shè)備的長寬外輪廓，大小要大于50mm以上。（4）充電樁采用壁掛安裝方式時滿足以下要求：①應(yīng)垂直于地平面的墻壁安裝，墻面符合承載要求，充電樁要確保緊固到位。②設(shè)備安裝高度應(yīng)易于操作，設(shè)備人機接口操作區(qū)水平線應(yīng)距地面1.5米。

5電動汽車充電樁的運營管理

5.1建立一體化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)

電動汽車充電樁應(yīng)建立一體化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，為車主、新能源汽車企業(yè)、相關(guān)部門提供信息資源綜合性的服務(wù)。可以各城市為單位，充電樁運營（監(jiān)管）為主控，由充電樁（站）的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)與運營數(shù)據(jù)等組成應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。建立智能化數(shù)據(jù)庫，應(yīng)設(shè)置實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，智能系統(tǒng)中包含的實體主要有電動汽車、充電站、充電樁、用戶、賬戶。

5.2履職盡責(zé)，增強業(yè)主（車主）安全意識

電動汽車充電樁管理工作中重要的是提高業(yè)主的安全觀念，增加應(yīng)對事故的方法。作為房地產(chǎn)服務(wù)業(yè)，應(yīng)該開展以下幾項工作：一是通過組織使用者觀看安全教育視頻、照片、充電設(shè)備使用過程安全知識資料、微信分享案例等形式進行宣傳教育，與主要節(jié)日一起在社區(qū)開展社區(qū)活動，提高對新能源汽車充電樁安全使用重要性的認識，以及讓使用者了解和掌握新能源汽車充電樁的安全使用常識。二是實行安全使用責(zé)任制。房地產(chǎn)服務(wù)企業(yè)通過簽署業(yè)主和新能源汽車充電設(shè)備責(zé)任單位的安全使用協(xié)議，可以更加明確地規(guī)范充電樁的安全責(zé)任和安全使用要求，加強使用者的責(zé)任感，加強實施新能源汽車充電樁的安全使用規(guī)則和制度。

5.3智能充電樁的性能測試

智能充電樁的具體運行對于解決電動汽車充電問題而言有重要的作用，對某城市15個智能充電樁的具體利用做定點監(jiān)控和分析發(fā)現(xiàn)其在性能方面表現(xiàn)出了兩大優(yōu)勢：一是智能充電樁的具體利用更加的便捷，而且整個充電過程智能。用戶僅僅需要做身份的認證，充電便能夠?qū)崿F(xiàn)自動化，這對于電動汽車的續(xù)航問題解決有重要的意義。二是智能充電樁的利用安全性十分的顯著。

6安科瑞充電樁收費運營云平臺

6.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)的電動電動自行車充電站以及各個充電整法行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實時監(jiān)控充電樁運行狀態(tài)，進行充電服務(wù)、支付管理，交易結(jié)算，資要管理、電能管理，明細查詢等。同時對充電機過溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過壓，欠壓，絕緣低各類故障進行預(yù)警；充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶通過微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

6.2應(yīng)用場所

適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、實業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計。

6.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

6.3.1系統(tǒng)分為四層：

1）即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)中心層和客戶端層。

2）數(shù)據(jù)采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù)，并進行電能計量和保護。

3）網(wǎng)絡(luò)傳輸層：通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

4）數(shù)據(jù)中心層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數(shù)據(jù)服務(wù)器部署實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

5）應(yīng)客戶端層：系統(tǒng)管理員可在瀏覽器中訪問電瓶車充電樁收費平臺。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動充電。

小區(qū)充電平臺功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實時監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能，同時為運維人員提供運維APP，充電用戶提供充電小程序。

6.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

6.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點分布情況，對設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時長、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進行統(tǒng)計顯示，同時可查看每個站點的站點信息、充電樁列表、充電記錄、收益、能耗、故障記錄等。統(tǒng)一管理小區(qū)充電樁，查看設(shè)備使用率，合理分配資源。

6.4.2.實時監(jiān)控

實時監(jiān)視充電設(shè)施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過程中的充電電量、充電電壓/電流，充電樁告警信息等。