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充电桩技术安装及规划布局

日期：2015-09-23浏览：2206次

充电桩技术安装及规划布局

对国内外电动汽车、电动汽车充电技术及规划布局等方面现状进行了研究，并对电动汽车充电需求进行了分析。介绍了国内外电动汽车充电设施的发展状况，对未来我国电动汽车发展前景进行了初步研究，提出积极推动电动汽车充电设施建设应是电网企业义不容辞的责任以及未来发展机遇。
电动汽车是全部或部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车，按照目前技术的发展方向或者车辆驱动原理，可划分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车三种类型。近年来，我国电动汽车行业取得了快速发展，攻克了一系列关键技术难题，在部分领域已实现了与日美欧等国同步发展。目前我国发展电动汽车已具有消费市场规模大、制造成本低、技术取得局部突破、资源保障能力强的四大优势。在技术突破和政策扶持的双重刺激下，我国电动汽车已处于市场引爆的临界点，预计未来两年电动汽车的市场规模和生产规模将迅速扩大，电动汽车将进入快速成长期。电动汽车充电设施是电动汽车产业链的重要组成部分，在电动汽车产业发展的同时还应该充分考虑充电设施的发展。

种类
按安装方式分
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。

按安装地点分
按照安装地点，可分为公共充电桩和充电桩。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。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。自用充电桩是建设在个人自有车位（库），为私人用户提供充电的充电桩。充电桩一般结合停车场（库）的停车位建设。安装在户外的充电桩防护等级不应低于IP54。安装在户内的充电桩防护等级不应低于IP32。

按充电接口数分
可分为一桩一充和一桩多充。

按充电方式分
充电桩（栓）可分为直流充电桩（栓），交流充电桩（栓）和交直流一体充电桩（栓）。

技术实现
电动汽车充电桩作为电动汽车的能量补给装置，其充电性能关系到电池组的使用寿命、充电时间。这也是消费者在购买电动汽车之前zui为关心的一个方面之一。实现对动力电池快速、、安全、合理的电量补给是电动汽车充电器设计的基本原则，另外，还要考虑充电器对各种动力电池的适用性。

快速充电器的控制系统组成：
快速充电器的控制系统
采用了智能化的变脉冲充电方式，即采用充电电流脉冲，包括充电脉冲T1间歇脉冲T2以及放电脉冲T3。

地面充电站中充电器的方案
地面充电站中充电器的方案，该充电器由一个能将输人的交流电转换为直流电的整流器和一个能调节直流电功率的地面充电站中充电器的方案功率转换器组成，通过把带电线的插头插入电动汽车上配套的插座中，直流电能就输入蓄电池对其充电。充电器设置了一个锁止杠杆以利于插入和取出插头，同时杠杆还能提供一个确定已经锁紧的信号以确保安全。根据充电器和车上电池管理系统相互之间的通讯，功率转换器能在线调节直流充电功率，而且充电器能显示充电电压、充电电流、充电量和充电费用。这只是充电桩的基本原理，许多细节问题都应在实际应用中不断改进，已得到zui便捷的使用方案。

建设要求
作为电网配用电侧的电动汽车充电桩（栓），其结构的特殊性决定了自动化通信系统的特点是被测点多且分散、覆盖面广、通信距离短。并且随着城市的发展，网络拓扑要求具有灵活性和扩展性的结构，因此，电动汽车充电桩（栓）通信方式的选择应考虑如下问题：
（1）通信的可靠性——通信系统要长期经受恶劣环境和较强的电磁干扰或噪音干扰的考验，并保持通信的畅通。
（2）建设费用——在满足可靠性的前提下，综合考虑建设费用及长期使用和维护的费用。
（3）双向通信——不仅能实现信息量的上传，还要实现控制量的下达。
（4）多业务的数据传输速率——随着以后终端业务量的不断增长，主站到子站、子站到终端之间通信对实现多业务的数据传输速率要求越来越高。
（5）通信的灵活性和可扩展性——由于充电桩（栓）具有控制点面多、面广和分散的特点，要求采用标准的通信协议，随着“ALL IP"网络技术趋势的发展以及电力运营业务的不断增长，需要考虑基于IP的业务承载，同时要求便于安装施工、调试、运行、维护。

自19世纪第1辆电动汽车面世至今，均采用可充蓄电池作为其动力源。对于一辆电动汽车来讲，蓄电池充电设备是*的子系统之一。它的功能是将电网的电能转化为电动汽车车载蓄电池的电能。电动汽车充电装置的分类有不同的方法，总体上可分为车载充电装置和非车载充电装置。
车载充电装置指安装在电动汽车上的采用地面交流电网和车载电源对电池组进行充电的装置，包括车载充电机（图1-13）、车载充电发电机组和运行能量回收充电装置，将一根带插头的交流动力电缆线直接插到电动汽车的充电插座中给蓄电池充电。车载充电装置通常使用结构简单、控制方便的接触式充电器，也可以是感应充电器。它*按照车载蓄电池的种类进行设计，针对性较强。非车载充电装置，即地面充电装置，主要包括充电机、充电站、通用充电机、公共场所用充电站（图1-14）等。它可以满足各种电池的各种充电方式。通常非车载充电器的功率、体积和重量均比较大，以便能够适应各种充电方式。
另外，根据对电动汽车蓄电池充电时能量转换的方式不同，充电装置可以分为接触式和感应式。随着电力电子技术和变流控制技术的飞速发展，高精度可控变流技术的成熟和普及，分阶段恒流充电模式已经基本被充电电流和充电电压连续变化的恒压限流充电模式取代。主导充电工艺的还是恒压限流充电模式。接触式充电的zui大问题在于它的安全性和通用性。为了使它满足严格的安全充电标准，必须在电路上采用许多措施使充电设备能够在各种环境下安全充电，恒压限流充电和分阶段恒流充电均属于接触式充电技术。新型的电动汽车感应充电技术发展很快。感应充电器是利用高频交流磁场的变压器原理，将电能从离车的原方感应到车载的副方，以达到给蓄电池充电的目的。感应充电的zui大优点是安全，这是因为充电器与车辆之间并无直接的点接触，即使车辆在恶劣的气候下，如雨雪天，进行充电也无触电的危险。

安全要求
（1）变电所应设置安全嗣栏、警示牌、安全信号灯及警铃。
（2）高压配电室和变压器室门外或变电所安全同栏上应悬挂“止步，高压危险"警示牌。警示牌的标示必须朝向围栏的外侧。
（3）高压配电装置上应有显著的操作指示说明。设备的接地点应有明显可见的标志。
（4）室内应有明显的“安全通道"或“安全出口"标示牌。
另外，变电所及配电设备的布置设计应便于安装、操作、搬运、检修、试验和监测。高低压配电室、变压器室、电容器室、控制室内，不应有与其无关的管道和线路通过。当然，即便充电站技术瓶颈得到了很好的解决，但是充电站建设可能还存在选址困难等问题。新能源汽车应先以城市为主，但繁华Ⅸ域往往用地紧张，地价成本较高，这方面需要政府在政策上能予以倾斜．推动充电设施的建设。由电力企业发展经营电动车充电站具有先天优势。电力企业将电力直接卖给车辆是一个新的业务，希望电力企业能转变

通信方式
电动汽车充电桩属于配电网侧，其通信方式往往和配电网自动化一起综合考虑。通信是配电网自动化的一个重点和难点，区域不同、条件不同，可应用的通信方式也不同，具体到电动汽车充电桩，其通信方式主要有有线方式和无线方式：
（1）有线方式
有线方式主要有：有线以太网（RJ45线、光纤）、工业串行总线（RS485、RS232、CAN总线）。
有线以太网主要优点是数据传输可靠、网络容量大，缺点是布线复杂、扩展性差、施工成本高、灵活性差。
工业串行总线（RS485、RS232、CAN总线）优点是数据传输可靠，设计简单，缺点是布网复杂、扩展性差、施工成本高、灵活性差、通信容量低。
（2）无线方式
无线方式主要采用移动运营商的移动数据接入业务，如：GRPS、EVDO、CDMA等。
采用移动运营商的移动数据业务需要将电动汽车充电桩这一电网内部设备接入移动运营商的移动数据网络，需要支付昂贵的月租和年费，随着充电桩数量的增加费用将越来越大；同时数据的安全性和网络的可靠性都受到移动运营商的限制，不利于设备的安全运行；其次，移动运营商的移动接入带宽属共享带宽，当局部区域有大量设备接入时，其接入的可靠性和每个用户的平均带宽会恶化，不利于充电桩群的密集接入、大数据量的数据传输。

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