电动汽车充电设施系统关键问题探讨.docx

电动汽车充电设施系统关键问题探讨就电动汽车充电设施系统若干关键技术问题进行分析、研究，包括负荷等级、负荷计算、需要系数、交直流充电设施配比、预留充电设施安装条件、专业变压器和共用变压器、消防等关键技术问题，为电动汽车充电设施系统设计提供技术支持。负荷等级负荷等级是电动汽车充电设施设计和建设的基础，充电设施的负荷等级需考虑下面两点：? ? ? ?a. 中断供电将在公共安全方面造成较大损失，或对公共交通、社会秩序造成较大影响的充电设施，建议不低于二级负荷供电。例如，电动公安巡逻车涉及到公共安全，该类电动汽车的充电设施按不低于二级负荷设计是应该的，其充电设施应该设置快充设施。另一个例子是电动公共汽车，它关系到城市公共交通秩序，如果不能及时得到电能的补充，交通可能会陷入混乱，甚至交通瘫痪，会对交通秩序造成重大影响。建议对城市区别对待，县城与一线城市显然要有不同的要求，公交停运对城市社会秩序的影响也不一样。? ? ? ? b. 如无特殊要求，单建式和各类附建式车库内的充电设施的负荷等级都为三级负荷。像加油站一样，充电站A 充不了电可以到充电站B、C ……充电，所以一般情况，充电设施为三级负荷可以满足需要。负荷计算负荷计算是电动汽车充电设施供配电系统设计的基础，可以分为两类：非充电主机系统的负荷计算和充电主机系统负荷计算。? ? ? ?? ?》非充电主机系统? ? ? ? ? 非充电主机系统包括单相交流充电桩、三相交流充电桩、非车载充电机（俗称“直流充电桩”），其负荷计算需要进行负荷分组，将单相交流充电桩、三相交流充电桩、非车载充电机各分为一组或若干组，其负荷按下式计算：式中：?Sjs——— 充电设施的计算容量， kVA；? ? ? ? ? ? P1、 2——— 单相交流、三相交流非车载充电机的额定功率， kW；? ? ? ? ? ? η1、 2——— 单相交流、三相交流非车载充电机的工作效率，一般取0. 95；? ? ? ? ? ? cos?φ1、 2——— 充电桩（机）的功率因数，一般取值不低于0. 90；? ? ? ? ? ? Kt——— 同时系数；? ? ? ? ? ? Kx1、 2——— 单相交流、三相交流非车载充电机的需要系数，取值见表1和图1；? ? ? ? ? ? Kf——— 发展系数，现阶段此系数根据各地区的发展规划而定，各地区对电动汽车发展要求有所区别。未来 ? ? ? ? ? ? ? ? Kf?将融入到Kx?和Kt?系数中。公式（1）非常适合对变压器的选择，也可以用于干线上的负荷计算。? ? ? ? ? ?非充电主机系统的负荷计算也可以用下式计算，与公式（1）不同之处在于Kx?为各种类型充电设施综合的需要系数，所以该系数在大括号之前：? ? ? ? ?》充电主机系统? ? ? ? ?充电主机系统是将充电模块集中设置，采用模块化设计和智能控制，按需分配充电功率。该系统是近年新发展起来的新技术、新系统，其负荷计算见下式：? ? ? ? ? ?充电主机系统容量较大，一般在1000kW以上，建议单独设置变压器。? ? ? ? ?》需要系数? ? ? ? ? ?根据采集到的充电设施实际运行数据，经数据分析、计算，得出电动汽车充电设施的需要系数，如表1所示，分析、推导过程详见参考文献。单相交流充电桩7kW是标准产品，但目前市面上电动汽车车载充电机非标产品也不少，例如10kW、42kW等容量。本文仅以标准产品的7kW交流充电桩为主要研究对象，分析、研究与7kW交流充电桩相对应的Kx曲线（参见图1），其他功率的交流充电桩不能保证与图1曲线相匹配。图1?7 kW 单相交流充电桩需要系数曲线图1中中间曲线为平均值，上下线为上下限值。交流、直流充电设施的配比交流充电设施充电电流小，充电时间长，对电池寿命有好处；而直流充电设施充电电流大，充电时间短，有利于快速充电，但对电池寿命不利。合理的交直流充电设施配比既能满足使用的需要，又不至于造成浪费。交直流充电设施配比参见表2。另一方面，安装电动汽车充电设施与预留充电设施安装条件的配比需按当地规定执行，若当地没有规定，可参考表3。预留充电设施安装条件系指预留电动汽车充电设施供配电装置的位置、空间，进出线路由，满足未来安装充电设施的需要。表2 交直流电动汽车充电设施建议配比表3 电动汽车充电设施配比