建筑地下车库充电桩配电设计解决方案

吴小娟 吴金娟 杨鹏 吴洁琼

摘要：目前，我国发展的新能源汽车主要有插电式混合动力汽车以及纯电动汽车这两种，这就要求相应的民用建筑装备相应的充电设施。根据相关条例要求，要求民用建筑地下车库百分百建设相关的充电设施或者预留相关的建设条件，设计充电桩已经成为了目前民用建筑中电气设计的一个重要的内容。为了更好的符合国家规定的要求，就民用建筑地下车库充电桩配电设计问题应该进行详细的探讨，提出合适的解决方案。

关键词：民用建筑;地下车库;充电桩;配电设计

一、充電桩的类别以及相关的技术要求

1.1电桩的类别

现阶段充电桩主要分为直流充电装置和交流充电桩两种，前者俗称“快充”，顾名思义，其最大的特点是电压与电流调整幅度较大，充电速度快，但是对于汽车上的电池损耗较大，主要由充电机柜和直流充电桩组成，占用面积相对较大。后者俗称“慢充”，也是当下民用建筑车库使用主流，分单相和三相两种，占用面积较小，安装方便。根据厂家提供的数据，主要列举了下表的技术参数：

1.2民用建筑地下车库充电桩的技术要求

通过充电桩的分类看出民用建筑地下车库的充电桩一般使用交流充电桩，其具备电源充足或充电时间到后自动切断电源，在发生短路、过载、漏电等情况时进行自动故障报警等功能，因此在技术方面，除了必须满足现有的法律法规以及规范外，主要从阻燃、阻电、预警等方面考虑。电源线采用阻燃电缆和护管等材料，通过安装空气开关进行漏电等自我保护，同时其保护接地端必须接地并配备符合其装置的环保材料，即阻电功能，在这一方面可采用TN-S系统等具有自我保护功能的系统。

二、地下车库充电桩配电过程中应注意的问题

2.1配置充电桩位置

充电桩配置时，为保障所处位置的合理性，应积极考虑以下问题：电动汽车类别，民用建筑进出车流量，地下车库位置，配电设置等，设置充电桩位置与数量。同时，对于交流充电桩，应尽量将其放置在不同防火区，直流充电桩放置在车库进出口防火区，若充电桩较少，可直接设置在一个防火区，便于集中管理的同时，便利用户的应用。

2.2配电箱设置

在充电桩配电的位置，为保障电能供应的充足性，应设置若干配电箱，将配电箱安装在附近强电间中，便于操作与管理。同时，施工人员应根据配电箱数据，在电房的低压柜处设置一定量的回路，使其为电动汽车直接供电，减少不必要的麻烦。

2.3充电桩的安装方法

在民用建筑地下库内，充电桩的安装通常采用两种方式：落地式与壁挂式。落地式多选择装设在车额外端部，离地高度约30cm，壁挂式则是安装在墙上与柱上，是最常见的充电桩装设方式。

2.4回路设置

在地下车库充电桩建设中，配电箱回路可选择短路保护、剩余电流保护等的低压断路器，有效保障充电桩的用电安全，保护居民的人身、财产安全。

三、充电桩配电设计解决方案

3.1项目的情况以及设计

以某市一个较为大型的住宅小区为例，其建筑面积约为35万m2，地下车库设计的车位数共有2260个。按照相关条例以及规划部门的要求，新建的住宅小区应该按照20%的车位数建设地下车库充电桩设施，其余的逐步进行建设。但是结合实际的新能源汽车发展情况，住宅小区的建设时间较短。如果按照比例建设20%的充电桩，建立独立的充电桩的配电所，可能会带来建设设施的闲置。因而，可以将20%车位数的充电桩的电源连接到住宅小区的配电所，并且适当的提高配电所的容量。把20%车位数的充电桩分布在小区的配电所周围，分步建立，避免资源的浪费。

3.2充电桩的输入总容量核算

住宅小区先期设计中20%停车位数的充电桩数目为450个。根据单个充电桩的输入容量，计算出住宅小区20%停车位数的充电桩所需要的总容量一共为2359kVA。住宅小区远期设计中100%停车位数的充电桩所需要的总容量一共为6975kVA。此类计算，是根据市面上的纯电动汽车进行计算的，充一次电能够行驶150～250km。根据该市的数据调查，人均使用车行走的里程约为20km/d。先期设计中450个充电桩同时充电的概率为20～33%，远期设计中的概率相同。此外，还需要说明的是，在计算充电桩配电所需要的输入容量是以理想的交流充电桩作为基础的。实际情况中，电动汽车充电机的输入功率相比交流充电桩所提供的输出功率要小，因此所计算出的输入功率也会比理想计算出来的值要小一些，在实际设计方案中，要考虑到这一点。

3.3先期设计20%车位数充电桩的配电

根据预期的设计，此住宅小区平均每一个配电所为90～100个充电桩提供充电，总负荷大约为480kVA。按照地下车库的设计，没一个配电所能够提供地下车库4～5个防火分区的车位，每一个防火分区大致有20～30个充电桩。根据不同的防火分区设计的停车位数量不同，充电桩的配电设计也不相同。除此之外，完整的充电设施应该安装相应的计费与监控系统。当充电桩初具规模时，可以根据实际的情况简化监控系统，并且预留有线或者无线的网络接口，以便监控系统的功能能够进一步的扩展。

3.4远期设计100%车位数充电桩的配电

根据上面的负荷计算，理想情况下充电桩专用的配电所应该预计规划8台800kVA的变压器。在应用的过程中，应该考虑实际的情况，远期容量配置需要根据先期20%数量的充电桩的相关运行情况，观察电动汽车车载充电机的技术情况、电池技术、充电桩安全检测技术等等的具体情况，为远期设计100%车位数充电桩的配电做好数据基础的准备，结合相应的参数来规划远期充电桩负荷容量的设计。

四、结束语

各地政府对不同业态的停车场充电桩占车位比例有不同的要求，在充电桩供配电设计中，应选取合适的需要系数，合理确定供电方案，既要符合当地政府要求、使用便利、适度超前，又要结合当地情况、经济合理、节能环保。

参考文献：

[1]赵蕾.民用建筑地下车库充电桩配电设计解决方案[J].智能建筑电气技术，2017，11（3）：8～11.

[2]梁亦超.关于住宅小区地下车库电动汽车充电桩的配电设计[J].建材与装饰，2016（22）.

（作者单位：金川镍钴研究设计院1  金川集团公司选矿厂2）