充電樁技術(shù)安裝及規(guī)劃布局

對國內(nèi)外電動汽車、電動汽車充電技術(shù)及規(guī)劃布局等方面現(xiàn)狀進(jìn)行了研究，并對電動汽車充電需求進(jìn)行了分析。介紹了國內(nèi)外電動汽車充電設(shè)施的發(fā)展?fàn)顩r，對未來我國電動汽車發(fā)展前景進(jìn)行了初步研究，提出積極推動電動汽車充電設(shè)施建設(shè)應(yīng)是電網(wǎng)企業(yè)義不容辭的責(zé)任以及未來發(fā)展機(jī)遇。
電動汽車是全部或部分由電能驅(qū)動電機(jī)作為動力系統(tǒng)的汽車，按照目前技術(shù)的發(fā)展方向或者車輛驅(qū)動原理，可劃分為純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池電動汽車三種類型。近年來，我國電動汽車行業(yè)取得了快速發(fā)展，攻克了一系列關(guān)鍵技術(shù)難題， 在部分領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)了與日美歐等國同步發(fā)展。目前我國發(fā)展電動汽車已具有消費(fèi)市場規(guī)模大、制造成本低、技術(shù)取得局部突破、資源保障能力強(qiáng)的四大優(yōu)勢。在技術(shù)突破和政策扶持的雙重刺激下，我國電動汽車已處于市場引爆的臨界點(diǎn)，預(yù)計(jì)未來兩年電動汽車的市場規(guī)模和生產(chǎn)規(guī)模將迅速擴(kuò)大，電動汽車將進(jìn)入快速成長期。電動汽車充電設(shè)施是電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分， 在電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時還應(yīng)該充分考慮充電設(shè)施的發(fā)展。

種類
按安裝方式分
可分為落地式充電樁、掛壁式充電樁。落地式充電樁適合安裝在不靠近墻體的停車位。掛壁式充電樁適合安裝在靠近墻體的停車位。

按安裝地點(diǎn)分
按照安裝地點(diǎn)，可分為公共充電樁和充電樁。 公共充電樁是建設(shè)在公共停車場（庫）結(jié)合停車泊位，為社會車輛提供公共充電服務(wù)的充電樁。 充電樁是建設(shè)單位（企業(yè)）自有停車場（庫），為單位（企業(yè)）內(nèi)部人員使用的充電樁。 自用充電樁是建設(shè)在個人自有車位（庫），為私人用戶提供充電的充電樁。 充電樁一般結(jié)合停車場（庫）的停車位建設(shè)。安裝在戶外的充電樁防護(hù)等級不應(yīng)低于IP54。安裝在戶內(nèi)的充電樁防護(hù)等級不應(yīng)低于IP32。

按充電接口數(shù)分
可分為一樁一充和一樁多充。

按充電方式分
充電樁（栓）可分為直流充電樁（栓），交流充電樁（栓）和交直流一體充電樁（栓）。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)
電動汽車充電樁作為電動汽車的能量補(bǔ)給裝置，其充電性能關(guān)系到電池組的使用壽命、充電時間。這也是消費(fèi)者在購買電動汽車之前zui為關(guān)心的一個方面之一。實(shí)現(xiàn)對動力電池快速、、安全、合理的電量補(bǔ)給是電動汽車充電器設(shè)計(jì)的基本原則，另外，還要考慮充電器對各種動力電池的適用性。

快速充電器的控制系統(tǒng)組成：
快速充電器的控制系統(tǒng)
采用了智能化的變脈沖充電方式，即采用充電電流脈沖，包括充電脈沖T1間歇脈沖T2以及放電脈沖T3。

地面充電站中充電器的方案
地面充電站中充電器的方案，該充電器由一個能將輸人的交流電轉(zhuǎn)換為直流電的整流器和一個能調(diào)節(jié)直流電功率的地面充電站中充電器的方案功率轉(zhuǎn)換器組成，通過把帶電線的插頭插入電動汽車上配套的插座中，直流電能就輸入蓄電池對其充電。充電器設(shè)置了一個鎖止杠桿以利于插入和取出插頭，同時杠桿還能提供一個確定已經(jīng)鎖緊的信號以確保安全。根據(jù)充電器和車上電池管理系統(tǒng)相互之間的通訊，功率轉(zhuǎn)換器能在線調(diào)節(jié)直流充電功率，而且充電器能顯示充電電壓、充電電流、充電量和充電費(fèi)用。這只是充電樁的基本原理，許多細(xì)節(jié)問題都應(yīng)在實(shí)際應(yīng)用中不斷改進(jìn)，已得到zui便捷的使用方案。

建設(shè)要求
作為電網(wǎng)配用電側(cè)的電動汽車充電樁（栓），其結(jié)構(gòu)的特殊性決定了自動化通信系統(tǒng)的特點(diǎn)是被測點(diǎn)多且分散、覆蓋面廣、通信距離短。并且隨著城市的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟缶哂徐`活性和擴(kuò)展性的結(jié)構(gòu)，因此，電動汽車充電樁（栓）通信方式的選擇應(yīng)考慮如下問題：
（1） 通信的可靠性——通信系統(tǒng)要長期經(jīng)受惡劣環(huán)境和較強(qiáng)的電磁干擾或噪音干擾的考驗(yàn)，并保持通信的暢通。
（2） 建設(shè)費(fèi)用——在滿足可靠性的前提下，綜合考慮建設(shè)費(fèi)用及長期使用和維護(hù)的費(fèi)用。
（3） 雙向通信——不僅能實(shí)現(xiàn)信息量的上傳，還要實(shí)現(xiàn)控制量的下達(dá)。
（4） 多業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率——隨著以后終端業(yè)務(wù)量的不斷增長，主站到子站、子站到終端之間通信對實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率要求越來越高。
（5） 通信的靈活性和可擴(kuò)展性——由于充電樁（栓）具有控制點(diǎn)面多、面廣和分散的特點(diǎn)，要求采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，隨著“ALL IP"網(wǎng)絡(luò)技術(shù)趨勢的發(fā)展以及電力運(yùn)營業(yè)務(wù)的不斷增長，需要考慮基于IP的業(yè)務(wù)承載，同時要求便于安裝施工、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)。

自19世紀(jì)第1輛電動汽車面世至今，均采用可充蓄電池作為其動力源。對于一輛電動汽車來講，蓄電池充電設(shè)備是*的子系統(tǒng)之一。它的功能是將電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)化為電動汽車車載蓄電池的電能。電動汽車充電裝置的分類有不同的方法，總體上可分為車載充電裝置和非車載充電裝置。
車載充電裝置指安裝在電動汽車上的采用地面交流電網(wǎng)和車載電源對電池組進(jìn)行充電的裝置，包括車載充電機(jī)（圖1-13）、車載充電發(fā)電機(jī)組和運(yùn)行能量回收充電裝置，將一根帶插頭的交流動力電纜線直接插到電動汽車的充電插座中給蓄電池充電。車載充電裝置通常使用結(jié)構(gòu)簡單、控制方便的接觸式充電器，也可以是感應(yīng)充電器。它*按照車載蓄電池的種類進(jìn)行設(shè)計(jì)，針對性較強(qiáng)。非車載充電裝置，即地面充電裝置，主要包括充電機(jī)、充電站、通用充電機(jī)、公共場所用充電站（圖1-14）等。它可以滿足各種電池的各種充電方式。通常非車載充電器的功率、體積和重量均比較大，以便能夠適應(yīng)各種充電方式。
另外，根據(jù)對電動汽車蓄電池充電時能量轉(zhuǎn)換的方式不同，充電裝置可以分為接觸式和感應(yīng)式。隨著電力電子技術(shù)和變流控制技術(shù)的飛速發(fā)展，高精度可控變流技術(shù)的成熟和普及，分階段恒流充電模式已經(jīng)基本被充電電流和充電電壓連續(xù)變化的恒壓限流充電模式取代。主導(dǎo)充電工藝的還是恒壓限流充電模式。接觸式充電的zui大問題在于它的安全性和通用性。為了使它滿足嚴(yán)格的安全充電標(biāo)準(zhǔn)，必須在電路上采用許多措施使充電設(shè)備能夠在各種環(huán)境下安全充電，恒壓限流充電和分階段恒流充電均屬于接觸式充電技術(shù)。新型的電動汽車感應(yīng)充電技術(shù)發(fā)展很快。感應(yīng)充電器是利用高頻交流磁場的變壓器原理，將電能從離車的原方感應(yīng)到車載的副方，以達(dá)到給蓄電池充電的目的。感應(yīng)充電的zui大優(yōu)點(diǎn)是安全，這是因?yàn)槌潆娖髋c車輛之間并無直接的點(diǎn)接觸，即使車輛在惡劣的氣候下，如雨雪天，進(jìn)行充電也無觸電的危險(xiǎn)。

安全要求
（1）變電所應(yīng)設(shè)置安全嗣欄、警示牌、安全信號燈及警鈴。
（2）高壓配電室和變壓器室門外或變電所安全同欄上應(yīng)懸掛“止步，高壓危險(xiǎn)"警示牌。警示牌的標(biāo)示必須朝向圍欄的外側(cè)。
（3）高壓配電裝置上應(yīng)有顯著的操作指示說明。設(shè)備的接地點(diǎn)應(yīng)有明顯可見的標(biāo)志。
（4）室內(nèi)應(yīng)有明顯的“安全通道"或“安全出口"標(biāo)示牌。
另外，變電所及配電設(shè)備的布置設(shè)計(jì)應(yīng)便于安裝、操作、搬運(yùn)、檢修、試驗(yàn)和監(jiān)測。高低壓配電室、變壓器室、電容器室、控制室內(nèi)，不應(yīng)有與其無關(guān)的管道和線路通過。當(dāng)然，即便充電站技術(shù)瓶頸得到了很好的解決，但是充電站建設(shè)可能還存在選址困難等問題。新能源汽車應(yīng)先以城市為主，但繁華Ⅸ域往往用地緊張，地價(jià)成本較高，這方面需要政府在政策上能予以傾斜．推動充電設(shè)施的建設(shè)。由電力企業(yè)發(fā)展經(jīng)營電動車充電站具有先天優(yōu)勢。電力企業(yè)將電力直接賣給車輛是一個新的業(yè)務(wù)，希望電力企業(yè)能轉(zhuǎn)變

通信方式
電動汽車充電樁屬于配電網(wǎng)側(cè)，其通信方式往往和配電網(wǎng)自動化一起綜合考慮。通信是配電網(wǎng)自動化的一個重點(diǎn)和難點(diǎn)，區(qū)域不同、條件不同，可應(yīng)用的通信方式也不同，具體到電動汽車充電樁，其通信方式主要有有線方式和無線方式：
（1）有線方式
有線方式主要有：有線以太網(wǎng)（RJ45線、光纖）、工業(yè)串行總線（RS485、RS232、CAN總線）。
有線以太網(wǎng)主要優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸可靠、網(wǎng)絡(luò)容量大，缺點(diǎn)是布線復(fù)雜、擴(kuò)展性差、施工成本高、靈活性差。
工業(yè)串行總線（RS485、RS232、CAN總線）優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸可靠，設(shè)計(jì)簡單，缺點(diǎn)是布網(wǎng)復(fù)雜、擴(kuò)展性差、施工成本高、靈活性差、通信容量低。
（2）無線方式
無線方式主要采用移動運(yùn)營商的移動數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)，如：GRPS、EVDO、CDMA等。
采用移動運(yùn)營商的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要將電動汽車充電樁這一電網(wǎng)內(nèi)部設(shè)備接入移動運(yùn)營商的移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，需要支付昂貴的月租和年費(fèi)，隨著充電樁數(shù)量的增加費(fèi)用將越來越大；同時數(shù)據(jù)的安全性和網(wǎng)絡(luò)的可靠性都受到移動運(yùn)營商的限制，不利于設(shè)備的安全運(yùn)行；其次，移動運(yùn)營商的移動接入帶寬屬共享帶寬，當(dāng)局部區(qū)域有大量設(shè)備接入時，其接入的可靠性和每個用戶的平均帶寬會惡化，不利于充電樁群的密集接入、大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)傳輸。