民用建筑地下车库充电桩的配电设计解决方案

民用建筑地下车库充电桩的配电设计解决方案

钟沛玲

（身份证号码：44128419860324xxxx）

摘要：介绍充电桩的技术指标。通过实例介绍，结果目前国家和地区对新能源汽车发展规划及政策，提出在供配电设计中，应结合当地情况选择适合的配电设计方案，做到既要符合规定、适度超前，又要经济合理、节能环保。

关键词：地下车库；民用建筑；充电桩；配电系统

目前，我国发展的新能源汽车主要有插电式混合动力汽车以及纯电动汽车这两种，这就要求相应的民用建筑装备相应的充电设施。自2016年起，城乡规划主管部门提出：“新建住宅配建停车位应100%预留充电设施建设安装条件，新建的大于2万平方米的商场、宾馆、医院、办公楼等大型公共建筑配建停车场和社会公共停车场，具有充电设施的停车位应不少于总停车位的10%”。这样看来，设计充电桩已经成为了目前民用建筑中电气设计的一个重要的内容。为了更好的符合国家规定的要求，就民用建筑地下车库充电桩配电设计问题进行详细的探讨，提出合适的配电设计方案。

1、充电桩的简介及分类

充电桩，顾名思义就是用于充电的电桩，充电桩，其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑（公共楼宇、商场、公共停车场等）和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。

充电桩可作如下不同的分类：

1）按安装方式可分为：落地式充电桩、挂壁式充电桩。落地式充电桩适合安装在不靠近墙体的停车位；挂壁式充电桩适合安装在靠近墙体的停车位。

2）按安装地点可分为：公共充电桩和专用充电桩。公共充电桩是建设在公共停车场（库）结合停车泊位，为社会车辆提供公共充电服务的充电桩；专用充电桩是建设单位（企业）自有停车场（库），为单位（企业）内部人员使用的充电桩，以及建设在个人自有车位（库），为私人用户提供充电的充电桩。充电桩通常结合停车场（库）的停车位建设。

3）按充电接口数可分为：一桩一充和一桩多充。

4）按充电方式可分为：直流充电桩，交流充电桩和交直流一体充电桩。

5）按充电速度可分为：有常规充电（慢充）和快速充电（快充）。

2、充电桩的技术参数

直流充电装置：俗称“快充”，用于为电动车提供充电电源，由充电机柜和直流充电桩组成。其特点是输入电压采用三相四线AC380V±15%，频率50Hz，输出为可调直流电，直接为电动汽车的动力电池充电。可以提供足够大的功率，输出的电压和电流调整范围大，充电速度快（1～2h满载），满足各类车型的充电要求，但电池损耗大，且装置占地面积大。主要适用于城市交通停车场、高速公路停车场、企业专用停车场，少量设在大型商业办公停车场。

交流充电桩：俗称“慢充”，用于为具有车载充电机的电动车提供充电电源，分单相和三相两种。其特点是不带整流器、需连接车载充电机为电动汽车充电、系统简单、占地面积小、安装方便，但充电时间较长（5～8h满载）。主要适用于住宅小区停车场、大型商业办公及公共停车场。住宅小区的停车场主要设置交流充电桩，商业办公的停车场通常是根据停放电动车的进出频率将直流充电桩和交流充电桩按适当的比例设置。

3、项目的设计实例

本项目位于湖北省武汉市，有着两栋高层办公楼，地下室共两层，小车位总车位数720个，建筑平面配置的充电车位数量约144个，约占20%，充电车位集中分布于负二层。

根据本工程的实际情况，主要为办公的私家电动乘车用，根据电动乘用车现状及人群使用习惯，供给办公私家车使用的充电桩大部分选用交流充电桩（慢充）即可满足要求。

结合充电桩具体型号，本项目按7KW的慢充设置，由于车位空间的限制，部分设置了双枪桩，其余为单枪桩。

考虑到交流充电桩容量小，且分散，本项目将交流充电桩与各变配电房的其他用电负荷共用专用变压器，由于目前电动汽车普及率不是很高，所以在计入变压器容量的时候，交流充电桩的需要系数选0.4。

本项目在每个变配电房设置充电桩用电总计量点。由于充电桩设置于负二层，充电桩数量较多且分散，所以设置了三个充电桩总箱，箱体放置于车位附近的强电间，靠近负荷中心，减少供电路径。变配电房电缆通过地下室桥架敷设至地下室充电桩配电箱，充电桩配电箱亦通过桥架走电缆为末端充电桩供电；本项目充电桩根据车位的位置分别采用了壁挂式和落地式充电桩，壁挂式充电桩安装方式为将其安装在墙上或者是柱子上，不会占用车位的空间，壁挂式充电桩的中心线距地1.5m的高度安装，部分安装柱子上，需要避免影响消防栓等等其它功能设施的位置。落地式充电桩则选择安装在车位侧部，离地0.3m。具体详见下列其中一部分的充电桩配电平面图：

本项目设置一桩一枪的7KW和一桩两枪的14KW的单相充电桩，充电桩负荷按等级为三级，即充电桩按三级负荷配电。配电箱进线断路器具有3段式保护功能（短路瞬时、短路短延时、过载长延时），并设置分励脱扣装置用于火灾时消防联动切断，进线处还设置剩余电流监控装置，并连接至电气火灾监控设置主机，以便实时检测保护供电线路的剩余电流。配电箱至每个充电桩为放射式配电。配电箱的出线回路均设置智能电表，并连接至物业后台主机，更精准计量电量，并远程监测及控制用电情况。配电箱出线断路器均设有短路保护和漏电保护的功能，其额定动作电流30Ma，动作时间不大于0.1S。末端交流充电桩配电均为单相配电，配电尽量三相均匀分布，做到三相平衡。具体详见下列配电箱系统图：

结论

我国政府积极推进新能源汽车的应用与发展，充电桩作为发展电动汽车所必须的重要配套基础设施，具有非常重要的社会效益和经济效益。随着电动汽车技术的不断发展，汽车充电技术也在不断改进，设计人员在电气设计过程中应多关注其发展状况，结合现实情况提出合理建议，使电动车充电桩真正做到设置合理、安全便捷、高效实用，促进节能减排。

参考文献：

［1］Q/CSG11516.2-2010电动汽车充电站及充电桩设计规范［S］．广东：中国南方电网有限责任公司，2010．

［2］国家制造强国建设战略咨询委员会．《制造2025》重点领域技术线路图［C］．2016-01-18．

［3］廖飞.民用建筑地下车库充电桩配电设计解决方案[J].低碳世界，2018，（6）.