摘要：本文是对电动汽车直流充电桩建设项目设计规划进行的分析研究，简述项目规划布局及主要功能，提出设计方案分析要点，同时指出充电桩建设项目过程中存在的问题。随着电动汽车技术的不断发展，汽车充电技术也在不断改进，以符合低碳环保要求。
关键词：直流充电桩、设计规划、低碳环保
1、项目建设背景
随着我国经济社会发展水平不断提高，汽车保有量持续攀升。大力发展电动汽车，能够加快燃油替代，减少汽车尾气排放，对保障能源安全、促进节能减排、防治大气污染、推动我国从汽车大国迈向汽车强国具有重要意义。
在电动汽车产业发展过程中，普遍存在注重车而不注重充电基础设施的问题，有车无桩或有桩无车的现象并存。充电基础设施建设是电动汽车普及的重要保障，大力推进充电基础设施建设，是当前加快电动汽车推广应用的紧迫任务。
2、项目规划布局
本项目响应国家以及地方关于推动电动汽车和电动汽车充电基础设施建设的相关政策要求，为满足新能源电动汽车发展带来的充电需求，现对其停车场进行改造，在室外停车场规划充电车位，安装电动汽车智能充电设备，为停车场停放的电动汽车提供充电服务。
1号停车场：本停车场共设计14个快充车位，采用1000KVA箱变。安装7台120KW一机双充电桩。
2号停车场：本停车场共设计6个快充车位，采用500KVA箱变，安装3台120KW一机双充电桩。
3号停车场：本停车场共设计8个快充车位，采用一套630KVA箱变，安装4台120KW一机双充电桩。
由于车位尺寸受限和为了防止撞击充电桩，充电桩选择在绿化区域安装；同时为了避免左右开门的维修及维护给绿化带来影响，充电桩采用前后开门维修方案。
3、项目主要功能
控制导引功能：直流充电桩具备控制导引功能，充电状态下，可实时监控充电桩与电动汽车之间的连接状态。控制导引电路参数、充电连接控制时序均能满足《GB/T 18487.1—2015电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求》附录B的相关规定。
计量计费功能：直流充电桩支持本地计量计费，具备对每个充电接口的充电电量进行独立计量的功能。内部配置电子式电能表，表计精度等级不低于1.0级应，具备RS485接口。
射频读卡功能：直流充电桩配备射频读卡装置，安装于充电桩内部，具备RS232接口，可与计费控制单元进行通信，内置看门狗，自带蜂鸣器，具备通信和电源指示灯。满足“IS0 14443 type A”和“IS0 14443 type B”两种通讯规范，每台充电桩配置5张充电管理卡，充电卡为非接触式IC卡片，采用射频式刷卡方式。
事件记录功能：交易数据应以记录形式保存在非易失性存储器内，并能保证存储数据的正确、连续、完整、有效。充电桩故障告警、充电开始/结束时间、过压告警、过流告警、欠压告警、停电告警等均有事件记录，事件记录具有掉电保持功能。
远程启停功能：直流充电桩具备远程启停功能，在建有监控管理系统的充电桩，运营人员可借助监控管理系统实现充电桩的远程操作，包括启动和停止。
自动检测功能：充电操作时，直流充电桩能先进行自检，检查内容应包括时钟、供电情况、费率配置情况、存储空间等。充电可通过状态指示灯或显示屏等方式显示状态信息，故障告警信息可上传至上级监控管理系统。
4、项目设计方案
设计方案按照经济实用性原则，确保充电桩（站）建设过程中的安全和规范，建成后运营过程中的稳定可靠，同时追求技术的先进性、开放性、安全性，确保系统在未来使用年限内具备良好的系统互联、平滑升级换代的需求。
设计内容包括电动汽车充电桩的充电系统、变配电系统、监控系统、标识系统等其它辅助专业的设计。在实现充电桩的基本功能的同时，提高充电桩的智能化、自动化水平，实现充电桩无人或少人值守运行，达到充电桩经济、安全、高效运行。
针对本次电动汽车充电桩设计，利用原有空余场地，以简洁、快速、安全、适用的方式进行充电桩的设计和建设。充电桩采用高功率密度型户外机，施工快捷。充电桩按少人或无人值守设计，刷卡、充电智能化自动控制，不需要专业的操作人员。
本项目面向的对象均为电动汽车，电动汽车的电池容量在30-80kWh之间。油电混动的电动汽车一般是交流220V电源，纯电动汽车是直流/交流两个充电口。因为交流桩充电时间过于漫长，给用户的体验感不佳，故而选择120KW的一机双的直流充电桩，单车充电时最大可达120KW。在两台车充电时，可以20-40-80-100的智能分配充电功率，既能最大化充电功率，又可以降低成本，还可以满足未来5到10年的充电桩市场需求。
序号 | 站点位置 | 规格型号 | 充电桩及车位数量 |
1 | 1号停车场 | 直流充电桩120KW双充电桩 | 7台桩14个车位 |
2 混动汽车 | 2号停车场 | 直流充电桩120KW双充电桩 | 3台桩6个车位 |
3 | 3号停车场 | 直流充电桩120KW双充电桩 | 4台桩8个车位 |
建筑物防雷设计：按室外第二类防雷建筑物要求设计防雷装置，现场箱变处设计环形垂直接地体，电缆沟每隔5米增加一个垂直接地体，并按规范要求设置防直击雷、防雷电感应及防雷电波侵入措施。
接地与安全：低压配电系统接地型式为TN-S。充电桩电气设备的工作接地、保护接地、防
雷接地共用一套接地装置，共用接地装置的接地电阻不大于4欧姆，变压器、高低压开关柜、充电装置、照明配电箱、监控设备、照明灯具等的金属设备外壳均需可靠接地。
五、充电桩建设存在的问题
（1）建设用地的开发成本过高
公用充电需求主要集中在城市商业区、停车场等公共区域，将涉及到土地拆迁、产权归属等问题，土地的二次开发成本高。
（2）基础设施配套能力急需完善
充电场（站）建设需要供电、国土、规划、交通等部门配合。其中，中心城区发展的环境资源紧张，电力、交通等方面的规划和建设挖潜空间有限，如对电力保障要求高，对电线、变压器、电表等电力设施增容，将对所在区域电力负荷形成挑战。基础设施配套建设跟不上充电网络的建设需求，公用充电场（站）的建设必须进行周边附属设施的投资，整体上抬高了投资负担。
（3）充电设施运营效率低
新能源汽车充电需要一个完善的体系，其中包括每辆车必须配备的充电桩、服务于社区的快充站、服务于商业区的快充站、沿交通干道建设的充电网点等等。从现在的建设格局看，车与桩的发展不协调，导致用户充电不方便与充电桩闲置的矛盾现象突出，形成资源浪费。
六、结语
目前进入充电桩服务市场机构的商业合作仍处于起步阶段，商业模式仍需进一步探索和完善。当前世界汽车产业进入全面交通能源转型期，国际国内新能源汽车发展开始加速爆棚，长期以来一直在积极探索和努力，面对能源危机，生态环境恶化日益严峻，发展电动汽车成为我国实际上取得高度共识的实现交通能源转型技术路线。随着电动汽车技术的不断发展，汽车充电技术也在不断改进，促使充电桩建设不断做出优化调整，以符合低碳环保要求。
参考文献
[1]马秀让，李春东.汽车充电站建设与管理[M].中国石化出版社，2020.
[2]周志敏，纪爱华.电动汽车充电站设计与运营[M].机械工业出版社，2020.
[3]付一凡，丁慧靓，周天.电动汽车充电桩全寿命周期管理[M].中国电力出版社，2020.
[4]李炳华.电动汽车充电设施工程设计与安装手册[M].机械工业出版社，2021.
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