电动汽车充电站设计方案

电动汽车充电站专项规划2009年3月20日，国务院办公厅公布的《汽车产业调整和振兴规划》中提出县级以上城镇人民政府要制定规划，优先在城镇公交、出租、公务、环卫、邮政、机场等领域推广使用新能源汽车；建立电动汽车快速充电网络，加快停车场等公共场所公用充电设施建设。推广电动汽车的使用不仅对当地环境保护有积极作用，而且能够带来新的经济增长点，拓展就业市场。完善高效的能源供给网络是电动汽车广泛应用的必要条件之一。电动汽车的充电系统是发展电动汽车的重要基础支撑系统，又是智能化电网的重要发展环节。充电站的建设需要根据电动汽车的充电需求，结合电动汽车充电模式进行相应的设计，在规划、布局方面也要考虑如何与城镇电网紧密结合。规划原则遵照国家对汽车产业的调整以及能源的节约办法和循环经济促进法的相关政策规划、标准与规定，汽车充电站专项规划原则如下:(1)全面规划，考虑长远发展，使电动汽车充电站建设与城镇发展相协调，既能保护环境，又能最大程度地发挥项目效益；(2)充电站建设坚持“再生利用，节能环保”的原则，达到社会、环境、经济三重效益的最大化；(3)考虑到未来发展变化，在设计上留有中远期发展空间；(4)充电站的规划应与电网规划紧密结合，以保证充电站的供电质量与可靠性，同时不对公网造成谐波污染。电动汽车充电模式简介根据电动汽车动力电池组的技术和使用特性，电动汽车的充电模式存在一定的差别。对于充电方案的选择，现今普遍存在常规充电、快速充电和电池组快速更换系统3种模式。常规充电常规充电（普通充电）充电电流较低，约为15A。常规蓄电池的充电方法都采用小电流的恒压或恒流充电，一般充电时间为5～8h，甚至10～20h。(1)优缺点分析常规充电模式的优点为：尽管充电时间较长，但因为所用功率和电流的额定值并不关键，因此充电器和安装成本比较低；可充分利用用电低谷时段进行充电，降低充电成本；可提高充电效率和延长电池的使用寿命。常规充电模式的主要缺点为充电时间过长，当车辆有紧急运行需求时难以满足。(2)适用范围设计电动汽车的续驶里程尽可能大，需满足车辆一天运营需要，仅仅利用晚间停运时间充电；由于常规充电以相当低的电流为蓄电池充电，因此在家里、停车场和公共充电站都可以进行；常规充电站一般规模较大，以便能够同时为多辆电动汽车进行充电。快速充电常规蓄电池的充电方法一般时间较长，给实际使用带来许多不便。快速充电电池的出现，为纯电动汽车的商业化提供了技术支持。快速充电又称应急充电，是以较大电流短时间在电动汽车停车的20min～2h内，为其提供短时充电服务。一般充电电流为150～400A。(1)优缺点分析快速充电模式的优点为：充电时间短；充电电池寿命长（可充电2000次以上）；没有记忆性，可以大容量充电及放电，在几分钟内就可充70%～80%的电；由于充电在短时间内（约为10～15min）就能使电池储电量达到80%～90%，与加油时间相仿，因此，建设相应充电站时可不配备大面积停车场。缺点在于：充电器充电效率较低，且相应的工作和安装成本较高；由于采用快速充电，充电电流大，这就对充电技术方法以及充电的安全性提出了更高的要求，同时计量收费设计也需特别考虑。(2)适用范围电动汽车续驶里程适中，即在车辆运行的间隙进行快速补充电，来满足运营需要；由于相应的大电流需求可能会对公用电网产生有害的影响，因而快速充电模式只适用于专用的充电站。机械充电机械充电即电池组快速更换系统，是通过直接更换电动汽车的电池组来达到为其充电的目的。由于电池组重量较大，更换电池的专业化要求较强，需配备专业人员借助专业机械来快速完成电池的更换、充电和维护。(1)优缺点分析机械充电的优点为：电动汽车用户可租用充满电的蓄电池，更换已经耗尽的蓄电池，有利于提高车辆使用效率，也提高了用户使用的方便性和快捷性；对更换下来的蓄电池可以利用低谷时段进行充电，降低了充电成本，提高了车辆运行经济性；从另一个侧面来看，也解决了充电时间乃至蓄存电荷量、电池质量、续驶里程长及价格等难题；可以及时发现电池组中单电池的问题，进行维修工作，对于电池的维护工作将具有积极意义，电池组放电深度的降低也将有利于提高电池的寿命。这种模式应用面临的几个主要问题是：电池与电动汽车的标准化；电动汽车的设计改进、充电站的建设和管理，以及电池的流通管理等。(2)适用范围车辆电池组设计标准化和易更换；车辆运营中需要及时更换电池来满足运行，充电站中电池充电和车辆可实现专业化快速分开；由于电池组快速更换需要专业化进行，因而电池组快速更换模式只适用于专用的充电站。综上所述，以上三种充电模式各有自身的特点和适用范围。因此，在应用中，可以将上述三种方法进行有机结合，以达到实际的行驶要求。电动汽车充电站建设方案电动汽车充电站布局原则(1)充电站规划要符合国家、地方有关充电站规划设计规范的要求，要与城镇总体规划、城镇交通规划相协调。(2）根据充电站的服务特性，其规划布局要遵循“面线结合”的原则。参考国家电网公司目前的充电站布局原则：县乡道由各地市根据实际情况另行制定指标标准；镇区充电站服务半径应控制在0.9公里～1.2公里之间。(3)充电站的位置要满足文物保护、环境保护、交通安全、消防规定等要求。(4)充电站规划应与土地利用总体规划相协调，坚持节约集约用地的原则。(5)充电站规划布局需具备一定的弹性，既能满足近期需求，又能为远期发展留有余地。建设规模及投资建议在建设1～2座机械快换充电站，用于电动公交车能量供给，并且在充电站中建设一部分快充装置，用于小型电动车能量供给。电动公交车机械快换充电站整体布局如图8-4所示。图8-5充电站整体布局图每座充电站设计满足10辆电动公交车运营需求，考虑到未来的发展，充电站建设初期要预留一定的场地，作为将来扩建用地。前期10辆电动公交车采用电池集中更换的方式。充电区域主要为电动公交车电池充电，每个充电站配置30kW电池充电系统10套，同时装设应急整车充电机1套，功率75kW；安装15个10kW交流充电桩，面向小型电动汽车充电。考虑换电池机器人及相应配套设备的用电需求，充电站最大功率小于1000kW。充电站设计采用两路10kV线路供电，分别从不同变电站的10kV公用线路接入，线路和配变设计须满足“N-1”要求。