天津电动汽车充电桩在地下车库中的设计及应用电动汽车作为新能源汽车发展的大方向,受到国家的高度重视,近些年来,得到长足的发展。充电桩作为发展电动汽车所必须的重要配套基础设施的一部分,对于推进电动汽车的普及具有重要的意义。
下面将普及充电桩的基础知识,并对地下车库充电桩的应用进行研究和探讨。
一、国家政策
2015年,国务院办公厅发布《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》国办发【2015】73号。住建部跟进落实并发布了《住房城乡建设部关于加强城市电动汽车充电设施规划建设工作的通知》建规【2015】199号,并提出:“自2016年起,新建住宅配建停车位应100%预留充电设施建设安装条件,新建的大于2万平方米的商场、宾馆、医院、办公楼等大型公共建筑配建停车场和社会公共停车场,具有充电设施的停车位应不少于总停车位的10%”。
二、充电桩车位设置的地方规定
各省市地区结合实际,也都制定了本地区自己的规定。
北京、上海、广州、深圳、天津、重庆等典型地区的配建比例要求参见下表:
三、常见电动汽车续航天数
市场上常见电动汽车的充电时长和续航里程参见下表:
参考表中的数据,按日均50km计算,大部分电动汽车续航时间在3~6天左右,平均可以按4~5天计。而
大部分车主不会将电池电量用尽才去充电,按用70%~80%电量就充电来考虑,一般为3天左右的续航天数。
四、充电桩的常见形式
一台电动汽车充电桩主要由充电机、充电模块、计量模块和充电组成,提供电能计量、单位计费、通信监控等功能服务。
1、交流充电桩,俗称“慢充”
固定安装在电动汽车外,与交流电网连接,是为电动汽车车载充电机提供交流电源的供电装置,它只提供电力输出,没有充电功能,需连接车载充电机为电动汽车充电。功率较小一般为3.5kw、7kw等,充电效率在4~8小时。
交流充电桩(7kw)的典型参数见下表:
2、直流充电桩(非车载充电机),俗称“快充”
固定安装在电动汽车外,与交流电网连接,是可以为电动汽车动力电池提供直流电源的供电装置。其输入电压采用三相四线AC380V±15%,频率50Hz,输出为可调直流电,可直接为电动汽车的动力电池充电。功率一般为30kW、60kw、120kw 等,充电效率平均在1小时左右。
五、车库中充电桩的选择
由于充电方式不同,在住宅停车库、单位自用停车场配建的充电设备以交
流充电方式为主,商场、宾馆、医院、办公楼等大型公共建筑停车场和社会公共停车场等配建的充电设备以直流充电方式为主。
市场常见电动汽车的车载充电器功率为1.6kW、3.3kW、6.6kW等。参考GB 50966-2014《电动汽车充电站设计规范》,交流充电桩应采用220V交流电压,额定电流不应大于32A。因此,在住宅车库中选用7kW的交流充电桩是满足车主充电需求的。
六、充电桩设施的复核等级
1、汽车库负荷等级的规定
根据JGJ 100-2015《车库建筑设计规范》的规定,机动车库建筑规模应按停车当量数划分为特大型、大型、中型、小型。特大型和大型车库应按一级负荷供电,中型车库应按不低于二级负荷供电,小型车库可按三级负荷供电。参见下面的下表。
2、建议充电桩的复核等级
由于JGJ 100-2015《车库建筑设计规范》对车库用电设备的负荷等级划分比较笼统,按照二级负荷来进行配电的成本偏高。建议参考企业标准Q/CSG 11516.2-2010《电动汽车充电站及充电桩设计规范》第8.1条的要求,住宅车库的充电设施主要为居民相对固定的车位提供日常充电,时间紧迫性要求不高,其充电设施划为三级负荷是合理的。
七、车主充电习惯的分析
八、车主充电习惯的分析
车主的充电习惯将会对住宅车库充电桩的配电容量计算造成较大的影响。车主的充电习惯可分为3类:
1、习惯于在负荷高峰时段集中充电(17:00~20:00);
2、习惯于在负荷低谷时段集中充电(20:00~7:00);第
3、习惯于多次离散充电,随时充电。
车主根据自身习惯自由选择充电时间,会有自然错峰运行的效果,不会出现所有交流充电桩都在全功率运行的情况
九、充电桩设施的负荷计算
以北京市朝阳区某住宅车库为例,执行100%的比例配建标准。该项目地上建筑面积5.3万㎡,共8栋高层住宅板楼,商品房住宅套数共297户;地下建筑面积1.7万㎡,共2层机动车库,地下停车数350辆,地下汽车库为I类汽车库。
在规划设计阶段,选用7kW的交流充电桩,经计算,350台充电桩设备的总装机容量为2450kW。功率因数0.8,变压器负载率0.75,在不考虑同时系统的情况下,对应的变压器装机容量达到为4083kVA!,难道要配置4台1000kVA的变压器吗?
问题1、350台充电桩负荷容量的需要系数Kx取多少合适?
需要系数Kx的取值最终与两个因素相关:第1是同时充电的车辆数量;第2是车辆充电系统在接入电网充电时所能承受的最大充电功率。综合考虑目前主流车载充电机的功率值现状、车主充电习惯等,在计算变压器容量时的Kx系数取值可参照下表: