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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

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。

2 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。

3 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。

4 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。

5 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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