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充電樁技術安裝及規劃布局

日期：2015-09-23瀏覽：2798次

充電樁技術安裝及規劃布局

對國內外電動汽車、電動汽車充電技術及規劃布局等方面現狀進行了研究，并對電動汽車充電需求進行了分析。介紹了國內外電動汽車充電設施的發展狀況，對未來我國電動汽車發展前景進行了初步研究，提出積極推動電動汽車充電設施建設應是電網企業義不容辭的責任以及未來發展機遇。
電動汽車是全部或部分由電能驅動電機作為動力系統的汽車，按照目前技術的發展方向或者車輛驅動原理，可劃分為純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池電動汽車三種類型。近年來，我國電動汽車行業取得了快速發展，攻克了一系列關鍵技術難題，在部分領域已實現了與日美歐等國同步發展。目前我國發展電動汽車已具有消費市場規模大、制造成本低、技術取得局部突破、資源保障能力強的四大優勢。在技術突破和政策扶持的雙重刺激下，我國電動汽車已處于市場引爆的臨界點，預計未來兩年電動汽車的市場規模和生產規模將迅速擴大，電動汽車將進入快速成長期。電動汽車充電設施是電動汽車產業鏈的重要組成部分，在電動汽車產業發展的同時還應該充分考慮充電設施的發展。

種類
按安裝方式分
可分為落地式充電樁、掛壁式充電樁。落地式充電樁適合安裝在不靠近墻體的停車位。掛壁式充電樁適合安裝在靠近墻體的停車位。

按安裝地點分
按照安裝地點，可分為公共充電樁和充電樁。公共充電樁是建設在公共停車場（庫）結合停車泊位，為社會車輛提供公共充電服務的充電樁。充電樁是建設單位（企業）自有停車場（庫），為單位（企業）內部人員使用的充電樁。自用充電樁是建設在個人自有車位（庫），為私人用戶提供充電的充電樁。充電樁一般結合停車場（庫）的停車位建設。安裝在戶外的充電樁防護等級不應低于IP54。安裝在戶內的充電樁防護等級不應低于IP32。

按充電接口數分
可分為一樁一充和一樁多充。

按充電方式分
充電樁（栓）可分為直流充電樁（栓），交流充電樁（栓）和交直流一體充電樁（栓）。

技術實現
電動汽車充電樁作為電動汽車的能量補給裝置，其充電性能關系到電池組的使用壽命、充電時間。這也是消費者在購買電動汽車之前zui為關心的一個方面之一。實現對動力電池快速、、安全、合理的電量補給是電動汽車充電器設計的基本原則，另外，還要考慮充電器對各種動力電池的適用性。

快速充電器的控制系統組成：
快速充電器的控制系統
采用了智能化的變脈沖充電方式，即采用充電電流脈沖，包括充電脈沖T1間歇脈沖T2以及放電脈沖T3。

地面充電站中充電器的方案
地面充電站中充電器的方案，該充電器由一個能將輸人的交流電轉換為直流電的整流器和一個能調節直流電功率的地面充電站中充電器的方案功率轉換器組成，通過把帶電線的插頭插入電動汽車上配套的插座中，直流電能就輸入蓄電池對其充電。充電器設置了一個鎖止杠桿以利于插入和取出插頭，同時杠桿還能提供一個確定已經鎖緊的信號以確保安全。根據充電器和車上電池管理系統相互之間的通訊，功率轉換器能在線調節直流充電功率，而且充電器能顯示充電電壓、充電電流、充電量和充電費用。這只是充電樁的基本原理，許多細節問題都應在實際應用中不斷改進，已得到zui便捷的使用方案。

建設要求
作為電網配用電側的電動汽車充電樁（栓），其結構的特殊性決定了自動化通信系統的特點是被測點多且分散、覆蓋面廣、通信距離短。并且隨著城市的發展，網絡拓撲要求具有靈活性和擴展性的結構，因此，電動汽車充電樁（栓）通信方式的選擇應考慮如下問題：
（1）通信的可靠性——通信系統要長期經受惡劣環境和較強的電磁干擾或噪音干擾的考驗，并保持通信的暢通。
（2）建設費用——在滿足可靠性的前提下，綜合考慮建設費用及長期使用和維護的費用。
（3）雙向通信——不僅能實現信息量的上傳，還要實現控制量的下達。
（4）多業務的數據傳輸速率——隨著以后終端業務量的不斷增長，主站到子站、子站到終端之間通信對實現多業務的數據傳輸速率要求越來越高。
（5）通信的靈活性和可擴展性——由于充電樁（栓）具有控制點面多、面廣和分散的特點，要求采用標準的通信協議，隨著“ALL IP"網絡技術趨勢的發展以及電力運營業務的不斷增長，需要考慮基于IP的業務承載，同時要求便于安裝施工、調試、運行、維護。

自19世紀第1輛電動汽車面世至今，均采用可充蓄電池作為其動力源。對于一輛電動汽車來講，蓄電池充電設備是*的子系統之一。它的功能是將電網的電能轉化為電動汽車車載蓄電池的電能。電動汽車充電裝置的分類有不同的方法，總體上可分為車載充電裝置和非車載充電裝置。
車載充電裝置指安裝在電動汽車上的采用地面交流電網和車載電源對電池組進行充電的裝置，包括車載充電機（圖1-13）、車載充電發電機組和運行能量回收充電裝置，將一根帶插頭的交流動力電纜線直接插到電動汽車的充電插座中給蓄電池充電。車載充電裝置通常使用結構簡單、控制方便的接觸式充電器，也可以是感應充電器。它*按照車載蓄電池的種類進行設計，針對性較強。非車載充電裝置，即地面充電裝置，主要包括充電機、充電站、通用充電機、公共場所用充電站（圖1-14）等。它可以滿足各種電池的各種充電方式。通常非車載充電器的功率、體積和重量均比較大，以便能夠適應各種充電方式。
另外，根據對電動汽車蓄電池充電時能量轉換的方式不同，充電裝置可以分為接觸式和感應式。隨著電力電子技術和變流控制技術的飛速發展，高精度可控變流技術的成熟和普及，分階段恒流充電模式已經基本被充電電流和充電電壓連續變化的恒壓限流充電模式取代。主導充電工藝的還是恒壓限流充電模式。接觸式充電的zui大問題在于它的安全性和通用性。為了使它滿足嚴格的安全充電標準，必須在電路上采用許多措施使充電設備能夠在各種環境下安全充電，恒壓限流充電和分階段恒流充電均屬于接觸式充電技術。新型的電動汽車感應充電技術發展很快。感應充電器是利用高頻交流磁場的變壓器原理，將電能從離車的原方感應到車載的副方，以達到給蓄電池充電的目的。感應充電的zui大優點是安全，這是因為充電器與車輛之間并無直接的點接觸，即使車輛在惡劣的氣候下，如雨雪天，進行充電也無觸電的危險。

安全要求
（1）變電所應設置安全嗣欄、警示牌、安全信號燈及警鈴。
（2）高壓配電室和變壓器室門外或變電所安全同欄上應懸掛“止步，高壓危險"警示牌。警示牌的標示必須朝向圍欄的外側。
（3）高壓配電裝置上應有顯著的操作指示說明。設備的接地點應有明顯可見的標志。
（4）室內應有明顯的“安全通道"或“安全出口"標示牌。
另外，變電所及配電設備的布置設計應便于安裝、操作、搬運、檢修、試驗和監測。高低壓配電室、變壓器室、電容器室、控制室內，不應有與其無關的管道和線路通過。當然，即便充電站技術瓶頸得到了很好的解決，但是充電站建設可能還存在選址困難等問題。新能源汽車應先以城市為主，但繁華Ⅸ域往往用地緊張，地價成本較高，這方面需要政府在政策上能予以傾斜．推動充電設施的建設。由電力企業發展經營電動車充電站具有先天優勢。電力企業將電力直接賣給車輛是一個新的業務，希望電力企業能轉變

通信方式
電動汽車充電樁屬于配電網側，其通信方式往往和配電網自動化一起綜合考慮。通信是配電網自動化的一個重點和難點，區域不同、條件不同，可應用的通信方式也不同，具體到電動汽車充電樁，其通信方式主要有有線方式和無線方式：
（1）有線方式
有線方式主要有：有線以太網（RJ45線、光纖）、工業串行總線（RS485、RS232、CAN總線）。
有線以太網主要優點是數據傳輸可靠、網絡容量大，缺點是布線復雜、擴展性差、施工成本高、靈活性差。
工業串行總線（RS485、RS232、CAN總線）優點是數據傳輸可靠，設計簡單，缺點是布網復雜、擴展性差、施工成本高、靈活性差、通信容量低。
（2）無線方式
無線方式主要采用移動運營商的移動數據接入業務，如：GRPS、EVDO、CDMA等。
采用移動運營商的移動數據業務需要將電動汽車充電樁這一電網內部設備接入移動運營商的移動數據網絡，需要支付昂貴的月租和年費，隨著充電樁數量的增加費用將越來越大；同時數據的安全性和網絡的可靠性都受到移動運營商的限制，不利于設備的安全運行；其次，移動運營商的移動接入帶寬屬共享帶寬，當局部區域有大量設備接入時，其接入的可靠性和每個用戶的平均帶寬會惡化，不利于充電樁群的密集接入、大數據量的數據傳輸。

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