充電站設計方案

1、中海油設計建設方案（一）制定：審核：批準：鼎充能源科技南京有限責任公司2016.51 術語和定義非車載充電機（off-board charger）：指采用傳導方式將電網(wǎng)交流電能變換為直流電能，為電動汽車動力電池充電，提供 人機操作界面及直流接口，并具備相應測控保護功能的專用裝置。非車載充電機主要由 交直流變換和直流輸出控制兩部分構成，分為一體式和分體式兩種。一體式充電機（integrated charger）：指交直流變換和直流輸出控制兩部分結合成一體的非車載充電機。分體式充電機（split charger）：指交直流變換和直流輸出控制兩部分分立組成的非車載充電機，它們之間通過電纜 連接組成一

2、套完整的充電機。整流柜（rectifier cabinet）：指分體式充電機中完成交直流變換的部分，一般以標準機柜形式提供。直流充電樁（DC charge spots）：是分體式充電機的一部分，固定在地面，提供人機操作界面及直流輸出接口的裝置。 電池管理系統(tǒng)（BMS，battery management system）：監(jiān)視蓄電池的狀態(tài)（溫度、電壓、荷電狀態(tài)），對蓄電池系統(tǒng)充電、放電過程進行 有效管理，保證電池安全運行的電子裝置。2 設計依據(jù)以電動車輛國家標準、以汽車加油加氣設計與施工規(guī)范GB50156、國家電網(wǎng)公司 充電站相關的 6 項行業(yè)標準等技術規(guī)范文件為建設依據(jù),以電動汽車市場需求發(fā)展

3、為導向， 采用模塊化設計方法，充分體現(xiàn)系統(tǒng)擴展性和開放性。以標準化、通用化為工程實施原則， 為今后充電機推廣使用奠定基礎。本設計主要參照以下標準規(guī)范：電動汽車相關技術標準GB 50156-2002 汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范GB/T 18487.1-2001電動車輛傳導充電系統(tǒng) 一般要求GB/T 18487.2-2001電動車輛傳導充電系統(tǒng)電動車輛與交流/直流電源的連接要求GB/T 18487.3-2001電動車輛傳導充電系統(tǒng)電動車輛與交流/直流充電機（站） GB/T 19596-2004 電動汽車術語GB/T 20234-2011 電動汽車傳導充電用插頭、插座、車輛耦合器和車輛插孔通 用要

4、求QC/T 743-2006 電動汽車用鋰離子蓄電池Q/GDW 233-2009 電動汽車非車載充電機通用技術要求Q/GDW 234-2009 電動汽車非車載充電機電氣接口規(guī)范Q/GDW 235-2009 電動汽車非車載充電機通信規(guī)約Q/GDW 236-2009 電動汽車充電站通用要求Q/GDW 237-2009 電動汽車充電站布置設計導則Q/GDW 238-2009 電動汽車充電站供電系統(tǒng)規(guī)范NB/T 33001-2011 電動汽車非車載傳導式充電機技術條件NB/T 33002-2011 電動汽車交流充電樁技術條件NB/T 27930-2011 電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統(tǒng)之間的

5、通信協(xié) 議電氣技術標準GB 50052-95 供配電系統(tǒng)設計規(guī)范GB 50053-94 10kV 以下變電所設計規(guī)范GB 50054-95 低壓配電設計規(guī)范；GB 50055-93 通用用電設備配電設計規(guī)范GB 50217-2007 電力工程電纜設計規(guī)范GB 12326-2000 電能質(zhì)量電壓波動和閃變GB/T 14549-93 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波GB/T 17215.211-2006交流電測量設備通用要求、試驗和試驗條件 GB/T 17215.322-2008靜止式有功電能表 0.2S 級和 0.5S 級DL/T 856-2004 電力用直流電源監(jiān)控裝置JB/T 5777.4-2000

6、電力系統(tǒng)直流電源設備通用技術條件及安全要求 土建技術規(guī)范GB 50003-2001 砌體結構設計規(guī)范GB 50007-2002 地基基礎設計規(guī)范GB 50010-2002 混凝土結構設計規(guī)范GB 50016-2006 建筑設計防火規(guī)范GB 50034-2004 建筑照明設計標準GB 50037-96 建筑地面設計規(guī)范GB 50057-1994 建筑物防雷設計規(guī)范GB 50067-97 汽車庫，修車庫，停車場設計防火規(guī)范GB 50202-2002 建筑地基基礎工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB 50204-2002 混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB 50300-2001 建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準GB

7、 50303-2002 建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范JGJ 50-2001 城市道路和建筑物無障礙設計規(guī)范JGJ 100-98 汽車庫建筑設計規(guī)范給排水設計規(guī)范GB 50013-2006 室外給水設計規(guī)范GB 50014-2006 室外排水設計規(guī)范GB 50015-2003 建筑給水排水設計規(guī)范GB 50140-2005 建筑滅火器配置設計規(guī)范GB/T 50106-2001給水排水制圖標準3 設計方案3.1 方案概述3.1.1 規(guī)模根據(jù)對現(xiàn)場的實際考察，現(xiàn)場共計車位 100 個，其中 120KW 直流雙充 16 臺，120KW 直流四充 4 臺，60KW 直流雙充 20 臺共計 40 臺充電機

8、，一座配電房和其他相關輔助設施。3.1.2 充電機及配電容量選擇本充電站充電設備包括 40 臺大型直流充電機用于大型車輛的直流充電；參考圖片如下：一體式充電樁雙槍頭配電系統(tǒng)采用 1 臺 4000kVA 干式低損耗非晶合金變壓器，高壓側采用單路常供，單母 線接線方式，低壓側采用單母線接線方式，同時設置低壓備用電源。3.1.3 場地布置充電工作區(qū)包括 100 個停車位，均為 10-12 米電動大巴停車位，40 個直流充電樁和一座 配電站，在停車區(qū)域醒目位置設置充電站標示，參考效果圖和示意圖如下。整體效果圖車輛充電裝細節(jié)效果圖充電樁的防護：1、車輪處增加停車限位 2、充電樁周圍增加防撞梁 3.2 一

9、次系統(tǒng)設計3.2 配電系統(tǒng)的設計3.2.1 概述在場地的一側綠地上建設一個配電房。變壓器按 1 臺 4000kVA 變壓器進行設計，10kV 接入點位置待定，變壓器采用節(jié)能環(huán)保的蒸發(fā)冷卻變壓器或干式非晶合金變壓器，該變壓器損耗小，短路能力強，全密封結構，免維護，使用壽命長。配電系統(tǒng)包括高壓開關柜、 變壓器、低壓開關柜、無功補償裝置和微機測控裝置、配電監(jiān)控等幾個部分。3.2.2 配電容量計算充電站的規(guī)模為：120KW 直流充電樁 20 臺，60KW 直流充電樁 20 臺，分別布置 在每兩輛電動大巴車末端之間。單臺充電機的輸入容量為：S Pcos （公式 1）式中： P單臺充電機的輸出功率；S單臺

10、充電機的輸入容量；cos充電機的功率因數(shù),取 0.99；充電機的效率,取 0.94；由上式計算可得各種不同容量的充電機最大輸入容量為：快速充電機：S=3600/0.99/0.94=3868kVA；快速充電機的同時系數(shù)為 0.9，則充電設備所需的配電總容量為： 3868*0.9=3481KVA考慮站內(nèi)負荷和的冗余 1.1，則總配電容量為 3829kVA，選用 1 臺 4000kVA 的變 壓器。由于所有充電機均采用了有源功率因數(shù)校正技術，交流輸入功率因數(shù)大于 0.99，電流諧波 THD 小于 5%，故無功補償裝置按變壓器容量的 15% 選取兩臺自動無功補償裝置。3.2.3 配電開關選擇1 、12

11、0kW 直流充電機配置空氣開關 3P200A，60kW 直流充電機配置空氣開關 3P160A，并備用兩只空開預留備用，共計 40 只3.2.4 配電房電纜統(tǒng)計10kV 配電 1 回路，配電房輸入電源，共計 1 路；每臺 120kW 直流充電機交流電纜 三相五線制 3*70+2*35 1 根，共計 20 根；每臺 60kW 直流充電機交流電纜三相五線制 3*35+2*16 1 根，共計 20 根；存在問題：電纜的長度現(xiàn)場測量施工后再定，進線電源采用 10kV 單路供電，10kV側采用單母線接線方式。高壓柜采用真空斷路器中置式開關柜，設進線計量柜、PT 及避雷 器柜、出線柜（按照電力設計部門設計為

12、準）。3.3 二次系統(tǒng)設計（以電力設計部門為準）建議：整個充電站的二次系統(tǒng)按綜合自動化配置考慮。配置一面監(jiān)控屏，屏上安裝智能 通信裝置、公用測控裝置、視頻監(jiān)控裝置。智能通信裝置完成與站內(nèi)可通信設備的接入，通過通訊采集設備信息。并具備向遠方控 制中心傳輸信號的功能與接口。公用測控裝置主要采集 0.4kV 側開關的位置信號、負荷電流等，并提供一定的遙控輸 出接點備用。10kV 進線配置微機保護，就地安裝在開關柜上，具備三段式過流保護、過負荷保護、 低壓保護、過壓保護等保護功能，同時具備遙測、遙信、遙控的功能?？赏ㄟ^現(xiàn)場總線接入 智能通信裝置，上傳信息。3.4 充電機系統(tǒng)設計3.4.1 直流充電機直

13、流充電機采用整流設備為電動乘用車輛的蓄電池充電，包含功率單元、控制單元、電 氣接口和通訊接口，一般由整流柜、直流充電樁、連接電纜和充電連接器等組成。直流充電 機一般功率較大，輸出電流、電壓變化范圍較寬，可滿足不同類型電動乘用車輛蓄電池的充 電需求。具體參數(shù)如下表：序號項目輸入電壓額定輸出電壓及顯示分辨 率額定輸出電流及顯示分辨 率輸出紋波輸出電壓控制穩(wěn)定精度 輸出電流控制穩(wěn)定精度 工作效率功率因數(shù)總諧波電流輸出電壓調(diào)節(jié)范圍 輸出電流調(diào)節(jié)范圍 輸出電壓、電流設定 冗余均流度保護功能技術指標輸入：交流三相 380V15% 50Hz10%750V （0.1V）120A （0.1A）Vp-p1%0.5

14、%（40%-100%電壓時測量）1%（10%-100%額定電流）94%（50%-100%額定功率時）0.99（50%-100%額定功率時）5%（50%-100%額定功率時）50%額定電壓值連續(xù)可設定10%額定電流值連續(xù)可設定觸摸屏設定和 BMS 通訊自動設定具有可熱插拔替換3%輸入過壓保護（115%），輸入欠壓保護（ 85%），輸出過流保護，輸出過壓保護， 輸出欠壓保護，過熱保護，短路保護，輸出反接保護，急停功能，聯(lián)鎖功能人機交互功能計量功能三防保護工作方式電池類型，充電電壓，充電電流，電能量計量信息，人工輸入顯示信息，故障信息， 電池溫度，充電時間對輸出電量進行計量（Wh）防潮濕，防霉變，防

15、鹽霧長期滿負荷連續(xù)工作20安全指標額定電壓 UiVU 60i60U 300i300U 750i絕緣電阻測試儀器的 電壓等級（10M）V2505001000工頻耐壓試 驗電壓kV2.5沖擊耐壓試 驗電壓kV1512冷卻方式防護等級上位機通信接口顯示精度電源適用負載特性環(huán)境條件MTBF擴展功能定制功能3.5 充電樁的地基充電樁的尺寸如圖所示：強制風冷室內(nèi) IP54支持 RS485/RS232/CAN2.0B（標配）GPRS/以太網(wǎng)通訊（選配）；能和 BMS （電池管理系統(tǒng)）通訊控制充電1%1 個字（計量范圍 5100額定值）鉛酸電池、鋰電池、鎳氫電池使用環(huán)境溫度：-2050相對濕度：5%95%存儲

16、溫度：-4080海拔高度不超過 2000 米10000H(置信度 85%)通過多種通訊接口同充電站的監(jiān)控系統(tǒng)連接，進行集中管理和監(jiān)控。具有充電時間預約功能：可以預約充電開始時間具有雙槍頭自動切換功能：一臺車輛充電結束后自動切換至另外一輛車充電，無需 人員值守。充電樁尺寸約：寬：650 深：710 高：1950考慮到雨水的浸泡和防水要求，建議澆筑地基，其尺寸為：750mm750mm要求：1、地基尺寸，寬 750mm*長 600mm*深 800mm，突出地面 300mm地基需用 C25 混凝土澆筑固定螺桿高出澆筑滿 30mm，直徑 M8 螺栓預埋穿線管，PVC 管材，直徑 40mm地基旁邊留地井，

17、方便接電纜線3.6 標識系統(tǒng)設計充電站標識系統(tǒng)主要包含： 1、車位的標識（用車位框標識） 2、車位編號（用阿拉伯 數(shù)字標識）3、充電樁地域警示標識（黑黃警示框線標識）4、充電樁編號（域名+阿拉伯數(shù) 字表示）3.7 其它相關專業(yè)設計3.7.1 命名方式充電站命名規(guī)則為：“地名”加“站名”加“充電站類型”?！俺潆娬绢愋汀狈譃椋撼潆娬?、充放電站，其中：充放電站可以包括更換電池功能。 例如：廣東惠州電動汽車充電站。充電機命名規(guī)則為：“充電站名稱”加“編號”加“充電機”。例如：惠州公交充電站 1 號充電機。3.7.2 總平面設計充電工作區(qū)布置在遵循國家電網(wǎng)公司電動汽車充放電設施建設指導意見，參考汽 車加

18、油加氣設計與施工規(guī)范GB50156 中有關平面布置要求的基礎上，需要考慮大型車輛 靠近設備間，并盡量減少大型車輛與整流設備間之間距離，以降低大電流充電時的損耗。4 氣電混合安全問題充電設備的安全性主要取決于所采用的器件。電子器件中易爆器件有：電解電容、鉭電 容、高壓功率管、整流管等；電子器材中易產(chǎn)生火花的有：斷路器、接觸器等。在充電設備 的設計過程中應盡量規(guī)避此類器件，如必須采用此類器件應首先選取具有防爆性能的同類產(chǎn) 品。充電設備的安全性還取決于充電設備的防護措施。對于采用了易爆器件的充電設備， 為提高其安全性，可采用密封加灌膠等封裝方式。油電混合站中的充電設備主要包括：直流充電功率主機、直流

19、充電終端機、交流充電 樁、直流充電一體機。直流充電功率主機主要作用是產(chǎn)生高壓大電流的直流電，在其內(nèi)部不可避免的大量采用了電解電容、功率管、整流管等易爆器件及斷路器、接觸器等易產(chǎn)生火花的器材，對于此 類主機采用灌膠密封的方式成本較高且不利于維護，安全性較差。直流充電終端機主要作用是人機交互、計量計費，其內(nèi)部沒有功率器件，功率等級小、 發(fā)熱量小，易于灌膠密封，安全性較高。交流充電樁主要提供交流慢充，內(nèi)部無功率器件，不會產(chǎn)生爆炸，但是有接觸器、斷路器等易產(chǎn)生火花的器材，安全性一般，如采用防爆斷路器和接觸器，可以進一步提升其安 全性。直流充電一體機主要作用是產(chǎn)生高壓大電流的直流電的同時進行人機交互和計

20、量計費。在其內(nèi)部不可避免的大量采用了電解電容、功率管、整流管等易爆器件及斷路器、接觸器等易產(chǎn)生火花的器材，安全性較差，但其功率相對于直流充電功率主機來講較?。ㄒ话阍O計在 30kW 以內(nèi)），熱量也不大，可以采用灌膠或密封的方式提高其安全性。我司在現(xiàn)有產(chǎn)品的基礎上，針對特定的應用環(huán)境，對現(xiàn)有的軟硬件設備進行了改進升 級。1）充電終端充電終端是安裝在充電現(xiàn)場且距離加油機最近的設備，它的可靠運行，關系到整個充電站的安全。該設備除了與汽車接駁的電連接器以外，其他部件設計上完全封閉在箱體內(nèi)，與外部環(huán)境完全隔離。裸露在外的連接器觸點，設計上主要考慮充電過程中意外引起的帶電插拔，從而引起電火花的問題。針對這一

21、隱患，在設計中我們通過對現(xiàn)有硬件進行改進同時結合相應的軟件控制，確保在任何情況下，裸露在外的連接器端子不帶電，從根本上避免電 火花的產(chǎn)生。例如：用戶在進行充電時，從充電終端上取下充電槍直到可靠地與汽車接駁的全過程，我們通過軟、硬件設計雙重保證充電槍頭始終不會帶電；如果，充電過程中，連接器與汽車意外脫開，系統(tǒng)將在最短時間內(nèi)（小于 100mS）保證連接器完全不帶電，從而確保充電過 程的安全。2）軟件升級為了確保油電混合充電站的安全可靠運行，我司在現(xiàn)有產(chǎn)品的基礎上增加了更多的軟 件監(jiān)控功能。a、5 級油氣預警系統(tǒng)該系統(tǒng)主要功能是對充電站內(nèi)的環(huán)境進行實時監(jiān)控，匯總收集到的環(huán)境參數(shù)作為優(yōu)先級最高的充電站

22、運行管理依據(jù)。該系統(tǒng)通過溫度傳感器與氣體濃度分析儀實時采集上報的信息（次/60 秒），不僅是充電過程的每一個環(huán)節(jié)動作的必要條件，同時，也是充電站5 級油 氣預警系統(tǒng)的分級依據(jù)。表 3 為 5 級油氣預警系統(tǒng)的工作說明。表 3 5 級油氣預警系統(tǒng)預 警環(huán) 境 參充電站全系統(tǒng)狀態(tài)級別數(shù) a級級aAA a 環(huán)境正常，各系統(tǒng)可執(zhí)行當前動作溫度、濃度較高，排風系統(tǒng)低轉速運行B級B a 溫度、濃度高，充電終端斷電，排風系統(tǒng)高轉速運行C級C a 溫度、濃度很高，配電房只保留照明電源、預警系統(tǒng)電源D級 Da和排風系統(tǒng)供電，其余電源切斷溫度、濃度達到極度危險級別，發(fā)出聲光報警，切斷全站供電，加油區(qū)停用，啟用應急

23、照明電源，非專業(yè)人士撤離現(xiàn)場補充說明：充電終端在開機自檢程序中加入了環(huán)境檢測顯示界面；其余實時監(jiān)控的環(huán) 境狀態(tài)均轉入后臺運行。b、充電系統(tǒng)遙控開關機該功能主要用于系統(tǒng)檢修前后以及出現(xiàn)緊急情況時，為了人員安全，可在危險區(qū)外對充電站內(nèi)的各個關鍵電氣設備進行遙控操作。對象主要包括：配電柜、充電主機、充電終端 以及安防系統(tǒng)。電氣設備的故障常在開關機時出現(xiàn)，因此，對于整個油電混合充電站系統(tǒng)，此時異常情況出現(xiàn)的概率也比較高。加入該系統(tǒng)可以更有力地保障在此種情況下的工作人員的安全。例如：在一次大的系統(tǒng)檢修完成后，工作人員可以撤離至安全區(qū)，遙控開啟安防系統(tǒng)的配電，對全站進行自檢；自檢通過后，可以依次打開照明系

24、統(tǒng)、排風系統(tǒng)、直流主機及充 電終端等設備。5 配置概算表項目設備名稱單價單位數(shù)量總價備注10KV 配電柜變壓器（4000KVA*1） 400V 動力配電柜 10 臺 有源濾波電容補償柜*1 直流電源屏& 2500A 母線槽 10KV 進線電纜打包總價預算2100000以上均以中高檔 配置的價格（變 動空間幅度大， 可以當?shù)仉娏Σ?門設計為準）， 如果需要再考慮 預留空間。供 配電進 線 電 纜+2*16mm2進 線 電 纜+2*35mm2進 線 電 纜+2*240mm23*35mm23*70mm23*400mm2126210882米米米實測實測實測20 臺 60KW20 臺 120KW配 電

25、房 至 現(xiàn) 場 10 臺配電柜總 進線元 /電纜鋪設500人 /6 人 1545000充 電 60KW 直流一體充電樁84000天天臺 2016800相 關00設備120KW 直流一體充電樁168000臺 203360000監(jiān) 控系統(tǒng)工 控機GPS時鐘UPS電源寫 卡器后臺計費控制軟件數(shù)據(jù)集中監(jiān)控EVOC 研華工控機衛(wèi)星同步時鐘2KV 2 小時明華25380550000500060005400300套套臺臺臺臺113252538055000015000600010800900選配選配選配選配選配磚混、人字架、瓦廠內(nèi)監(jiān)控室（選配）3200m228 89600片 屋 面 ， 一般裝修（地面地磚）磚

26、混、人字架、瓦充電樁監(jiān)控室 （選配）3400m228 95200片 屋 面 ， 地面一般裝修，含電纜溝、接地樁 磚混、人字架、瓦配電房 1 間 800m2300 240000片 屋 面 ， 含電纜溝、接地樁、自流地坪充電樁其他項目費用1000400000m2項實測1400000含電纜溝、蓋板 申請電力，環(huán)保， 消防等費用樁 到 樁 基 的 固充電樁設備安裝40臺 50020000定，通電接線和系統(tǒng)調(diào)試服務系統(tǒng)聯(lián)調(diào)服務費 500元 /人 /天2 人30 天30000系統(tǒng)聯(lián)調(diào)：不包 含數(shù)據(jù)集中監(jiān)控 系統(tǒng)如需要則增 加一個月用戶培訓及售后服務 配電部分價格一次 2 天免費培 訓2145000+（電纜

27、充電樁部分價格（含充電樁）土建施工部分報價及輔材）實測 5490000240000+ 電 纜 溝土建實測預算總價預計可以申請補貼預計實際花費中海油設計建設方案（二）制定：審核：批準：鼎充能源科技南京有限責任公司2016.51 術語和定義非車載充電機（off-board charger）：指采用傳導方式將電網(wǎng)交流電能變換為直流電能，為電動汽車動力電池充電，提供 人機操作界面及直流接口，并具備相應測控保護功能的專用裝置。非車載充電機主要由 交直流變換和直流輸出控制兩部分構成，分為一體式和分體式兩種。一體式充電機（integrated charger）：指交直流變換和直流輸出控制兩部分結合成一體的非

28、車載充電機。分體式充電機（split charger）：指交直流變換和直流輸出控制兩部分分立組成的非車載充電機，它們之間通過電纜 連接組成一套完整的充電機。整流柜（rectifier cabinet）：指分體式充電機中完成交直流變換的部分，一般以標準機柜形式提供。直流充電樁（DC charge spots）：是分體式充電機的一部分，固定在地面，提供人機操作界面及直流輸出接口的裝置。 電池管理系統(tǒng)（BMS，battery management system）：監(jiān)視蓄電池的狀態(tài)（溫度、電壓、荷電狀態(tài)），對蓄電池系統(tǒng)充電、放電過程進行 有效管理，保證電池安全運行的電子裝置。2 設計依據(jù)以電動車輛國家

29、標準、以汽車加油加氣設計與施工規(guī)范GB50156、國家電網(wǎng)公司 充電站相關的 6 項行業(yè)標準等技術規(guī)范文件為建設依據(jù),以電動汽車市場需求發(fā)展為導向， 采用模塊化設計方法，充分體現(xiàn)系統(tǒng)擴展性和開放性。以標準化、通用化為工程實施原則， 為今后充電機推廣使用奠定基礎。本設計主要參照以下標準規(guī)范：電動汽車相關技術標準GB 50156-2002 汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范GB/T 18487.1-2001電動車輛傳導充電系統(tǒng) 一般要求GB/T 18487.2-2001電動車輛傳導充電系統(tǒng)電動車輛與交流/直流電源的連接要求GB/T 18487.3-2001電動車輛傳導充電系統(tǒng)電動車輛與交流/直流充電機（

30、站） GB/T 19596-2004 電動汽車術語GB/T 20234-2011 電動汽車傳導充電用插頭、插座、車輛耦合器和車輛插孔通 用要求QC/T 743-2006 電動汽車用鋰離子蓄電池Q/GDW 233-2009 電動汽車非車載充電機通用技術要求Q/GDW 234-2009 電動汽車非車載充電機電氣接口規(guī)范Q/GDW 235-2009 電動汽車非車載充電機通信規(guī)約Q/GDW 236-2009 電動汽車充電站通用要求Q/GDW 237-2009 電動汽車充電站布置設計導則Q/GDW 238-2009 電動汽車充電站供電系統(tǒng)規(guī)范NB/T 33001-2011 電動汽車非車載傳導式充電機技術

31、條件NB/T 33002-2011 電動汽車交流充電樁技術條件NB/T 27930-2011 電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié) 議電氣技術標準GB 50052-95 供配電系統(tǒng)設計規(guī)范GB 50053-94 10kV 以下變電所設計規(guī)范GB 50054-95 低壓配電設計規(guī)范；GB 50055-93 通用用電設備配電設計規(guī)范GB 50217-2007 電力工程電纜設計規(guī)范GB 12326-2000 電能質(zhì)量電壓波動和閃變GB/T 14549-93 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波GB/T 17215.211-2006交流電測量設備通用要求、試驗和試驗條件 GB/T 17215.322

32、-2008靜止式有功電能表 0.2S 級和 0.5S 級DL/T 856-2004 電力用直流電源監(jiān)控裝置JB/T 5777.4-2000 電力系統(tǒng)直流電源設備通用技術條件及安全要求 土建技術規(guī)范GB 50003-2001 砌體結構設計規(guī)范GB 50007-2002 地基基礎設計規(guī)范GB 50010-2002 混凝土結構設計規(guī)范GB 50016-2006 建筑設計防火規(guī)范GB 50034-2004 建筑照明設計標準GB 50037-96 建筑地面設計規(guī)范GB 50057-1994 建筑物防雷設計規(guī)范GB 50067-97 汽車庫，修車庫，停車場設計防火規(guī)范GB 50202-2002 建筑地基基

33、礎工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB 50204-2002 混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB 50300-2001 建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準GB 50303-2002 建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范JGJ 50-2001 城市道路和建筑物無障礙設計規(guī)范JGJ 100-98 汽車庫建筑設計規(guī)范給排水設計規(guī)范GB 50013-2006 室外給水設計規(guī)范GB 50014-2006 室外排水設計規(guī)范GB 50015-2003 建筑給水排水設計規(guī)范GB 50140-2005 建筑滅火器配置設計規(guī)范GB/T 50106-2001給水排水制圖標準3 設計方案3.1 方案概述3.1.1 規(guī)模根據(jù)對現(xiàn)場的實際考察，現(xiàn)

34、場共計車位 100 個，每 4 個車位配置一臺直流充電裝置， 共計 25 臺充電機，一座配電房和其他相關輔助設施。3.1.2 充電機及配電容量選擇本充電站充電設備包括 25 臺 DC120KW 大型四充直流充電機用于大型車輛的直流充電； 參考圖片如下：一體式充電樁雙槍頭配電系統(tǒng)采用 1 臺 4000kVA 干式低損耗非晶合金變壓器，高壓側采用單路常供，單母 線接線方式，低壓側采用單母線接線方式，同時設置低壓備用電源。3.1.3 場地布置充電工作區(qū)包括 100 個停車位，均為 10-12 米電動大巴停車位，25 個四充直流 120KW 充電樁和一座配電站，在停車區(qū)域醒目位置設置充電站標示，參考效

35、果圖和示意圖如下。整體效果圖車輛充電裝細節(jié)效果圖充電樁的防護：1、車輪處增加停車限位 2、充電樁周圍增加防撞梁 3.2 一次系統(tǒng)設計3.2 配電系統(tǒng)的設計3.2.1 概述在場地的一側綠地上建設一個配電房。變壓器按 1 臺 4000kVA 變壓器進行設計，10kV 接入點位置待定，變壓器采用節(jié)能環(huán)保的蒸發(fā)冷卻變壓器或干式非晶合金變壓器，該變壓器損耗小，短路能力強，全密封結構，免維護，使用壽命長。配電系統(tǒng)包括高壓開關柜、 變壓器、低壓開關柜、無功補償裝置和微機測控裝置、配電監(jiān)控等幾個部分。3.2.2 配電容量計算充電站的規(guī)模為：120KW 直流充電樁 25 臺，分別布置在每兩輛電動大巴車末端之 間

36、。單臺充電機的輸入容量為：S Pcos （公式 1）式中： P單臺充電機的輸出功率；S單臺充電機的輸入容量；cos充電機的功率因數(shù),取 0.99；充電機的效率,取 0.94；由上式計算可得各種不同容量的充電機最大輸入容量為：120kW 快速充電機：S=60000/0.99/0.94*25=3223kVA；120kW 快速充電機的同時系數(shù)為 0.9，則充電設備所需的配電總容量為： 3223*0.9=2901KVA考慮站內(nèi)負荷和的冗余 1.1，則總配電容量為 3191kVA，選用 1 臺 4000kVA 的變 壓器。由于所有充電機均采用了有源功率因數(shù)校正技術，交流輸入功率因數(shù)大于 0.99，電流諧

37、波 THD 小于 5%，故無功補償裝置按變壓器容量的 15% 選取兩臺自動無功補償裝置。3.2.3 配電開關選擇1、每個 120kW 直流充電機配置空氣開關 3P200A，并備用兩只空開預留備用，共 計 27 只3.2.4 配電房電纜統(tǒng)計10kV 配電 1 回路，配電房輸入電源，共計 1 路；每臺 120kW 直流充電機交流電纜 三相五線制 3*70+2*35A 1 根，共計 25 根；存在問題：電纜的長度現(xiàn)場測量施工后再定，進線電源采用 10kV 單路供電，10kV側采用單母線接線方式。高壓柜采用真空斷路器中置式開關柜，設進線計量柜、PT 及避雷 器柜、出線柜（按照電力設計部門設計為準）。3

38、.3 二次系統(tǒng)設計（以電力設計部門為準）建議：整個充電站的二次系統(tǒng)按綜合自動化配置考慮。配置一面監(jiān)控屏，屏上安裝智能 通信裝置、公用測控裝置、視頻監(jiān)控裝置。智能通信裝置完成與站內(nèi)可通信設備的接入，通過通訊采集設備信息。并具備向遠方控 制中心傳輸信號的功能與接口。公用測控裝置主要采集 0.4kV 側開關的位置信號、負荷電流等，并提供一定的遙控輸 出接點備用。10kV 進線配置微機保護，就地安裝在開關柜上，具備三段式過流保護、過負荷保護、 低壓保護、過壓保護等保護功能，同時具備遙測、遙信、遙控的功能?？赏ㄟ^現(xiàn)場總線接入 智能通信裝置，上傳信息。3.4 充電機系統(tǒng)設計3.4.1 直流充電機直流充電機

39、采用整流設備為電動乘用車輛的蓄電池充電，包含功率單元、控制單元、電 氣接口和通訊接口，一般由整流柜、直流充電樁、連接電纜和充電連接器等組成。直流充電 機一般功率較大，輸出電流、電壓變化范圍較寬，可滿足不同類型電動乘用車輛蓄電池的充 電需求。具體參數(shù)如下表：序號項目輸入電壓額定輸出電壓及顯示分辨 率額定輸出電流及顯示分辨 率輸出紋波輸出電壓控制穩(wěn)定精度 輸出電流控制穩(wěn)定精度 工作效率功率因數(shù)總諧波電流輸出電壓調(diào)節(jié)范圍 輸出電流調(diào)節(jié)范圍 輸出電壓、電流設定 冗余均流度保護功能技術指標輸入：交流三相 380V15% 50Hz10%750V （0.1V）100A （0.1A）Vp-p1%0.5%（40

40、%-100%電壓時測量）1%（10%-100%額定電流）94%（50%-100%額定功率時）0.99（50%-100%額定功率時）5%（50%-100%額定功率時）50%額定電壓值連續(xù)可設定10%額定電流值連續(xù)可設定觸摸屏設定和 BMS 通訊自動設定具有可熱插拔替換3%輸入過壓保護（115%），輸入欠壓保護（ 85%），輸出過流保護，輸出過壓保護， 輸出欠壓保護，過熱保護，短路保護，輸出反接保護，急停功能，聯(lián)鎖功能人機交互功能計量功能三防保護工作方式電池類型，充電電壓，充電電流，電能量計量信息，人工輸入顯示信息，故障信息， 電池溫度，充電時間對輸出電量進行計量（Wh）防潮濕，防霉變，防鹽霧長期

41、滿負荷連續(xù)工作20安全指標額定電壓 UiVU 60i60U 300i300U 750i絕緣電阻測試儀器的 電壓等級（10M）V2505001000工頻耐壓試 驗電壓kV2.5沖擊耐壓試 驗電壓kV1512冷卻方式防護等級上位機通信接口顯示精度電源適用負載特性環(huán)境條件MTBF擴展功能定制功能3.5 充電樁的地基充電樁的尺寸如圖所示：強制風冷室內(nèi) IP54支持 RS485/RS232/CAN2.0B（標配）GPRS/以太網(wǎng)通訊（選配）；能和 BMS （電池管理系統(tǒng)）通訊控制充電1%1 個字（計量范圍 5100額定值）鉛酸電池、鋰電池、鎳氫電池使用環(huán)境溫度：-2050相對濕度：5%95%存儲溫度：-

42、4080海拔高度不超過 2000 米10000H(置信度 85%)通過多種通訊接口同充電站的監(jiān)控系統(tǒng)連接，進行集中管理和監(jiān)控。具有充電時間預約功能：可以預約充電開始時間具有雙槍頭自動切換功能：一臺車輛充電結束后自動切換至另外一輛車充電，無需 人員值守。充電樁尺寸約：寬：650 深：710 高：1950考慮到雨水的浸泡和防水要求，建議澆筑地基，其尺寸為：750mm750mm要求：1、地基尺寸，寬 750mm*長 600mm*深 800mm，突出地面 300mm地基需用 C25 混凝土澆筑固定螺桿高出澆筑滿 30mm，直徑 M8 螺栓預埋穿線管，PVC 管材，直徑 40mm地基旁邊留地井，方便接電

43、纜線3.6 標識系統(tǒng)設計充電站標識系統(tǒng)主要包含： 1、車位的標識（用車位框標識） 2、車位編號（用阿拉伯 數(shù)字標識）3、充電樁地域警示標識（黑黃警示框線標識）4、充電樁編號（域名+阿拉伯數(shù) 字表示）3.7 其它相關專業(yè)設計3.7.1 命名方式充電站命名規(guī)則為：“地名”加“站名”加“充電站類型”?！俺潆娬绢愋汀狈譃椋撼潆娬?、充放電站，其中：充放電站可以包括更換電池功能。 例如：廣東惠州電動汽車充電站。充電機命名規(guī)則為：“充電站名稱”加“編號”加“充電機”。例如：惠州公交充電站 1 號充電機。3.7.2 總平面設計充電工作區(qū)布置在遵循國家電網(wǎng)公司電動汽車充放電設施建設指導意見，參考汽 車加油加氣設

44、計與施工規(guī)范GB50156 中有關平面布置要求的基礎上，需要考慮大型車輛 靠近設備間，并盡量減少大型車輛與整流設備間之間距離，以降低大電流充電時的損耗。4 氣電混合安全問題充電設備的安全性主要取決于所采用的器件。電子器件中易爆器件有：電解電容、鉭電 容、高壓功率管、整流管等；電子器材中易產(chǎn)生火花的有：斷路器、接觸器等。在充電設備 的設計過程中應盡量規(guī)避此類器件，如必須采用此類器件應首先選取具有防爆性能的同類產(chǎn) 品。充電設備的安全性還取決于充電設備的防護措施。對于采用了易爆器件的充電設備， 為提高其安全性，可采用密封加灌膠等封裝方式。油電混合站中的充電設備主要包括：直流充電功率主機、直流充電終端

45、機、交流充電 樁、直流充電一體機。直流充電功率主機主要作用是產(chǎn)生高壓大電流的直流電，在其內(nèi)部不可避免的大量采用了電解電容、功率管、整流管等易爆器件及斷路器、接觸器等易產(chǎn)生火花的器材，對于此 類主機采用灌膠密封的方式成本較高且不利于維護，安全性較差。直流充電終端機主要作用是人機交互、計量計費，其內(nèi)部沒有功率器件，功率等級小、 發(fā)熱量小，易于灌膠密封，安全性較高。交流充電樁主要提供交流慢充，內(nèi)部無功率器件，不會產(chǎn)生爆炸，但是有接觸器、斷路器等易產(chǎn)生火花的器材，安全性一般，如采用防爆斷路器和接觸器，可以進一步提升其安 全性。直流充電一體機主要作用是產(chǎn)生高壓大電流的直流電的同時進行人機交互和計量計費。

46、在其內(nèi)部不可避免的大量采用了電解電容、功率管、整流管等易爆器件及斷路器、接觸器等易產(chǎn)生火花的器材，安全性較差，但其功率相對于直流充電功率主機來講較?。ㄒ话阍O計在 30kW 以內(nèi)），熱量也不大，可以采用灌膠或密封的方式提高其安全性。我司在現(xiàn)有產(chǎn)品的基礎上，針對特定的應用環(huán)境，對現(xiàn)有的軟硬件設備進行了改進升 級。1）充電終端充電終端是安裝在充電現(xiàn)場且距離加油機最近的設備，它的可靠運行，關系到整個充電站的安全。該設備除了與汽車接駁的電連接器以外，其他部件設計上完全封閉在箱體內(nèi)，與外部環(huán)境完全隔離。裸露在外的連接器觸點，設計上主要考慮充電過程中意外引起的帶電插拔，從而引起電火花的問題。針對這一隱患，在設計中我們通過對現(xiàn)有硬件進行改進同時結合相應的軟件控制，確保在任何情況下，裸露在外的連接器端子不帶電，從根本上避免電 火花的產(chǎn)生。例如：用戶在進行充電時，從充電終端上取下充電槍直到可靠地與汽車接駁的全過程，我們通過軟、硬件設計雙重保證充電槍頭始終不會帶電；如果，充電過程中，連接器與汽車意外脫開，系統(tǒng)將在最短時間內(nèi)（小于 100mS）保證連接器完全不帶電，從而確保充電過 程的安全。2）軟件升級為了確保油電混合充電站的安全可靠運行，我司在現(xiàn)有產(chǎn)品的基礎上增加了更多的軟 件監(jiān)控功能。a