淺談民用建筑地下車庫充電樁的配電策略

淮亞利

　　安科瑞電氣股份有限公司  上海 嘉定 201801；

　　摘要：人們生活水平不斷提高，私家車幾乎成為家家戶戶需要的出行設(shè)備，為生態(tài)環(huán)境帶來較大壓力，為改善該種狀況，國家逐漸重視新能源汽車的開發(fā)，并取得了一定效果。電動汽車作為新能源汽車，已經(jīng)擁有一定市場，但是，因充電困難，充電地點(diǎn)難尋，影響了電動汽車的普及，對此，民用建筑的地下車庫建設(shè)充電樁，為電動汽車提供電能，對其的普及具有重要意義。

　　關(guān)鍵詞：民用建筑；地下車庫；充電樁配電；策略

　　引言

　　當(dāng)前，我國常用的新能源汽車主要有油電混合型汽車、純電動汽車兩種，為推動新能源汽車的普及，逐漸取代燃油型汽車，降低環(huán)境壓力，保障動力源的供應(yīng)是關(guān)鍵。對此，應(yīng)在民用建筑中設(shè)置相應(yīng)的充電設(shè)施，保障汽車停在車庫后能夠隨時供電，不影響汽車的運(yùn)行。

　　一、充電樁的分類

　　隨著電動汽車不斷發(fā)展，充電樁類型也隨著增多，但是，總體而言，充電樁主要包含兩個類型：直流充電樁，交流充電樁。前者主要是由直流充電裝置、充電機(jī)柜構(gòu)成，具有電壓、電流調(diào)整幅度大，能夠直接將電能沖入電動汽車的鋰電池中，充電速度較快，滿足各種車型的需求。但是，該種充電方式容易損傷電池，降低電池的壽命，且占地面積較大。通常，其多被應(yīng)用于城市交通停車場、企業(yè)停車場，在民用建筑停車場內(nèi)應(yīng)用較少。對于交流充電樁，其具有系統(tǒng)簡單，占地面積小，操作簡單等優(yōu)勢，但是，充電時間較長，主要適用于民用建筑地下車庫。

　　二、地下車庫充電樁配電過程中應(yīng)注意的問題

　　民用建筑是人們?nèi)粘Ｉ畹牡攸c(diǎn)，地下車庫作為停車主要場地，也是較好的電動汽車配電場所，對此，在地下車庫建立充電樁，能夠更有效發(fā)揮作用，保障電動汽車供電，便于人們?nèi)粘?yīng)用。

　　1、配置充電樁位置

　　充電樁配置時，為保障所處位置的合理性，應(yīng)考慮以下問題：電動汽車類別，民用建筑進(jìn)出車流量，地下車庫位置，配電設(shè)置等，設(shè)置充電樁位置與數(shù)量。同時，對于交流充電樁，應(yīng)盡量將其放置在不同防火區(qū)，直流充電樁放置在車庫進(jìn)出口防火區(qū)，若充電樁較少，可直接設(shè)置在一個防火區(qū)，便于集中管理的同時，便利用戶的應(yīng)用。

　　2、配電箱設(shè)置

　　在充電樁配電的位置，為保障電能供應(yīng)的充足性，應(yīng)設(shè)置若干配電箱，將配電箱安裝在附近強(qiáng)電間中，便于操作與管理。同時，施工人員應(yīng)根據(jù)配電箱數(shù)據(jù)，在電房的低壓柜處設(shè)置一定量的回路，使其為電動汽車直接供電，減少不必要的麻煩。

　　3、充電樁的安裝方法

　　在民用建筑地下庫內(nèi)，充電樁的安裝通常采用兩種方式：落地式與壁掛式。落地式多選擇裝設(shè)在車額外端部，離地高度約30cm，壁掛式則是安裝在墻上與柱上，是常見的充電樁裝設(shè)方式。

　　4、回路設(shè)置

　　在地下車庫充電樁建設(shè)中，配電箱回路可選擇短路保護(hù)、剩余電流保護(hù)等的低壓斷路器，有效保障充電樁的用電安穩(wěn)，保護(hù)居民的人身、財(cái)產(chǎn)安穩(wěn)。

　　三、民用建筑地下車庫充電樁配電策略

　　1、注意充電樁配電接入點(diǎn)的設(shè)置

　　民用建筑地下車庫的充電樁，充電時間多在夜間，而人們住宅用電時間也多是夜間，此時，若將充電樁與住宅供電網(wǎng)絡(luò)直接相連，則住宅供電負(fù)荷加大，為供電安穩(wěn)性、可靠性等帶來風(fēng)險(xiǎn)。

　　2、設(shè)置智能感應(yīng)程序，使充電樁能夠自動調(diào)整供電

　　在電動汽車運(yùn)行中，動力電池的能量密度、續(xù)航里程作為兩個重要參數(shù)，直接與電池的壽命息息相關(guān)。通常，鋰電池使用的壽命在5-8年間，充電循環(huán)的壽命在600-1000次，為保障鋰電池的質(zhì)量與壽命，在電池電量下降至百分之二十時，既需要充電，以防電池過電、放電，在電量充至百分之80~90時，應(yīng)停止充電[3]。如此，方可保障電池能量彌補(bǔ)與續(xù)航里程，不影響人們對電動汽車的應(yīng)用。但是，通常情況下，用戶很少注意電池壽命安穩(wěn)問題，在為電動汽車充時，大多是晚上充電，隔天早上關(guān)閉，為電池帶來負(fù)面影響。對此，在充電樁配置時，應(yīng)設(shè)置智能程序，使充電樁能夠自動感應(yīng)電動汽車充電量，達(dá)到百分之80~90左右時，立即停止供電，以此保護(hù)電動車內(nèi)的鋰電池壽命，為用戶提供更好的服務(wù)。

　　3、科學(xué)設(shè)置充電樁數(shù)量

　　在過去，電動汽車的行駛里程多在150km左右，隨著科技的發(fā)展，國家越發(fā)重視電動汽車的續(xù)航時間，以此滿足客戶需求，推動電動汽車的普及。當(dāng)前，電動車內(nèi)鋰電池能量密度再創(chuàng)新高，續(xù)航時間能夠達(dá)到300km以上，基本滿足多數(shù)人通勤歷程、短途出行等的需求。電動汽車的續(xù)航里程加大，充電時間縮短，電動汽車普及率增高，只需要在民用建筑中設(shè)置充電樁，即可滿足用戶需求，然而，如何設(shè)置充電樁，保障成本較小化的同時，滿足民用建筑內(nèi)居民需求成為關(guān)鍵。以續(xù)駛里程300km/d計(jì)算，則電動汽車可行駛里程在120km左右，以每天平均通勤24km計(jì)算，則每臺電動汽車需要每五天充電以此，即車位與充電樁比例為5：1。在民用建筑地下車庫設(shè)置充電樁配電時，可依照車位的百分之二十設(shè)置充電樁即可。

　　4、遠(yuǎn)期充電樁配電的車位設(shè)計(jì)

　　在地下車庫配置電動汽車充電樁時，先期依照車位數(shù)量設(shè)置百分之二十的充電樁即可，但是，隨著新能源汽車的不斷普及，居民購買電動汽車的數(shù)量不斷增多，充電樁數(shù)量必然會出現(xiàn)配電不足現(xiàn)象，影響居民應(yīng)用。對此，在充電樁配電設(shè)計(jì)中，相關(guān)人員應(yīng)觀察電動車的充電機(jī)技術(shù)、電池技術(shù)、充電樁安穩(wěn)檢測技術(shù)等，為后期設(shè)置百分之一百車位數(shù)充電樁的配電打好基礎(chǔ)。當(dāng)前，我國電動汽車的發(fā)展速度曾曲線上升，民用建筑的地下車庫充電樁應(yīng)逐步增加，以此滿足居民需求。

　　四、安科瑞充電樁運(yùn)營管理平臺

　　1、系統(tǒng)架構(gòu)

　　安科瑞Acrelcloud-充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機(jī)過溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警；另外用戶通過微信小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請求，控制二維碼對應(yīng)的充電樁完成電動汽車的充電過程。

　　充電樁可選配WIFI模塊或GPRS模塊接入互聯(lián)網(wǎng)，配合加密技術(shù)和秘鑰分發(fā)技術(shù)，基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議，與云端進(jìn)行直連。云平臺包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)營的所有功能，具體功能如下：

　　資源管理：充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁運(yùn)行監(jiān)測，充電樁異常交易監(jiān)測。

　　交易結(jié)算：充電價格策略管理，預(yù)收費(fèi)管理，賬單管理，營收和財(cái)務(wù)相關(guān)報(bào)表

　　用戶管理：用戶注冊，用戶登錄，用戶帳戶管理，消息管理

　　充電服務(wù)：充電設(shè)施搜索，充電設(shè)施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結(jié)算，導(dǎo)航等

　　微信小程序：掃碼充電，賬單支付等功能

　　數(shù)據(jù)服務(wù)：數(shù)據(jù)采集，短信提醒，數(shù)據(jù)存儲和解析

　　變壓器監(jiān)控：監(jiān)控充電站變壓器負(fù)荷，每個充電站配備一塊ARCM300T無線表，超負(fù)荷時系統(tǒng)自動對充電樁的進(jìn)行調(diào)度管理，即當(dāng)負(fù)荷超過百分之五十時，系統(tǒng)會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為百分之五十，當(dāng)變壓器負(fù)荷超過百分之八十時，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開始充電，直到負(fù)荷下降為止。

　　2、平臺功能

　　2.1平臺登錄

　　在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進(jìn)行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

　　平臺首頁總覽每天的開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，累計(jì)的開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，以及相應(yīng)的環(huán)比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導(dǎo)航、本月充電統(tǒng)計(jì)。

　　充電站監(jiān)控

　　充電站監(jiān)控頁面監(jiān)視用戶充電槍總數(shù)、正在充電的槍數(shù)、空閑槍數(shù)、插槍數(shù)量、故障槍數(shù)量等，匯總了用戶擁有各樁的當(dāng)日充電總次數(shù)、總電量、總時長，進(jìn)行負(fù)荷限制、故障查詢。

　　充電樁監(jiān)控頁面充電槍的基本信息、今日充電電量、今日充電次數(shù)、今日充電時長和累計(jì)充電電量、累計(jì)充電次數(shù)、累計(jì)充電時長等、充電電壓電流等參數(shù)。

　　 搜索與使用

　　微信小程序可以通過掃描二維碼和微信文字搜索找到，點(diǎn)擊后可以加入到小程序列表，如下圖所示

　　用戶通過搜索或者掃碼等途徑初次打開小程序時，會進(jìn)入這個頁面，需要用戶授權(quán)登錄才可以進(jìn)入小程序主功能頁面，如圖所示：

　　初次進(jìn)入主功能頁時需要授權(quán)定位才可以使用地圖相關(guān)功能，在地圖上查看到當(dāng)前所在區(qū)域的充電站，查看充電站信息，可以進(jìn)行掃碼充電操作，地圖導(dǎo)航等。

　　掃描充電槍上的二維碼，如果當(dāng)前充電樁可用即可進(jìn)入充電選擇頁面，可以查看到當(dāng)前的充電站名稱、充電槍名稱，以及當(dāng)前的賬戶余額，電價和預(yù)計(jì)可充電量等數(shù)據(jù)，還可以查看當(dāng)前賬戶的歷史充電記錄。充電方式分為按時間充電、按金額充電、按電量充電這三種方式。充電結(jié)束可以進(jìn)進(jìn)行評價。

　　個人信息可以顯示當(dāng)前登錄賬號的昵稱和余額，同時包括、充值、充值記錄查詢、賬單查詢、充電記錄查詢、設(shè)置支付密碼等功能

　　3.1平臺服務(wù)器：建議按照我方配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。

　　硬件配置清單：(如申請阿里云可忽略)

若客戶自己租用阿里云服務(wù)器，服務(wù)器配置根據(jù)充電槍點(diǎn)數(shù)的不同，分別如下：

　　3.2現(xiàn)場硬件配置清單：

　　總而言之，隨著節(jié)能減排政策的開展，電動汽車使用數(shù)量將不斷增多，如此，充電樁的建設(shè)成為關(guān)鍵。然而，在民用建筑建設(shè)地下車庫充電樁時，仍存在諸多問題，影響了充電樁的建設(shè)，影響了配電服務(wù)質(zhì)量。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]趙蕾.民用建筑地下車庫充電樁配電設(shè)計(jì)解決方案[J].智能建筑電氣技術(shù)

　　[2]徐三桃.民用建筑地下車庫充電樁配電策略探討

　　[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2020.06版