安科瑞 徐浩竣

江蘇安科瑞電器制造有限公司

acrelxhj

摘要：為進(jìn)一步提升住宅小區(qū)汽車(chē)充電管理的規(guī)范性，要對(duì)具體設(shè)計(jì)工作予以核查。主要對(duì)新建住宅小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電樁可行性進(jìn)行研究，并從充電樁平面布置、充電樁電容量測(cè)算以及充電樁電氣處理三個(gè)方面，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)配電系統(tǒng)、充電樁配電設(shè)計(jì)展開(kāi)討論。

關(guān)鍵詞：新建住宅小區(qū)；電動(dòng)汽車(chē)；充電樁；配電設(shè)計(jì)；可行性

引言

近幾年，電動(dòng)汽車(chē)成為了新能源體系下重要的交通工具。相較于傳統(tǒng)的油動(dòng)力汽車(chē)，無(wú)論是環(huán)境管理還是噪音處理方面，新能源電動(dòng)汽車(chē)都具有一定的優(yōu)勢(shì)。這就需要市政工程體系順應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)，在新建住宅小區(qū)進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)充電樁設(shè)置，并且結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行配電設(shè)計(jì)，從根本上提高充電樁配電設(shè)計(jì)的時(shí)效性

一、新建住宅小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電樁可行性分析

伴隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，新建住宅小區(qū)數(shù)量不斷增多，有效順應(yīng)國(guó)家能源管理要求設(shè)置汽車(chē)充電樁是必然的選擇，這就需要相關(guān)設(shè)計(jì)部門(mén)對(duì)配電布局予以綜合考量，各方面建立健全統(tǒng)籌性較好的管理控制機(jī)制，從根本上提高設(shè)計(jì)的時(shí)效性。近幾年，根據(jù)國(guó)家能源局和中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟聯(lián)合編制的《中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展年度報(bào)告》，目前已有30多個(gè)省市出臺(tái)了充電設(shè)施建設(shè)補(bǔ)貼政策。其中，福建省內(nèi)開(kāi)展了大范圍住宅小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電樁設(shè)置工作。充電樁的建成將有效滿足小區(qū)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)的用電需求，大大減少汽車(chē)尾氣的排放，給社會(huì)帶來(lái)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，做到節(jié)能替代并舉、效益環(huán)境雙贏。例如，長(zhǎng)樂(lè)一個(gè)住宅小區(qū)的電動(dòng)汽車(chē)充電樁工程，項(xiàng)目一共建設(shè)充電樁15臺(tái)，包括3臺(tái)30kW直流充電樁，1機(jī)1充；12臺(tái)7kW交流充電樁，1機(jī)1充，可同時(shí)為15輛電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電服務(wù)。

在新建住宅小區(qū)內(nèi)有效設(shè)置汽車(chē)充電樁，能在保障能源汽車(chē)推廣項(xiàng)目運(yùn)行效率的基礎(chǔ)上，推動(dòng)能源汽車(chē)管理項(xiàng)目的各方面進(jìn)步。因此，合理性設(shè)計(jì)、建設(shè)充電樁，設(shè)置變配電室，能有效為管理工作創(chuàng)設(shè)良好的發(fā)展空間和保障體系。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，要各方面分析電動(dòng)汽車(chē)不同類(lèi)型的充電行為，并且在設(shè)置大量充電樁后有效對(duì)充電負(fù)荷和電網(wǎng)原始負(fù)荷的疊加過(guò)程予以判定，從而有效完成電網(wǎng)規(guī)劃以及運(yùn)行管理?；诖耍瑸榱饲袑?shí)滿足充電需求，增加并且適當(dāng)處理具體設(shè)計(jì)方案，對(duì)于新建住宅小區(qū)管理工作而言有著較為明確的指導(dǎo)價(jià)值，具有一定的可行性。

需要注意的是，相較于高速公路的休息區(qū)域和繁華市區(qū)不同，新建住宅小區(qū)內(nèi)的充電樁使用頻率較為特殊，且具有一定的規(guī)律性。多數(shù)居民都是駕車(chē)上班，一般在一天中會(huì)有不足百分之十五的私家車(chē)停留在小區(qū)內(nèi)。在工作日下班后，將迎來(lái)充電樁的使用高峰期，一般是在19：00到24:00之間；而在隔天天的0:00到8:00則是充電的低谷時(shí)間段；8:00到19：00之間則是每天充電的平穩(wěn)期?；诖?，新建住宅小區(qū)內(nèi)進(jìn)行固定停車(chē)位和專(zhuān)用充電樁處理的過(guò)程中，要合理性完善峰谷電價(jià)和管理措施，并且有效建立配置方案和規(guī)劃，一定程度上減少變配室數(shù)量?？茖W(xué)化節(jié)省投資成本，為保證計(jì)費(fèi)處理和管理分界奠定基礎(chǔ)；有效維護(hù)操作過(guò)程的實(shí)際效果，實(shí)現(xiàn)提高智能化管理水平；結(jié)合電網(wǎng)應(yīng)用控制效果，對(duì)汽車(chē)動(dòng)力電池予以充電負(fù)荷的判定，實(shí)現(xiàn)順應(yīng)智能化單向有序充電。

二、新建住宅小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)配電系統(tǒng)充電樁配電設(shè)計(jì)

為了保證小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)配電系統(tǒng)應(yīng)用水平，結(jié)合市場(chǎng)調(diào)研可知，要按照電動(dòng)汽車(chē)充電站設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行分析。交流充電樁利用220V交流電壓，額定電流在32A以上，小區(qū)車(chē)庫(kù)配電設(shè)計(jì)中則要對(duì)單個(gè)充電裝置進(jìn)行分析，裝機(jī)容量在7kW左右，利用單相交流充電能提升整個(gè)小區(qū)配電系統(tǒng)充電方式的管理水平。

在新建住宅小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電樁平面配置工作中，要結(jié)合設(shè)計(jì)要點(diǎn)建立完整的管控機(jī)制，建立健全合理性控制體系，從而維護(hù)設(shè)計(jì)效率的有效性。設(shè)計(jì)人員要充分考量差異化因素，結(jié)合實(shí)際操作標(biāo)準(zhǔn)對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析，優(yōu)化設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)布局體系的實(shí)際效果，確保其能為新建住宅小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電樁配電設(shè)計(jì)工作水平的各方面進(jìn)步奠定基礎(chǔ)。

1、配電系統(tǒng)充電樁平面布置

在投入項(xiàng)目中，配電系統(tǒng)充電樁的安排要結(jié)合小區(qū)內(nèi)實(shí)際布局結(jié)構(gòu)，盡量設(shè)置在地下車(chē)庫(kù)。室內(nèi)環(huán)境能有效提高敷設(shè)線路和維護(hù)管理工作的基本水平，并且能對(duì)充電樁防護(hù)等級(jí)予以合理性調(diào)控，減少成本投資。

選擇掛墻或者是柱子狀態(tài)的充電方式，這種處理和安裝機(jī)制能有效減少占地面積，提高配電系統(tǒng)配電技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際水平，也為后續(xù)監(jiān)督處理體系的優(yōu)化升級(jí)奠定基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)意義上提高新建住宅小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電樁配電設(shè)計(jì)的綜合水平。

2、充電樁電容量測(cè)算

充電樁的電容量測(cè)算要結(jié)合配電室的應(yīng)用環(huán)境，有效形成集中布置的工序布局，或者是進(jìn)行分區(qū)域集中布置。一般而言，在電容量測(cè)算的過(guò)程中要結(jié)合應(yīng)用要素和管控標(biāo)準(zhǔn)，切實(shí)提升管理效果的完整程度，也為各方面升級(jí)配電設(shè)計(jì)效果奠定基礎(chǔ)。目前，較為常見(jiàn)的新能源汽車(chē)充電樁主要分為直流充電樁和交流充電樁兩種，前者為快充后者是慢充。要想合理性提升布局設(shè)計(jì)效果，就要結(jié)合新建住宅小區(qū)的面積對(duì)不同充電樁進(jìn)行合理性選擇，有效整合相應(yīng)設(shè)計(jì)要求，確保能從根本上提高配電系統(tǒng)處理工序的合理性和完整程度，也為合理性配電設(shè)計(jì)效率升級(jí)奠定基礎(chǔ)。也就是說(shuō)，在充電負(fù)荷判定和計(jì)量的過(guò)程中，能結(jié)合負(fù)荷需求系數(shù)和安裝位置提高設(shè)計(jì)布局的完整性，且能充分考量充電樁配電設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。測(cè)算過(guò)程要結(jié)合電池充電功率對(duì)恒流階段進(jìn)行判定和分析，有效結(jié)合新建住宅小區(qū)充電樁負(fù)荷參數(shù)完善數(shù)據(jù)分析，保證配電設(shè)計(jì)工序的完整性。

在對(duì)配電容量進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中，要對(duì)單臺(tái)充電機(jī)輸入容量進(jìn)行計(jì)算，利用完成測(cè)定，其中，P表示的是單臺(tái)充電機(jī)輸出功率；S表示的是單臺(tái)充電機(jī)的輸入容量；cosφ表示的是充電機(jī)的功率因數(shù)，具體數(shù)值為0.96；η表示的是充電機(jī)效率，具體數(shù)值為0.93。例如，一臺(tái)60kW的快速充電機(jī)，其S為67.2kVA，快速充電機(jī)的同時(shí)工作系數(shù)為0.9，則充電設(shè)備整體項(xiàng)目的配電容量就要控制在60.5kVA。

除此之外，在實(shí)際管理工作開(kāi)展進(jìn)程中，要對(duì)配電系統(tǒng)處理工序和標(biāo)準(zhǔn)化流程予以關(guān)注，有效建構(gòu)完整的監(jiān)督約束管理體系，確保能按照國(guó)家相關(guān)要求，夯實(shí)具體問(wèn)題具體分析機(jī)制。新能源汽車(chē)電池要滿足蓄電池?zé)o通氣口、總面積低于封閉區(qū)域容積百分之一條件等基礎(chǔ)要求，有效劃分非危險(xiǎn)區(qū)域，從而判定具體的設(shè)計(jì)流程。維護(hù)配電系統(tǒng)電位聯(lián)結(jié)管理工序，有效減少靜電作用，保證人身安穩(wěn)和設(shè)備安穩(wěn)，為管理工序的各方面進(jìn)步奠定基礎(chǔ)。

3、充電樁配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

無(wú)論是何種方式，在平面布置工作開(kāi)展后，都要整合配電系統(tǒng)處理機(jī)制和管控措施，完善配電系統(tǒng)管理項(xiàng)目的合理性。結(jié)合操作過(guò)程的要求，在不影響車(chē)輛充電或者是運(yùn)行過(guò)程的基礎(chǔ)上，提高配電系統(tǒng)工序的合理性。

在新建住宅小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電樁配電設(shè)計(jì)工作開(kāi)展進(jìn)程中，要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行電氣管理，保證相應(yīng)參數(shù)分析的合理性和時(shí)效性，且能充分考量充電過(guò)程的具體要求。目前，在對(duì)新建住宅小區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電樁配電設(shè)計(jì)時(shí)，一般按照三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定和處理，但是，需要結(jié)合變配電室進(jìn)行專(zhuān)用回路的處理，從而提高電費(fèi)計(jì)量和管理水平。同時(shí)，小區(qū)管理人員也能依托實(shí)際運(yùn)行工序?qū)膊课贿M(jìn)行直流充電柱的管控，確保能在滿足應(yīng)急充電需求的基礎(chǔ)上，升級(jí)直流充電樁的負(fù)荷等級(jí)，要求在二級(jí)以上。

三、安科瑞充電樁運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)

1、系統(tǒng)架構(gòu)

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安科瑞Acrelcloud-充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時(shí)對(duì)各類(lèi)故障如充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測(cè)故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警；用戶通過(guò)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(qǐng)求，控制二維碼對(duì)應(yīng)的充電樁完成電動(dòng)汽車(chē)的充電過(guò)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(tái)包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)營(yíng)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(cè)，充電樁異常交易監(jiān)測(cè)

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

用戶管理：用戶注冊(cè)，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(chǔ)和解析

變壓器監(jiān)控：監(jiān)控充電站變壓器負(fù)荷，每個(gè)充電站配備一塊ARCM300T無(wú)線表，超負(fù)荷時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)充電樁的進(jìn)行調(diào)度管理，即當(dāng)負(fù)荷超過(guò)百分之五十時(shí)，系統(tǒng)會(huì)限制新增開(kāi)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(guò)百分之八十時(shí)，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開(kāi)始充電，直到負(fù)荷下降為止。

2、平臺(tái)功能

2.1平臺(tái)登錄

在瀏覽器打開(kāi)云平臺(tái)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。

2.2平臺(tái)首頁(yè)

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

2.3實(shí)時(shí)監(jiān)控

?充電站監(jiān)控

充電站監(jiān)控頁(yè)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(shí)長(zhǎng)，進(jìn)行負(fù)荷限制、故障查詢。

2.4微信小程序

?搜索與使用

微信小程序可以通過(guò)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

授權(quán)登錄界面

用戶通過(guò)搜索或者掃碼等途徑初次打開(kāi)小程序時(shí)，會(huì)進(jìn)入這個(gè)頁(yè)面，需要用戶授權(quán)登錄才可以進(jìn)入小程序主功能頁(yè)面，如圖所示

主功能頁(yè)

初次進(jìn)入主功能頁(yè)時(shí)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

充電

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(yè)面，可以查看到當(dāng)前的充電站名稱(chēng)、充電槍名稱(chēng)，以及當(dāng)前的賬戶余額，電價(jià)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(shí)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(píng)價(jià)。

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個(gè)人信息

個(gè)人信息可以顯示當(dāng)前登錄賬號(hào)的昵稱(chēng)和余額，同時(shí)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、硬件配置

3.1平臺(tái)服務(wù)器：建議按照我方推薦配置購(gòu)買(mǎi)，或者客戶自己租用阿里云資源。

推薦硬件配置清單：（如申請(qǐng)阿里云可忽略）