居民小区停车场充电桩解决方案

一、项目背景概述

  在人类历史长河中，已经经历了两次交通能源动力系统变革。今天，人类再次来到了交通能源动力系统变革的十字路口，第三次变革将是以电力和动力电池（包括燃料电池）替代石油和内燃机，将人类带入清洁能源时代，我们大胆的预测，第三次交通能源动力系统的变革将带动亚洲经济的腾飞，使亚洲取代美国成为世界经济的发动机。

  在能源和环保的压力下，新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向。如果新能源汽车得到快速发展，以2020年中国汽车保有量1.4亿计算，可以节约石油3229万吨，替代石油3110万吨，节约和替代石油共6339万吨，相当于将汽车用油需求削减百分之22.7。2020年以前节约和替代石油主要依靠发展先进柴油车、混合动力汽车等实现。到2030年，新能源汽车的发展将节约石油7306万吨、替代石油9100万吨，节约和替代石油共16406万吨，相当于将汽车石油需求削减百分之四十一。届时，生物燃料、燃料电池在汽车石油替代中将发挥重要的作用。

  结合中国的能源资源状况和国际汽车技术的发展趋势，预计到2025年后，中国普通汽油车占乘用车的保有量将仅占百分之五十左右，而先进电池汽车、燃气汽车、生物燃料（燃料电池）汽车等新能源汽车将迅猛发展。

  二、国家充电设施建设文件

  2015年，《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》(国办发〔2015〕73号)；

  2015年，《电动汽车充电基础设施发展指南（2017-2022年）》

  2016年1月，《关于“十三五”新能源汽车基础设施奖励政策及加强新能源汽车推广应用的通知》;

  2017年，《关于加快单位内部电动汽车充电基础设施建设的通知》；

  2018年，《提升新能源汽车充电保障能力行动计划》发改能源〔2018〕1698号；

  2019年3月，《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》财建〔2019〕138号；

  2020年10月20日，《新能源汽车产业发展规划》（2021-2035）的通知

  三、居民小区停车场充电站分析

  居民小区里面的停车场大致分为两类：非机动车停车场和机动车停车场。充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑和居民小区停车场内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。

  非机动车停车场里大多为电动自行车和电动三轮车，这类车型的动力来源于自身的电瓶，充电成了居民的一大难题，私拉电线的情况时有发生，这样往往很容易引起火灾。科林电气的电动单车充电桩具有壁挂10口和落地4口两种，可为居民解决充电需求，更好的保障小区居民的权益及安全。非机动车停车场大部分为私家车，以及小部分为居民提供生活保障的物流车。居民的私家车大部分都是白天外出工作，晚上停在停车场可选择交流充电桩在夜间慢速充电；而物流车电池容量大，电量消耗大，直流充电桩可为其快速充电。

  3.1.1充电站预估需求分析

  通过对相关居民小区停车场相关情况的初步了解，参考公交车站、物流站、地下停车场、公共停车场及居民小区停车场等，这些停车场的运营情况及运行规律，制定以下方案。

  规划充电车辆有：私家车、出租车、小型货车、小型客车、电动车等；

  主要需求：私家车、出租车、小型货车、小型客车、电动车等车辆快速补电及均衡充电需求；本期共规划充机动车电车位60个，其中快充3个，非机动车充电车位30个。

  充电设备组成如下：

  3.1.2 充电站配电解决方案

  电源额定容量需求计算：

  7kW交流充电机：57台

  30kW交流充电机：3台

  7kw功率因数cosϕ：0.95

  交流充电机工作效率η：1

  充电机同时工作系数k：0.7

  7kw交流充电机总功率S1：S1= P /(cosϕ *η)=7*57/（0.95*1）=515kW

  充电机总功率ΣS：ΣS=S1=515kW

  变压器负荷率βm：0.8

  其他负荷容量s：0.05S

  变压器容量S= k * (ΣS + s ) /βm

  由以上公式推导出变压器功率

  S=k*ΣS/(βm-0.05k)=420*0.7/(0.8-0.05*0.7)=471.24kW

  推荐箱变容量为500kVA，交流充电设备先就近汇流在配电柜内，再接引至箱变内开关。

  3.2充电站的介绍

  3.2.1充电站的设计

  机动车停车场由一台500kVA箱变、4面配电箱和57台落地式7kW交流充电桩和3台落地式30kw直流充电桩组成。其中三个每面配电箱内置19个空开控制19台充电桩，另一个配3个空开控制3台充电桩，配电箱电源取自新增箱变，所有电缆均在电缆沟内直埋。非机动车停车场是由一面配电箱及3台电动单车智能充电桩组成，并设有防雨棚，每台电动单车智能充电桩可同时为10辆电动车充电。电动单车智能充电桩挂在防雨棚内设置的桥加上。

  项目10kV电源进线，通过箱变等设备供给充电设备，满足充电设备用电。配电设备在高压侧装设高压计量柜，低压侧采用中性点直接接地的三相四线制系统，单独接地回路。10kV母线、0.4kV母线均采用单母线分段的主接线形式，通过分段断路器实现暗备用；在箱变低压侧装设谐波功补偿装置。

  3.2.2总平面布局原则及绿化

  布局原则：

  （1）在充分考虑项目先进性、经济性、稳定性、实施性的前提下，符合国家、行业标准和节能减排相关要求。

  （2）根据站内设施的功能性质、生产流程和实际危险性，结合四邻状况及风向，分区集中布置，减少管线长度，节约投资，方便以后的安全作业和经营管理。

  （3）站内场地通畅，站内充电区开阔，方便大型车辆或消防车辆的进出。

  （4）根据自然地形进行工艺布置，尽量减少土石方量。

  绿化：

  绿化布置是环境保护的重要措施，因而根据具体要求，与总平面布置综合考虑，并与场地环境相协调。根据该项目的规模和总平面布置方案，为了创造良好的生产环境，在充电区与供电区之间可利用的位置见缝插绿，在充分利用土地的情况下，尽可能的搞好区域的绿化。

  3.2.3本充电站的优点

  （1）严格遵循设计依据中所列的节能设计相关标准及规范、相关终端用能产品能效标准，进行方案设计、工艺设计和设备选型，规划、建筑结构、电气、给排水、采暖通风与空调等各行业均提出成熟先进、切实可行的节能方案和节能措施，各行业都没有采用明令禁止或淘汰的落后工艺、设备及产品，所有设备均选用先进、成熟、可靠、效率高、低能耗节能型设备，项目各类供用能系统均可实现计量管理与监督。

  （2）节能效果显著，符合国内节能技术要求，并达到同行业国内先进水平。

  （3）充换电设施均为低压设备，频率低(50Hz)，磁场强度低于彩电、微波炉，而且充换电站内不需要常驻人员，因此对人体是安全的。

  （4）本方案认真执行“预防为主、防消结合”的消防工作方针以及国家和本行业的有关消防规定，在总图布置、建筑结构、消防供水以及火灾报警等消防设计中采取了一系列防范措施，以期清除隐患，防止和减少火灾的危害。

  3.3机动车充电站建设清单及要求

  3.3.1充电设备及材料配置表：

  3.3.2土建、安装、调试施工统计

  3.3.3安装及施工要求

  （1）务必选择合适的7kW交流充电桩和30kw直流充电桩安装的位置，充电桩需要干燥、通风、避免阳光直射的使用环境。

  （2）为保证使用安全，应具备良好的接地系统，充电桩接地良好。

  （3）充电桩安装位置应该靠近电动汽车停泊位置，以方便日常使用，务必考虑充电设备进线和充电线缆的长度。

  3.4机动车充电站投资收益及回收期

  3.41收益