充電樁技術(shù)安裝及規(guī)劃布局

對(duì)國內(nèi)外電動(dòng)汽車、電動(dòng)汽車充電技術(shù)及規(guī)劃布局等方面現(xiàn)狀進(jìn)行了研究，并對(duì)電動(dòng)汽車充電需求進(jìn)行了分析。介紹了國內(nèi)外電動(dòng)汽車充電設(shè)施的發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)未來我國電動(dòng)汽車發(fā)展前景進(jìn)行了初步研究，提出積極推動(dòng)電動(dòng)汽車充電設(shè)施建設(shè)應(yīng)是電網(wǎng)企業(yè)義不容辭的責(zé)任以及未來發(fā)展機(jī)遇。
電動(dòng)汽車是全部或部分由電能驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為動(dòng)力系統(tǒng)的汽車，按照目前技術(shù)的發(fā)展方向或者車輛驅(qū)動(dòng)原理，可劃分為純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池電動(dòng)汽車三種類型。近年來，我國電動(dòng)汽車行業(yè)取得了快速發(fā)展，攻克了一系列關(guān)鍵技術(shù)難題， 在部分領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)了與日美歐等國同步發(fā)展。目前我國發(fā)展電動(dòng)汽車已具有消費(fèi)市場(chǎng)規(guī)模大、制造成本低、技術(shù)取得局部突破、資源保障能力強(qiáng)的四大優(yōu)勢(shì)。在技術(shù)突破和政策扶持的雙重刺激下，我國電動(dòng)汽車已處于市場(chǎng)引爆的臨界點(diǎn)，預(yù)計(jì)未來兩年電動(dòng)汽車的市場(chǎng)規(guī)模和生產(chǎn)規(guī)模將迅速擴(kuò)大，電動(dòng)汽車將進(jìn)入快速成長(zhǎng)期。電動(dòng)汽車充電設(shè)施是電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分， 在電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)還應(yīng)該充分考慮充電設(shè)施的發(fā)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(diǎn)分
按照安裝地點(diǎn)，可分為公共充電樁和充電樁。 公共充電樁是建設(shè)在公共停車場(chǎng)（庫）結(jié)合停車泊位，為社會(huì)車輛提供公共充電服務(wù)的充電樁。 充電樁是建設(shè)單位（企業(yè)）自有停車場(chǎng)（庫），為單位（企業(yè)）內(nèi)部人員使用的充電樁。 自用充電樁是建設(shè)在個(gè)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(jié)合停車場(chǎng)（庫）的停車位建設(shè)。安裝在戶外的充電樁防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP54。安裝在戶內(nèi)的充電樁防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP32。

按充電接口數(shù)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(shù)實(shí)現(xiàn)
電動(dòng)汽車充電樁作為電動(dòng)汽車的能量補(bǔ)給裝置，其充電性能關(guān)系到電池組的使用壽命、充電時(shí)間。這也是消費(fèi)者在購買電動(dòng)汽車之前zui為關(guān)心的一個(gè)方面之一。實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池快速、、安全、合理的電量補(bǔ)給是電動(dòng)汽車充電器設(shè)計(jì)的基本原則，另外，還要考慮充電器對(duì)各種動(dòng)力電池的適用性。

快速充電器的控制系統(tǒng)組成：
快速充電器的控制系統(tǒng)
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(gè)能將輸人的交流電轉(zhuǎn)換為直流電的整流器和一個(gè)能調(diào)節(jié)直流電功率的地面充電站中充電器的方案功率轉(zhuǎn)換器組成，通過把帶電線的插頭插入電動(dòng)汽車上配套的插座中，直流電能就輸入蓄電池對(duì)其充電。充電器設(shè)置了一個(gè)鎖止杠桿以利于插入和取出插頭，同時(shí)杠桿還能提供一個(gè)確定已經(jīng)鎖緊的信號(hào)以確保安全。根據(jù)充電器和車上電池管理系統(tǒng)相互之間的通訊，功率轉(zhuǎn)換器能在線調(diào)節(jié)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(fèi)用。這只是充電樁的基本原理，許多細(xì)節(jié)問題都應(yīng)在實(shí)際應(yīng)用中不斷改進(jìn)，已得到zui便捷的使用方案。

建設(shè)要求
作為電網(wǎng)配用電側(cè)的電動(dòng)汽車充電樁（栓），其結(jié)構(gòu)的特殊性決定了自動(dòng)化通信系統(tǒng)的特點(diǎn)是被測(cè)點(diǎn)多且分散、覆蓋面廣、通信距離短。并且隨著城市的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟缶哂徐`活性和擴(kuò)展性的結(jié)構(gòu)，因此，電動(dòng)汽車充電樁（栓）通信方式的選擇應(yīng)考慮如下問題：
（1） 通信的可靠性——通信系統(tǒng)要長(zhǎng)期經(jīng)受惡劣環(huán)境和較強(qiáng)的電磁干擾或噪音干擾的考驗(yàn)，并保持通信的暢通。
（2） 建設(shè)費(fèi)用——在滿足可靠性的前提下，綜合考慮建設(shè)費(fèi)用及長(zhǎng)期使用和維護(hù)的費(fèi)用。
（3） 雙向通信——不僅能實(shí)現(xiàn)信息量的上傳，還要實(shí)現(xiàn)控制量的下達(dá)。
（4） 多業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率——隨著以后終端業(yè)務(wù)量的不斷增長(zhǎng)，主站到子站、子站到終端之間通信對(duì)實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率要求越來越高。
（5） 通信的靈活性和可擴(kuò)展性——由于充電樁（栓）具有控制點(diǎn)面多、面廣和分散的特點(diǎn)，要求采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，隨著“ALL IP"網(wǎng)絡(luò)技術(shù)趨勢(shì)的發(fā)展以及電力運(yùn)營業(yè)務(wù)的不斷增長(zhǎng)，需要考慮基于IP的業(yè)務(wù)承載，同時(shí)要求便于安裝施工、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)。

自19世紀(jì)第1輛電動(dòng)汽車面世至今，均采用可充蓄電池作為其動(dòng)力源。對(duì)于一輛電動(dòng)汽車來講，蓄電池充電設(shè)備是*的子系統(tǒng)之一。它的功能是將電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)化為電動(dòng)汽車車載蓄電池的電能。電動(dòng)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(dòng)汽車上的采用地面交流電網(wǎng)和車載電源對(duì)電池組進(jìn)行充電的裝置，包括車載充電機(jī)（圖1-13）、車載充電發(fā)電機(jī)組和運(yùn)行能量回收充電裝置，將一根帶插頭的交流動(dòng)力電纜線直接插到電動(dòng)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便的接觸式充電器，也可以是感應(yīng)充電器。它*按照車載蓄電池的種類進(jìn)行設(shè)計(jì)，針對(duì)性較強(qiáng)。非車載充電裝置，即地面充電裝置，主要包括充電機(jī)、充電站、通用充電機(jī)、公共場(chǎng)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(yīng)各種充電方式。
另外，根據(jù)對(duì)電動(dòng)汽車蓄電池充電時(shí)能量轉(zhuǎn)換的方式不同，充電裝置可以分為接觸式和感應(yīng)式。隨著電力電子技術(shù)和變流控制技術(shù)的飛速發(fā)展，高精度可控變流技術(shù)的成熟和普及，分階段恒流充電模式已經(jīng)基本被充電電流和充電電壓連續(xù)變化的恒壓限流充電模式取代。主導(dǎo)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(yán)格的安全充電標(biāo)準(zhǔn)，必須在電路上采用許多措施使充電設(shè)備能夠在各種環(huán)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(shù)。新型的電動(dòng)汽車感應(yīng)充電技術(shù)發(fā)展很快。感應(yīng)充電器是利用高頻交流磁場(chǎng)的變壓器原理，將電能從離車的原方感應(yīng)到車載的副方，以達(dá)到給蓄電池充電的目的。感應(yīng)充電的zui大優(yōu)點(diǎn)是安全，這是因?yàn)槌潆娖髋c車輛之間并無直接的點(diǎn)接觸，即使車輛在惡劣的氣候下，如雨雪天，進(jìn)行充電也無觸電的危險(xiǎn)。

安全要求
（1）變電所應(yīng)設(shè)置安全嗣欄、警示牌、安全信號(hào)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(yīng)懸掛“止步，高壓危險(xiǎn)"警示牌。警示牌的標(biāo)示必須朝向圍欄的外側(cè)。
（3）高壓配電裝置上應(yīng)有顯著的操作指示說明。設(shè)備的接地點(diǎn)應(yīng)有明顯可見的標(biāo)志。
（4）室內(nèi)應(yīng)有明顯的“安全通道"或“安全出口"標(biāo)示牌。
另外，變電所及配電設(shè)備的布置設(shè)計(jì)應(yīng)便于安裝、操作、搬運(yùn)、檢修、試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)。高低壓配電室、變壓器室、電容器室、控制室內(nèi)，不應(yīng)有與其無關(guān)的管道和線路通過。當(dāng)然，即便充電站技術(shù)瓶頸得到了很好的解決，但是充電站建設(shè)可能還存在選址困難等問題。新能源汽車應(yīng)先以城市為主，但繁華Ⅸ域往往用地緊張，地價(jià)成本較高，這方面需要政府在政策上能予以傾斜．推動(dòng)充電設(shè)施的建設(shè)。由電力企業(yè)發(fā)展經(jīng)營電動(dòng)車充電站具有先天優(yōu)勢(shì)。電力企業(yè)將電力直接賣給車輛是一個(gè)新的業(yè)務(wù)，希望電力企業(yè)能轉(zhuǎn)變

通信方式
電動(dòng)汽車充電樁屬于配電網(wǎng)側(cè)，其通信方式往往和配電網(wǎng)自動(dòng)化一起綜合考慮。通信是配電網(wǎng)自動(dòng)化的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)，區(qū)域不同、條件不同，可應(yīng)用的通信方式也不同，具體到電動(dòng)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(wǎng)（RJ45線、光纖）、工業(yè)串行總線（RS485、RS232、CAN總線）。
有線以太網(wǎng)主要優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸可靠、網(wǎng)絡(luò)容量大，缺點(diǎn)是布線復(fù)雜、擴(kuò)展性差、施工成本高、靈活性差。
工業(yè)串行總線（RS485、RS232、CAN總線）優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸可靠，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是布網(wǎng)復(fù)雜、擴(kuò)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(dòng)運(yùn)營商的移動(dòng)數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)，如：GRPS、EVDO、CDMA等。
采用移動(dòng)運(yùn)營商的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要將電動(dòng)汽車充電樁這一電網(wǎng)內(nèi)部設(shè)備接入移動(dòng)運(yùn)營商的移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，需要支付昂貴的月租和年費(fèi)，隨著充電樁數(shù)量的增加費(fèi)用將越來越大；同時(shí)數(shù)據(jù)的安全性和網(wǎng)絡(luò)的可靠性都受到移動(dòng)運(yùn)營商的限制，不利于設(shè)備的安全運(yùn)行；其次，移動(dòng)運(yùn)營商的移動(dòng)接入帶寬屬共享帶寬，當(dāng)局部區(qū)域有大量設(shè)備接入時(shí)，其接入的可靠性和每個(gè)用戶的平均帶寬會(huì)惡化，不利于充電樁群的密集接入、大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)傳輸。