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【IBE】民用建筑電動(dòng)汽車充電設(shè)施電設(shè)計(jì)


發(fā)布時(shí)間:

2016-12-29

1?引言《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于加強(qiáng)城市電動(dòng)汽車充電設(shè)施規(guī)劃建設(shè)工作的通知》(【2015】199號(hào))中提出:“自2016年起,城鄉(xiāng)規(guī)劃主管部門提出的新建居?。ㄐ。﹨^(qū)和大型公共建筑的規(guī)劃條件,核發(fā)相關(guān)建設(shè)工程規(guī)劃許可證時(shí),必須嚴(yán)格執(zhí)行新建停車場(chǎng)配建充電設(shè)施的比例要求,新建住宅配建停車位應(yīng)100%預(yù)留充電設(shè)施建設(shè)安裝條件,新建的大于2萬平方米的商場(chǎng)、賓館、醫(yī)院、辦公樓等大型公共建筑配建停車場(chǎng)和社會(huì)公共停車

引言

《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于加強(qiáng)城市電動(dòng)汽車充電設(shè)施規(guī)劃建設(shè)工作的通知》(【2015】199號(hào))中提出:“自2016年起,城鄉(xiāng)規(guī)劃主管部門提出的新建居?。ㄐ。﹨^(qū)和大型公共建筑的規(guī)劃條件,核發(fā)相關(guān)建設(shè)工程規(guī)劃許可證時(shí),必須嚴(yán)格執(zhí)行新建停車場(chǎng)配建充電設(shè)施的比例要求,新建住宅配建停車位應(yīng)100%預(yù)留充電設(shè)施建設(shè)安裝條件,新建的大于2萬平方米的商場(chǎng)、賓館、醫(yī)院、辦公樓等大型公共建筑配建停車場(chǎng)和社會(huì)公共停車場(chǎng),具有充電設(shè)施的停車位應(yīng)不少于總停車位的10%。要將相關(guān)要求納入工程建設(shè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),施工圖審查機(jī)構(gòu)在審查住宅項(xiàng)目和大型公共建筑施工圖時(shí),應(yīng)對(duì)充電設(shè)施設(shè)置是否符合工程建設(shè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行審核”。

但目前的狀況大多為若業(yè)主未提出要求,在民用建筑方案、規(guī)劃、施工圖階段的電氣設(shè)計(jì)基本不考慮電動(dòng)汽車充電設(shè)施的設(shè)計(jì),因此存在充電設(shè)施設(shè)置困難及用電容量不夠的問題;另一方面,即使在業(yè)主要求設(shè)計(jì)充電設(shè)施,設(shè)計(jì)時(shí)也要根據(jù)預(yù)測(cè)的充電樁數(shù)量將用電量預(yù)留在配電房?jī)?nèi)或樓層管井內(nèi),而未在前期土建施工階段進(jìn)行容量預(yù)留及管線預(yù)埋,建成后再增加充電設(shè)施將造成重復(fù)施工和浪費(fèi)。

如何將可行、有效的規(guī)劃指標(biāo)及設(shè)計(jì)更好地融入到現(xiàn)有民用建筑電氣設(shè)計(jì)體系中是目前急需解決的問題,本文擬從以下幾個(gè)方面展開闡述。

民用建筑電動(dòng)汽車充電設(shè)施規(guī)劃指標(biāo)及用電容量估算

 

充電設(shè)施用電負(fù)荷估算應(yīng)在規(guī)劃階段考慮項(xiàng)目所在地政府要求的充電設(shè)施占總停車位的比例,進(jìn)而估算用電容量。表1為部分品牌電動(dòng)汽車的續(xù)航里程(數(shù)據(jù)來源:互聯(lián)網(wǎng))。

表1   電動(dòng)汽車的續(xù)航里程

從表1可知,電動(dòng)汽車具體的行駛里程還要根據(jù)不同廠家生產(chǎn)的車型而定,電池的性能和容量大小都直接影響電動(dòng)汽車的行駛里程,同時(shí)電機(jī)性能、自重及載重強(qiáng)度、速度、氣溫、電池的老化程度、充電器的質(zhì)量、充電時(shí)間等諸多因素也會(huì)影響其行駛里程。

根據(jù)住建部【2015】199號(hào)文可知,新建住宅停車位應(yīng)100%預(yù)留充電設(shè)施條件。簡(jiǎn)單估算一下,假設(shè)一輛電動(dòng)車充滿一次電可續(xù)航150km,若每天來回30km,需5天充一次電,因此每天大約只有20%的電動(dòng)車需要充電。建議住宅電動(dòng)汽車充電設(shè)施用電負(fù)荷同時(shí)使用系數(shù)取0.1~0.15,又因目前電動(dòng)汽車擁有量偏低,同時(shí)使用系數(shù)應(yīng)更低,且住宅停車位按照交流充電樁預(yù)留,所以每個(gè)充電樁配電容量按照7kW考慮;商業(yè)、辦公等公共建筑按照總停車位的10%設(shè)置具有充電設(shè)施的停車位,建議該電動(dòng)汽車充電設(shè)施用電負(fù)荷同時(shí)使用系數(shù)取0.8~0.9,又因公共建筑采用直流充電方式保證充電時(shí)間,所以每個(gè)非車載充電機(jī)配電容量暫按50kW考慮。

GB 50067-2014《汽車庫(kù)、修車庫(kù)、停車場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》將停車庫(kù)根據(jù)停車數(shù)量按照防火分類分為四類,下面擬按照這四種防火分類分別統(tǒng)計(jì)電動(dòng)汽車充電設(shè)施配電容量(表2)。

表2 四類分別統(tǒng)計(jì)電動(dòng)汽車充電設(shè)施配電容量

通過表2可以看出,住宅電動(dòng)汽車停車位采用慢充模式設(shè)置交流充電樁,利用外部交流電源給車載充電機(jī)提供電能,即使按照100%預(yù)留充電條件,按照I類車庫(kù)300個(gè)停車位計(jì),計(jì)算負(fù)荷僅210kW,對(duì)變壓器容量影響并不大,且住宅電動(dòng)汽車往往在夜間充電,因交流充電電流低,充電時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)(一般充電時(shí)間為5~8h,有的甚至長(zhǎng)達(dá)10~20h),可充分利用電力低谷時(shí)段進(jìn)行充電,降低充電成本,提高充電效率并延長(zhǎng)電池使用壽命。

對(duì)于已建項(xiàng)目,也可根據(jù)交流充電樁的充電功率和接入數(shù)量對(duì)變壓器的負(fù)載率做分析(盡量利用原有的、甚至不需改造的變壓器);商場(chǎng)、賓館、醫(yī)院、辦公樓等大型公共建筑配建的停車場(chǎng)采用直流充電快充模式,充電容量大的設(shè)備建議設(shè)置專用變壓器,采用10kV供電,經(jīng)變壓器降壓后再向非車載充電機(jī)提供工作電源;充電容量不大的設(shè)備可由變壓器多回路向非車載充電機(jī)提供工作電源。

根據(jù)不同需求合理選擇交流和直流充電設(shè)施

 

電動(dòng)汽車充電模式有兩種:(1)交流電非車載充電機(jī)(充電站、直流充電樁)直流充電電池。(2)交流電交流充電樁交流供電車載充電機(jī)直流充電電池。

第(1)種電動(dòng)汽車直流充電設(shè)施俗稱“快充”,固定安裝在電動(dòng)汽車外,與交流電網(wǎng)連接,是可以為電動(dòng)汽車動(dòng)力電池提供直流電源的供電裝置。其輸入電壓采用三相四線AC380V±15%,頻率50Hz,輸出為可調(diào)直流電,可直接為電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池充電。由于直流充電設(shè)施采用三相四線制供電,可以提供足夠大的功率,輸出的電壓和電流調(diào)整范圍大,可以實(shí)現(xiàn)快充的要求;第(2)種電動(dòng)汽車交流充電樁俗稱“慢充”,固定安裝在電動(dòng)汽車外,與交流電網(wǎng)連接,是為電動(dòng)汽車車載充電機(jī)(即固定安裝在電動(dòng)車上的充電機(jī))提供交流電源的供電裝置,它只提供電力輸出,沒有充電功能,需連接車載充電機(jī)為電動(dòng)汽車充電。

由于充電方式不同,在用戶居住地停車位、單位停車場(chǎng)配建的充電設(shè)備宜采用交流充電方式,商場(chǎng)、賓館、醫(yī)院、辦公樓等大型公共建筑停車場(chǎng)和社會(huì)公共停車場(chǎng)等配建的充電設(shè)備以直流充電方式為主。不論是采用交流充電還是直流充電方式,住宅小區(qū)地下室均可采用分散式充電設(shè)施,一個(gè)電動(dòng)汽車停車位宜設(shè)置一個(gè)充電接口;對(duì)于公共建筑地下室停車場(chǎng),設(shè)置的電動(dòng)汽車分散式充電設(shè)施可相對(duì)集中布置,或根據(jù)充電設(shè)施數(shù)量設(shè)置充換電站(宜設(shè)置在地下一層,并采取相應(yīng)防火措施,不應(yīng)設(shè)置在地下室最底層)。不同建筑類型也可根據(jù)對(duì)應(yīng)的需求將一部分停車位選用交流充電模式,一部分停車位選用直流充電模式。

其他設(shè)計(jì)要求

 

4.1 用電負(fù)荷等級(jí)

民用建筑充電設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)的用電負(fù)荷等級(jí)按照二級(jí)負(fù)荷考慮,其他負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷。監(jiān)控系統(tǒng)另設(shè)置UPS電源保證在市電停電后的電源投入。

根據(jù)容量確定充換電站供電電源的電壓等級(jí):直流充電樁應(yīng)采用380V電壓等級(jí)供電,交流充電樁應(yīng)采用380V或220V電壓等級(jí)供電。

4.2 末端充電設(shè)施

在民用建筑地下室車庫(kù)設(shè)置末端充電設(shè)施時(shí),充電設(shè)備的布置應(yīng)靠近充電車位以便于充電,并應(yīng)縮短充電機(jī)輸出電纜的長(zhǎng)度,宜靠墻或靠柱布置,當(dāng)無墻或無柱時(shí)應(yīng)布置在相鄰車位中間。

宜采用壁掛式充電設(shè)施,充電設(shè)備與充電車位、建(構(gòu))筑物的最小間距應(yīng)滿足安全操作及檢修要求,即充電設(shè)備外廓距充電車位邊緣的凈距≥0.4m,充電設(shè)備與建(構(gòu))筑物之間檢修距離≥0.8m。

落地安裝時(shí),充電設(shè)備基礎(chǔ)應(yīng)高出停車位地坪20cm及以上,同時(shí)要保證充電設(shè)備及操作人員的安全。

4.3 保護(hù)

非承載充電機(jī)應(yīng)具備交流輸入過壓/過流保護(hù)、直流輸出過壓/過流保護(hù)、內(nèi)部過溫保護(hù)等功能。交流充電樁應(yīng)具備過負(fù)荷保護(hù)、短路保護(hù)和漏電保護(hù)功能。

4.4 諧波治理

充電站在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重視非線性用電設(shè)備對(duì)公用電網(wǎng)電能質(zhì)量產(chǎn)生的影響,并采取積極有效的防范措施來減小或消除諧波分量。依據(jù)GB/T 14549-1993《電網(wǎng)質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》要求可知,諧波治理需符合0.38kV電壓總諧波畸變率<5%的規(guī)定,避免污染電網(wǎng),對(duì)用戶計(jì)量造成偏差以及影響樓內(nèi)的設(shè)備正常運(yùn)行或造成干擾等。如不能達(dá)到國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的諧波控制要求,則應(yīng)采取有效的諧波治理措施。

4.5 監(jiān)控系統(tǒng)

充電監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)充電設(shè)備運(yùn)行和充電過程的監(jiān)視、控制以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理功能。供電監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)供電狀況、電能質(zhì)量、供電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等的監(jiān)視和控制功能。

4.6 計(jì)量系統(tǒng)

采用非車載充電機(jī)充電時(shí)宜在非車載充電機(jī)與電動(dòng)汽車之間設(shè)置計(jì)量點(diǎn),選用符合國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的直流電能表計(jì)量。采用交流充電樁充電時(shí)應(yīng)在交流充電樁與電動(dòng)汽車之間設(shè)置計(jì)量點(diǎn),選用符合國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的交流電能表計(jì)量。

結(jié)束語

 

據(jù)了解,各地政府對(duì)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃均推出了相關(guān)要求,《廣州市推進(jìn)電動(dòng)汽車充換電設(shè)施建設(shè)與管理暫行辦法》中要求:新建小區(qū)(公建)應(yīng)按不低于規(guī)劃停車位數(shù)18%的比例建設(shè)充電設(shè)施或預(yù)留充電設(shè)施接口,相關(guān)的發(fā)展指標(biāo)有大幅提高的趨勢(shì)。因此,各地項(xiàng)目在設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員還應(yīng)根據(jù)地方要求做好充分的準(zhǔn)備工作。

--此文章轉(zhuǎn)自《智能建筑電氣技術(shù)雜志》

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