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国家电网公司电动汽车充电设施典型设计二Ｏ一Ｏ年二月在国家电网公司的统一部署和具体指导下，根据《国家电网公司电动汽车充电设施建设指导意见》和电动汽车相关技术标准，为促进电动汽车充电站的建设，按照“统一标准、统一规范、统一标识、优化分布、安全可靠、适度超前”的原则，编制了电动汽车充电设施的设计方案。以保证电动汽车供充电基础设施建设的规范化和标准化。一、综述交流充电桩设计立体充电站设计平面充电站设计三种充电设施的典型设计典型设计范围一、综述充电设施的设计内容其它相关专业（建筑、结构、给排水等）设计配电系统设计充电系统设计监控系统设计标识系统设计典型设计涉及范围一、综述交流充电桩的设计主要包括交流充电桩的技术条件、功能、标识等内容，并提供两种常用交流充电桩的选型。立体充电站设计主要包括立体充电站的选型，并对三种立体充电站的停车位布置、配电系统、监控系统、计量计费系统、车辆充电操作方式和标识等进行了设计。平面充电站设计根据场地、电动汽车的应用情况、充电机数量等条件，做出了大、中、小共三种类型充电站的典型设计。二、设计内容三、条文名词说明交流充电桩非车载充电机一体式充电机分体式充电机整流柜直流充电桩电池管理系统（BMS）系统简单占地面积小安装方便操作使用简便四、交流充电桩设计——特点四、交流充电桩设计——技术指标满足《国家电网公司电动汽车充放电站建设指导意见》中对交流充电桩技术指标的要求；提供AC220V/5kW的交流供电能力；在室外应用时，防护等级为IP54，并设置必要的遮雨设施。四、交流充电桩设计——功能规范AC220V/5kW供电能力具备漏电、短路、过压、欠压、过流等保护功能，确保充电桩安全可靠运行具备显示、操作等必需的人机接口交流充电计量设置刷卡接口，支持RFID卡、IC卡等常见的刷卡方式，并可配置打印机，提供票据打印功能具备充电接口的连接状态判断、联锁、控制导引等完善的安全保护控制逻辑整体形象符合国家电网公司标识系统的一般要求有明显的发光指示，确保夜间易于查找和辨别设计效果图街景效果图夜景效果图四、交流充电桩设计——标识四、交流充电桩设计——选型按键方式显示方式结构形式打印接口背光照明远程控制简易式防水按键数码荧光管钣金结构无无无标准式触摸屏液晶屏钣金+注塑结构有有有在满足上述技术条件和功能规范的同时，其可选部分见下表：平面充电站设计六、平面充电站设计电动汽车充电站配电系统充电站监控系统土建工程充电机系统10kV配电系统变压器400V配电系统有源滤波及无功补偿装置直流操作电源直流充电机交流充电桩充电站监控后台配电保护监控充电机监控系统安防系统综合办公室充电站场地充电站标识系统电力电缆计量计费系统大型中型小型占地约1700～2000平方米约1000平方米50～100平方米充电机2台大型：DC500V/400A4台中型：DC500V/200A2台小型：DC350V/100A4台交流充电机2台中型：DC500V/200A2台小型：DC350V/100A4台交流充电机1～2台小型：DC350V/100A2～3台交流充电机配电系统10kV双路常供，单母线接线；配变：干式非晶合金变压器；0.4kV侧：单母线分段接线，两段母线之间设分段联络柜10kV单路常供，单母线接线；配变：干式非晶合金变压器；0.4kV侧：双路进线（一主一备），单母线接线方式0.4kV供电其它有源滤波无功补偿设备；计量计费系统；充电站监控系统；配电监控、充电机监控和安防监控系统有源滤波无功补偿设备；计量计费系统；充电站监控系统；配电监控、充电机监控和安防监控系统计量计费系统；选配充电站监控系统；选配安防监控系统六、平面充电站设计七、平面充电站子系统设计充电系统设计配电系统设计监控系统设计平面充电站子系统设计10kV配电系统0.4kV系统有源滤波及无功补偿配电系统主要设备选型整车充电方式换电池方式安防监控系统设计充电设施监控后台配电系统监控七、平面充电站子系统设计充电系统设计配电系统设计监控系统设计平面充电站子系统设计10kV配电系统0.4kV系统有源滤波及无功补偿系统配电系统主要设备选型整车充电方式换电池方式安防系统充电设施监控后台配电系统监控七、平面充电站子系统设计——大型10kV配电系统七、平面充电站子系统设计——中型10kV配电系统建议选用干式非晶合金变压器，与GB/T10228-1997《干式电力变压器技术参数和要求》相比，其空载损耗仅为规定值的25％～30％，负载损耗为规定值的85％。10kV配变类型选择七、平面充电站子系统设计——配电系统设计10kV配变容量选择七、平面充电站子系统设计——配电系统设计大型站：采用单母线分段接线，设进线柜、有源滤波无功补偿柜、出线柜，两段母线之间设分段联络柜。中型站：采用双路进线（一主一备），单母线接线，设进线柜（带计量）、有源滤波无功补偿柜、出线柜、备用电源进线柜（带计量）。0.4kV系统七、平面充电站子系统设计——配电系统设计10kV开关柜采用中置式开关柜，内配真空断路器；如需降低造价成本，配电容量小于400kVA时可考虑选用负荷开关。高压开关选择七、平面充电站子系统设计——配电系统设计大型充电机DC500V/400A中型充电机DC500V/200A小型充电机DC350V/100A大型充电站2台4台2台中型充电站无2台2台七、平面充电站子系统设计——配电系统设计按照谐波补偿率大于80%，补偿范围2～25次谐波的设计目标，对大、中型充电站的补偿容量配置如下：常规大、中充电站补偿容量补偿容量(kVA)补偿装置配置大型充电站187.23配置2台120kVAAPF装置中型充电站60.59配置1台80kVAAPF装置七、平面充电站子系统设计——配电系统设计3N1M33332N1M22221N1M1111SKSKSKKS）（补x补S表示需要补偿的容量，xK为整体修正系数，需根据计算分析结果和实际测定情况综合决定，一般选择0.5～0.8。)3,2,1(iKi分别表示大、中、小型充电机可靠系数，一般取1.05～1.20；)3,2,1(ii分别表示大、中、小型充电机的充电效率；)3,2,1(ii分别表示大、中、小型充电机在交流电源输入端产生的谐波电流含有率（取输出电压范围内的最大值）；)3,2,1(iSi分别表示大、中、小型单台充电机功率。七、平面充电站子系统设计——配电系统设计平面充电站的APF容量计算大型站选取计算参数中型站选取计算参数谐波电流含有率0.30.3谐波电流含有率补偿目标0.050.05整体修正系数0.750.8可靠系数1.11.1充电效率0.850.85七、平面充电站子系统设计——配电系统设计平面充电站的APF的计算参数选择序号设备型号主要性能参数适用条件1NES5311-1容量50kVA，额定电流75A充电机累加容量≤285kVA2NES5311-2容量80kVA，额定电流120A充电机累加容量≤456kVA3NES5311-3容量120kVA，额定电流180A充电机累加容量≤685kVA可以实现谐波补偿率大于80%，补偿范围包括2～25次谐波。补偿后功率因数≥99%。APF装置选型表七、平面充电站子系统设计——配电系统设计七、平面充电站子系统设计充电系统设计配电系统设计监控系统设计平面充电站子系统设计10kV配电系统0.4kV系统有源滤波及无功补偿配电系统主要设备选型整车充电方式换电池方式安防系统充电站监控后台配电系统监控第一、了解充电站建设的规模和运行方式第二、了解电动汽车充电相关的详细技术参数第三、确定充电机的技术参数和数量七、平面充电站子系统设计——充电系统设计--整车充电方式设计步骤根据整流方式的不同相控整流模式高频开关整流模式充电机的选型——技术路线选择七、平面充电站子系统设计——充电系统设计--整车充电方式充电机的选型——选型方法七、平面充电站子系统设计——充电系统设计--整车充电方式确定最高充电电压确定最大充电电流根据最高充电电压和最大充电电流选择充电机通讯协议满足国家电网公司QGDW235-2009《电动汽车非车载充电机通讯协议》的要求假设某电动汽车采用的是100只300Ah的磷酸铁锂电池串接的电池组，则给其充电的充电机参数按如下选择：充电机的最大充电电压为电动车上装载的电池只数乘以单体电池的最高充电电压，即充电机的最高充电电压为100×3.9=390V；充电机最大充电电流：按0.2C～1C选择，充电电流值范围为60～300A；则选择中型充电机(500V/200A)充电机，可满足对此电动汽车的正常充电和一定程度的快速充电要求。充电机的选型——充电机选型方法举例七、平面充电站子系统设计——充电系统设计--整车充电方式序号设备型号主要性能参数适用条件1大型充电机输出电压DC300~500V，最大输出电流400A电池只数：70~120电池容量：不大于2000Ah2中型充电机输出电压DC300~500V，最大输出电流200A电池只数：70~120电池容量：不大于1000Ah3小型充电机输出电压DC150~350V，最大输出电流100A电池只数：36~80电池容量：不大于500Ah4交流充电机输出电压AC220V用于具有车载充电机的电动车，最大输出功率5kW七、平面充电站子系统设计——充电系统设计--整车充电方式单台充电机选型如果：单台充电机不能满足电动汽车对充电时间/充电电流的要求；解决方案：可按多台同型号充电机并联工作方式组成更大容量的充电机；并机后输出电压：与单台充电机的输出电压范围相同；并机后输出电流：为单台充电机输出电流的累加；充电机占地面积：多台充电机占地面积的累加。多台充电机并联工作方式的选型七、平面充电站子系统设计——充电系统设计--整车充电方式目的：满足电动汽车电池的快速更换需求在充电站内设置电池充电间，配置电池充电架和充电机，并配置电池更换设备（如叉车或换电池机器人等），实现换电池方式运行七、平面充电站子系统设计——充电系统设计--换电池方式七、平面充电站子系统设计——充电系统设计--换电池方式设计步骤了解充电站服务的电动汽车的数量、备用电池数量、电池组运营周转要求等情况；了解电动汽车的电池箱的容量、每箱电池只数、电池箱电池监控单元类型、电池类型、电池箱尺寸、重量等参数；根据电池箱的尺寸、每辆车电池箱的数量选择电池充电架；按每辆电动汽车所有电池箱串充方式，选择充电机的型号；根据电动汽车数量和运营要求，配置电池充电架和充电机的数量。需配备常规充电机、电池箱、充电架、电池更换设备等设备。电池箱根据电动汽车的不同需求进行模块化配置，电池箱内配置电池监控单元和标准充电接口。电池箱的尺寸、箱内电池只数、电池容量等随电动汽车的不同而不同。充电架内设置电池箱抽屉，通过充电端子和电池箱连接；充电架设置工作、实验和分离三个明显的工作位置；充电架装设BMS模块；设置散热风道。充电更换设备可选择叉车或更换机器人等。换电池设备选择七、平面充电站子系统设计——充电系统设计--换电池方式-38-七、平面充电站子系统设计——充电系统设计--换电池方式-39-七、平面充电站子系统设计——充电系统设计--换电池方式-40-七、常规充电站子系统设计——充电系统设计--换电池方式七、平面充电站子系统设计充电系统设计配电系统设计监控系统设计平面充电站子系统设计10kV配电系统0.4kV系统有源滤波及无功补偿系统配电系统主要设备选型整车充电方式换电池方式安防监控系统设计充电设施监控后台配电系统监控七、平面充电站子系统设计——监控系统设计结构示意图七、平面充电站子系统设计——监控系统设计系统概述充电站监控后台充电机控制系统配电系统监控通信管理机计量系统计费系统安防系统数据采样扫描周期：1秒～10秒系统控制操作响应时间：10秒画面调用时间：3秒画面实时数据刷新时间：5秒～30秒实时数据查询响应时间：3秒历史数据查询响应时间：10秒正常情况下CPU负载：≤30%（1min平均值）事故情况下CPU负载：≤70%（1min平均值）七、平面充电站子系统设计——监