摘要：化石能源的大量使用是环境污染的主要原因，其中汽车尾气排放占很大比重。同时随着化石能源储量的降低，在能源的使用上必须寻一条节能、绿、可持续的发展之路。相比于传统燃油汽车，电动汽车运行过程中可以实现零排放;能耗折算成标准煤低于传统汽车30%以上，特别是城市拥堵环境中节能优势更明显。因此，近年来国家相继出台一系列的优惠政策，推广电动汽车等新能源汽车的使用和发展。
关键词：电动汽车；充电设施；民用建筑；应用
一、电动汽车充电桩的分类
充电桩一般分为常规充电和快速充电两种，用户可以使用厂商提供的充电卡或APP,通过充电桩上的人机交互操作界面进行相应充电操作，并且充电量，充电时间，金额等相关信息都会在充电桩的显示屏上显示。
1）根据安装方式的不同，可分为壁挂式充电桩和立式充电桩：壁挂式充电桩的固定必须依靠墙体，常用地点为室内或地下停车场；而立式充电桩可自行固定，常用地点为室外停车场。
山东电动汽车 2）根据安装地点的不同，可分为室外充电桩和室内充电桩：由于室外充电桩的工作环境
关键词：电动汽车；充电设施；民用建筑；应用
一、电动汽车充电桩的分类
充电桩一般分为常规充电和快速充电两种，用户可以使用厂商提供的充电卡或APP,通过充电桩上的人机交互操作界面进行相应充电操作，并且充电量，充电时间，金额等相关信息都会在充电桩的显示屏上显示。
1）根据安装方式的不同，可分为壁挂式充电桩和立式充电桩：壁挂式充电桩的固定必须依靠墙体，常用地点为室内或地下停车场；而立式充电桩可自行固定，常用地点为室外停车场。
山东电动汽车 2）根据安装地点的不同，可分为室外充电桩和室内充电桩：由于室外充电桩的工作环境
较复杂，时常面临风雨雷电天气，所以室外充电桩需要有更好的绝缘性和避雷方案，其防护等级要求也比较高，需达到IP54以上才能保证人，车，充电设备的安全；而室内充电桩的工作环境较好，所以其防护等级要求比室外充电桩要低一些，达到IP32以上即可。
3）根据充电类型的不同，可分为交流充电桩和直流充电桩：交流充电桩多适用于小型乘用电动车，并以其电流小，体积小，安装灵活等有点广泛应用于公共停车场和小区车库中，一般在6～8小时可将电动汽车充满电。而直流充电桩以其电流大、充电时间短、体积大等特点广泛适用于电动大巴、混合动力公交车、电动轿车等。
二、发展新能源汽车存在的问题
在国内新能源汽车市场,目前比较主流的就是纯电动汽车和混合动力汽车,而混合动力汽车又分为插电式混合动力和非插电式混合动力,其中大多数国产汽车品牌都是选择插电式混动。一方面是国家对于纯电动汽车和插电式混合动力汽车有优惠政策,另一方面是在一些限牌城市可以通过新能源汽车拿到牌照。
随着市场上纯电动汽车与插电式混合动力汽车的增多,这些车辆也慢慢暴露出了一些问题。例如,充电设施分布不均、充电时间过长、续航里程过短及纯电操作不方便等问题都在影响着电动汽车使用者的日常生活。
3）根据充电类型的不同，可分为交流充电桩和直流充电桩：交流充电桩多适用于小型乘用电动车，并以其电流小，体积小，安装灵活等有点广泛应用于公共停车场和小区车库中，一般在6～8小时可将电动汽车充满电。而直流充电桩以其电流大、充电时间短、体积大等特点广泛适用于电动大巴、混合动力公交车、电动轿车等。
二、发展新能源汽车存在的问题
在国内新能源汽车市场,目前比较主流的就是纯电动汽车和混合动力汽车,而混合动力汽车又分为插电式混合动力和非插电式混合动力,其中大多数国产汽车品牌都是选择插电式混动。一方面是国家对于纯电动汽车和插电式混合动力汽车有优惠政策,另一方面是在一些限牌城市可以通过新能源汽车拿到牌照。
随着市场上纯电动汽车与插电式混合动力汽车的增多,这些车辆也慢慢暴露出了一些问题。例如,充电设施分布不均、充电时间过长、续航里程过短及纯电操作不方便等问题都在影响着电动汽车使用者的日常生活。
当今市场上只是在公共区域建有一些充电站,在家庭拥有少量充电桩,基础设施数量远远无法满足电动汽车发展的需要。想要更好地发展电动汽车市场,需要建立更多的充电设施,以及多种多样的充电模式。因此需要快速制定出一套新能源汽车充电解决方案,解决成千上万的电动汽车长续航里程及快速充电的需求。
三、居住建筑充电设施措施
（一）充电桩功率的确定
充电桩根据输出电流不同分为交流充电桩和直流充电桩两类。交流充电桩通过车载充电机对电能进行处理后向电动汽车的电池充电，由于车载充电机一般充电功率相对较小，又被称作“慢充”。交流充电桩主要规格有输入电压为220V，功率为7kW、14kW;输入电压为380V，功率为28kW、42kW等。直流充电桩(非车载充电机)是指经过充电桩处理后，直接向电动汽车的动力电池输出直流电进行充电的供电装置，其功率相对于车载充电机大很多，可以实现快速充电，又被称作“快充”。直流充电桩输入电压一般为380V，输出功率为30kW、45kW、60kW、120kW等。设计时应根据建筑物的性质和电动汽车可利用的充电时间，合理选择充电桩的功率。如住宅和办公场所车位比较固定，停车时间较长，充电设施选用7kW的交流充电桩;商业建筑内人员逗留时间不固定，可采用7kW的交流充电桩和30kW的直流充电
三、居住建筑充电设施措施
（一）充电桩功率的确定
充电桩根据输出电流不同分为交流充电桩和直流充电桩两类。交流充电桩通过车载充电机对电能进行处理后向电动汽车的电池充电，由于车载充电机一般充电功率相对较小，又被称作“慢充”。交流充电桩主要规格有输入电压为220V，功率为7kW、14kW;输入电压为380V，功率为28kW、42kW等。直流充电桩(非车载充电机)是指经过充电桩处理后，直接向电动汽车的动力电池输出直流电进行充电的供电装置，其功率相对于车载充电机大很多，可以实现快速充电，又被称作“快充”。直流充电桩输入电压一般为380V，输出功率为30kW、45kW、60kW、120kW等。设计时应根据建筑物的性质和电动汽车可利用的充电时间，合理选择充电桩的功率。如住宅和办公场所车位比较固定，停车时间较长，充电设施选用7kW的交流充电桩;商业建筑内人员逗留时间不固定，可采用7kW的交流充电桩和30kW的直流充电
桩搭配布置，以满足不同人的电动汽车在市区内通勤的需求;高速公路服务区及加油站则需要尽快使电动汽车满电，充电设施因此选用输出功率最高可达120kW的直流充电桩。
（二）充电桩设置对照明的要求
充电桩使用时需要一定的照明。以DB33/1121-2016为例,规定充电区的地面照度标准值为50lx,同时要求交流充电桩、非车载充电机等充电设备的操作面需增加局部照明(200lx),如充电设备操作面自带背景灯(如自带背景灯的触摸液晶显示屏)可不增加局部照明。而根据JGJ100-2015《车库建筑设计规范》,行车道的地面照度值为50lx,停车位的地面照度值为30lx。设计人员在设计时应注意相关标准之间的差异,在山东省车库内设计充电车位时,可将充电车位区域的灯具与行车道的灯具布置保持一致,这样即可满足充电区50lx的照度要求。目前主流快慢充桩均带液晶屏或背景灯,因此一般无需附加局部照明。对于其他地区如无相关标准的要求,室外及地面充电桩笔者建议参照GB50034-2013表5.5.1对车辆加油站的要求,采用地面照度标准值100lx,并且充电设施操作面处的垂直照度50lx。
（三）无线充电
目前电动汽车是通过电缆连接充电。尽管这提供了一个非常有效和安全的连接,但对最终用户来说,电缆携带笨重,插头连接非常麻烦,可能存在缺陷、易脏、被遗落或被盗等众多使
（二）充电桩设置对照明的要求
充电桩使用时需要一定的照明。以DB33/1121-2016为例,规定充电区的地面照度标准值为50lx,同时要求交流充电桩、非车载充电机等充电设备的操作面需增加局部照明(200lx),如充电设备操作面自带背景灯(如自带背景灯的触摸液晶显示屏)可不增加局部照明。而根据JGJ100-2015《车库建筑设计规范》,行车道的地面照度值为50lx,停车位的地面照度值为30lx。设计人员在设计时应注意相关标准之间的差异,在山东省车库内设计充电车位时,可将充电车位区域的灯具与行车道的灯具布置保持一致,这样即可满足充电区50lx的照度要求。目前主流快慢充桩均带液晶屏或背景灯,因此一般无需附加局部照明。对于其他地区如无相关标准的要求,室外及地面充电桩笔者建议参照GB50034-2013表5.5.1对车辆加油站的要求,采用地面照度标准值100lx,并且充电设施操作面处的垂直照度50lx。
（三）无线充电
目前电动汽车是通过电缆连接充电。尽管这提供了一个非常有效和安全的连接,但对最终用户来说,电缆携带笨重,插头连接非常麻烦,可能存在缺陷、易脏、被遗落或被盗等众多使
用限制。在某些使用情景下,如车辆在机场或车站等待时,当汽车排队或者从一个地方移动到另一个地方时,重新连接电缆这是一个不切实际的解决方案。无线充电对电动汽车的可用性,充电的便利性,尤其是公共场所停车场的应用优势会非常明显。这使得无线充电技术成为了一个好的解决方案。
2014年,奔驰、宝马和奥迪分别提出开发电动车无线充电技术。日系方面,丰田和本田公司也在2014年加入无线充电的行列。无线充电主要有电场耦合式、电磁感应式、磁场共振式及无线电波式等四种方式。电场耦合和无线电波这两种方式的传输功率较小,目前还没有在电动汽车上应用。电动汽车用无线充电技术主要采用电磁感应式和磁场共振式。
无线充电技术对于电动汽车的发展有着很大的促进意义,但是目前在市场上无线充电技术也同样面临很多问题。首先,无线充电效率不高,峰值效率仅为90%左右,而传导充电的效率在95%以上;其次,受无线充电原理的影响,该种方式的传输功率不够大,以目前的技术大多数传输功率一般在10kW左右,无法完成电动车辆的快充需求;最后是安全性问题,由于车辆无线充电主要采用电磁方式,在充电密集的充电停车场及靠近无线充电桩的地区将会存在辐射泄漏的问题。无线充电技术已经逐渐遍及电子消费领域,汽车产业对于无线充电技术的应用也会逐步发展起来。
2014年,奔驰、宝马和奥迪分别提出开发电动车无线充电技术。日系方面,丰田和本田公司也在2014年加入无线充电的行列。无线充电主要有电场耦合式、电磁感应式、磁场共振式及无线电波式等四种方式。电场耦合和无线电波这两种方式的传输功率较小,目前还没有在电动汽车上应用。电动汽车用无线充电技术主要采用电磁感应式和磁场共振式。
无线充电技术对于电动汽车的发展有着很大的促进意义,但是目前在市场上无线充电技术也同样面临很多问题。首先,无线充电效率不高,峰值效率仅为90%左右,而传导充电的效率在95%以上;其次,受无线充电原理的影响,该种方式的传输功率不够大,以目前的技术大多数传输功率一般在10kW左右,无法完成电动车辆的快充需求;最后是安全性问题,由于车辆无线充电主要采用电磁方式,在充电密集的充电停车场及靠近无线充电桩的地区将会存在辐射泄漏的问题。无线充电技术已经逐渐遍及电子消费领域,汽车产业对于无线充电技术的应用也会逐步发展起来。
四、结论
电动汽车充电设施的概念在国家政策的推动下越来越火热,在民用建筑设计中也逐渐成为不可或缺的一部分。目前,电动汽车充电设施缺乏较成熟的设计标准,还存在许多方面的问题,这需要电气设计人员根据项目具体的情况进行分析。
参考文献：
[1]充电桩简介及其分类[J].智能建筑电气技术，2017,11(3):86.
[2]谢伟才.电动汽车充电桩的设计与研究[J].通讯世界，2018(2):105-107.
[3]杨晶.电动汽车智能充电桩的设计[J].电子技术与软件工程，2019(11):214-215.
[4]朱明星,余艳君,管慎龙.低压阻抗型无功补偿与谐波滤波装置及应用[J].建筑电气,2018,33(2):3-8.
电动汽车充电设施的概念在国家政策的推动下越来越火热,在民用建筑设计中也逐渐成为不可或缺的一部分。目前,电动汽车充电设施缺乏较成熟的设计标准,还存在许多方面的问题,这需要电气设计人员根据项目具体的情况进行分析。
参考文献：
[1]充电桩简介及其分类[J].智能建筑电气技术，2017,11(3):86.
[2]谢伟才.电动汽车充电桩的设计与研究[J].通讯世界，2018(2):105-107.
[3]杨晶.电动汽车智能充电桩的设计[J].电子技术与软件工程，2019(11):214-215.
[4]朱明星,余艳君,管慎龙.低压阻抗型无功补偿与谐波滤波装置及应用[J].建筑电气,2018,33(2):3-8.
发布评论