电动汽车充电设施的设计与探讨
摘要：电动汽车是解决当前大气污染的重要手段，电动汽车充电站则是发展电动汽车的重要基础设施，其科学合理的设计能够有效提升充电效率，对电动汽车的发展提供重要的基础保障，正是如此本文研究的重点就是通过分析电动汽车充电设施的基本思路，以及起基本的组成，从而提出相应的设计，从而提升充电设施设计的科学性。
关键词：电动汽车；充电设施；设计思路
1.设计思路
当前电动汽车能源补给模式主要有充电模式和换电模式两种。而充电模式又分为普通模式和快充模式。普通模式通常要求蓄电池放电终止后开始充电，并采用15A左右小电流充电，时间大概在5到8小时。这种方式充电成本低，而且电池寿命也会更长。而快充模式则主要采用100到200A的大电流充电，这种模式能够在10分钟左右完成七成的充电规模，这种模式对电池寿命会产生一定的负面影响，而且充电成本也相对较高。而换电模式简而言之就是更换电池，但是由于不同汽车品牌的电池大小和规格不一致，因此选择科学的设计思路应该是选择充电模式进行建设，并提供快充模式和普通模式，满足不同用户的需求。
2.充电设施的组成
一般电动汽车充电设施的基本组成有充电系统、配电监控系统以及安防系统、计量计费系统和有源滤波装置等系统构成，具体如图1所示。
图1：充电设施主要构成
由于充电设施的用电负荷较大，所以对于传统的加油站需要增加中压外线电源，同时还需要增加中压环网柜以及配电变压器等变配电设备。其中变压器和环网柜都属于箱式变压器设计，其供货主要有电力公司提供。其他如低压开关柜以及计量计费设备等配电设备需要安装到撬装式充电空间中。而所谓撬装式充电空间则主要根据充电设施的建设需求，将新增有关的充电设备以及监控系统、滤波装置等都集中不知道箱式壳体中。然后提前进行预制，并完成内部设备安装调试。
电动汽车充电设备还包罗了充电机和充电桩，其中充电机也是安装在撬装式充电空间中，而充电桩则需要安装在固定的室外充电车棚下。因为不同品牌的电动汽车所使用的电池型号不同，而且充电接口标准也不统一，所以在设计之初就需要充分调查当前市场上充电汽车品牌及对应的充电接口和相关的参数，从而满足绝大多数电动汽车的充电需求。
3.充电设施的设计
传统加油站的充电设施主要包括箱式变压器以及撬装式充电屋以及充电桩和充电为以及车棚等。对于这些充电设施的空间布置要紧密根据具体的加油加气站的空间继续拧布置，比如某加油加气站的等级为2级，并设置了30m3的汽油罐有2座，另外还有两座30m3柴油罐，加油机共四部，整体占地面积约为2000米。并且布置了站房、油罐区以及加油岛和罩棚等。现在需要在这个传统的加油站增设电动汽车充电设施，而这些设施主要布置在这个加油站的东边。包括了撬装式充电屋以及直流和交流充电桩等。根据规划这个充电设备主要为几种主流品牌如比亚迪等车厢进行充电，具体的相关技术数据如下所示：
第一，整车和电池。整车外形尺寸为4853×1788×1525，单位是毫米。整车的质量为1.8吨，该车型的动力电池标称电压为336 VDC，电池组则是60Ah/336V，而磷酸铁锂电池则有105串。
第二，各种充电设备的参数。其中直流充电机的参数主要包括额定输出功率为50kW，最高输出电压则为500V。最大输出电流达到了400A。总有效率大于92%，输出稳压精度则小于等于1%。而输出稳流精度同样小于等于1%。充电的环境温度主要在20℃到40℃之间。
第三，直流充电桩的相关参数。首先是额定电压为500V，额定输出电流则是100A，额定功率达到了50kW。其工作环境则控制在20℃到50℃之间，其工作区域的湿度则要小于93%。
第四，交流充电桩的相关参数。首先是额定电压则是在200V/50Hz，最大的输出电流则是在16A，其工作环境和直流充电桩的工作环境要求一样，都需要控制20℃到50℃之间，其工作区域的湿度则要小于93%。
根据该传统加油站的具体不知，在辅助服务区域增设6个充电车位，并且设置1座箱式变压器，同时还要增设1座撬装式充电屋。这6个充电车位，其中有4个是直流充电桩，另外2个则是交流充电桩。这些充电桩都统一安装到室外充电车棚之下。而各种充电设备包括直流充电机和抵押开关柜以及监控系统等都要安装到撬装式充电屋之内。由于是4个直流充电桩，因此在撬装式充电屋中就需要配置4台50kW的直流充电机，并且每两台直流充电机集中到组柜中。另外还包括2台抵押开关柜和1台监控系统控制柜。
在设计这个充电设施时需要重点考虑充电设施的安全性，也就是说所有的充电设施需要放置在危险区域3米之外。通常来说一个加油站中的汽油加油机，其危险区域就是以汽油加油机为圆心，其半径4.5m的区域之内都是危险区域，所以充电设备要距离汽油加油机要超过7.5米以上。只有这样才能够符合国家的相关安全规定，满足GB50156-2012规范要求。
4.结语
总而言之，从发展的眼光来看，为了解决空气污染，推进电动汽车行业的发展已经成为必然趋势，所以未来很多传统的加油站就会面临增设电动汽车充电设
施，对此本文提供的设计思路和方法对于提升充电设施的工作效率和安全性，显然具有一定的参考作用。
参考文献：
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