住宅小區(qū)地下車庫電動(dòng)汽車充電樁設(shè)計(jì) 負(fù)荷等級(jí)及負(fù)荷計(jì)算
1、車位與充電樁的比例
動(dòng)力電池的能量密度和續(xù)駛里程是電動(dòng)汽車最重要的兩個(gè)參數(shù)，鋰電池目前使用壽命5~8年，充電循環(huán)壽命600~1000次。為保持電池良好，延長電池壽命，電量下降到20%時(shí)需要充電（防止過放電），充電到電量的80%~90%時(shí)即停止充電（防止過充電）。
電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程以前為150km左右，現(xiàn)在可以達(dá)到200km以上，隨著技術(shù)進(jìn)步電池能量密度的提高，新產(chǎn)品的出臺(tái)，續(xù)駛里程將能達(dá)到300km以上，這樣的續(xù)駛里程基本上可以滿足大部分人通勤里程和短途出行的需求。
按新能源汽車發(fā)展的路線圖，電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程大，充電時(shí)間短以后，其普及率將提高。對(duì)居住小區(qū)，以續(xù)駛里程300km進(jìn)行計(jì)算，可行駛里程約120km（冬季環(huán)境溫度低，電池電量會(huì)衰減，或使用幾年電池反復(fù)充放電電量會(huì)衰減，或冬、夏季還要開空調(diào)），以每天平均通勤里程約24km計(jì)算，則每臺(tái)電動(dòng)汽車需要每5天充一次電，即車位與充電樁比例為5∶1，按總車位的20%設(shè)充電樁。
2、負(fù)荷等級(jí)及負(fù)荷計(jì)算
居住小區(qū)電動(dòng)汽車以通勤為主，按GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》和重慶市工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)DBJ50-218-2015《民用建筑電動(dòng)汽車充電設(shè)備配套設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.1.3條，其配電充電監(jiān)控系統(tǒng)用電為二級(jí)負(fù)荷，其它負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷。
慢充樁（交流充電樁），其充電電流小，充電時(shí)間長（一般6~8h），電池壽命可以延長，多數(shù)居民早出晚歸，適用于設(shè)慢充樁。
本文以某住宅小區(qū)為例，其地下室為設(shè)備用房（設(shè)有兩個(gè)變電所T1、T2，每個(gè)變電所均有供住宅用的專用1000kVA干式變壓器）及500輛大型地下車庫。
按車樁比5∶1，則需設(shè)100個(gè)慢充樁，考慮小區(qū)訪客及應(yīng)急需要，設(shè)兩個(gè)快充樁（非車載充電機(jī)，充電時(shí)間一般在1h內(nèi)），參照DBJ50-218-2015第4.1.2條，每51個(gè)車位設(shè)1個(gè)充電站，共設(shè)2個(gè)充電站，每個(gè)充電站同建筑專業(yè)商定設(shè)為一個(gè)防火分區(qū)，為節(jié)約投資并節(jié)能，1號(hào)充電站位于1號(hào)變電所旁，2號(hào)充電站位于2號(hào)變電所旁，線路最短，電能損耗最小。
負(fù)荷計(jì)算：按能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/T33002-2010《電動(dòng)汽車交流充電樁技術(shù)條件》，每個(gè)慢充樁設(shè)備容量約7kW（AC220V單相供電），按NB/T33001-2010《電動(dòng)汽車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)技術(shù)條件》，每個(gè)快充樁設(shè)備容量：取Pe=120kW（AC380V三相供電），參照深圳市標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)性技術(shù)文件SZDB/Z29.1-2010《電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范第1部分：通用要求》，cosφ＞0.95，這里取cosφ=0.85。
3、供配電系統(tǒng)
北京、上海、成都、深圳、哈爾濱、銀川等城市典型住宅小區(qū)許多實(shí)測數(shù)據(jù)表明，住宅區(qū)變壓器低谷期負(fù)荷率一般不大于30%，高峰期一般不大于60%。
本工程充電站設(shè)配電充電監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)變壓器負(fù)荷率實(shí)時(shí)監(jiān)控，使其高峰期負(fù)荷率不大于100%（留10%裕量，根據(jù)GB/T1094.12-2013《電力變壓器第12部分：干式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則》，環(huán)境溫度30℃時(shí)，H級(jí)絕緣干式變壓器負(fù)荷率為110%），以保證變壓器壽命。
本小區(qū)變電所設(shè)計(jì)變壓器負(fù)荷率≤80%，還有可用容量≥20%，變壓器T1、T2均為1000kVA，充電樁用電按復(fù)費(fèi)率收費(fèi)，慢充樁一般在低谷期充電，由以上每個(gè)充電站ΣPjs=235kW，不需加大變壓器容量。每個(gè)充電站設(shè)6個(gè)充電樁配電箱（5個(gè)慢充樁配電箱，1個(gè)快充樁配電箱），每個(gè)慢充樁配電箱10路出線，見圖1，快充樁設(shè)一個(gè)專用配電箱。
4、配電充電監(jiān)控系統(tǒng)（含計(jì)量）
充電站應(yīng)設(shè)配電充電監(jiān)控系統(tǒng)，見圖2，分間隔層、站控層，間隔層通信介質(zhì)采用RS485多層屏蔽雙絞線，通信距離可達(dá)1200m，各測控單元的功能如表1所示，站控層主機(jī)等置于兩個(gè)變電站之間中心塔樓上面的物管用房。充電樁支持不同的充電費(fèi)用支付方式：充電IC卡、二維碼、支付碼、微信、支付寶、手機(jī)等，并兼容本地區(qū)充電App。
5、諧波治理
充電機(jī)負(fù)載為電力電子器件和電池，含非線性負(fù)荷，必須嚴(yán)格限制諧波畸變率，避免影響變壓器、電動(dòng)機(jī)、電容器及其他設(shè)備的正常運(yùn)行和計(jì)量造成誤差等：一是所用的充電機(jī)諧波分量應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB17625.1-2012《電磁兼容限值諧波電流發(fā)射限值（設(shè)備每相輸入電流≤16A）》和GB/Z17625.6-2003《電磁兼容限值對(duì)額定電流大于16A的設(shè)備在低壓供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的諧波電流的限制》的有關(guān)規(guī)定；二是采取有效的諧波治理措施。
6、消防安防及其它
消防、安防及其他要求：①消防、安防、通風(fēng)等納入地下室車庫整體設(shè)計(jì)。執(zhí)行GB50067-2014《汽車庫、修車庫、停車庫設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、JGJ100-2015《車庫建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范。充電站火災(zāi)危險(xiǎn)性按戊類設(shè)計(jì)（GB50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》條文說明3.1.1條續(xù)表1）。②安防監(jiān)控系統(tǒng)包括環(huán)境監(jiān)控、設(shè)備安全監(jiān)控、防火、防盜及視頻監(jiān)控等，對(duì)充電站的環(huán)境一目了然。③充電設(shè)施產(chǎn)生的噪音限值應(yīng)符合GB3096-2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。④變配電設(shè)備、充電設(shè)備的抗震措施應(yīng)符合GB50556-2010《工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)備抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB50981-2014《建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》。⑤充電站作20m×20m等電位接地網(wǎng)。⑥充電站設(shè)指引及停車位標(biāo)識(shí)，其符號(hào)參閱DBJ50-218-2015表4.1.6。⑦充電站配電系統(tǒng)雷電防護(hù)等級(jí)按C級(jí)配置各級(jí)SPD參數(shù)。⑧充電樁較多，即整個(gè)系統(tǒng)非線性負(fù)荷大，投運(yùn)后應(yīng)實(shí)測電磁輻射值是否超標(biāo)（應(yīng)符合GB8702-2014《電磁環(huán)境控制限值》）。⑨實(shí)施后，應(yīng)以充電樁招標(biāo)后的參數(shù)為依據(jù)，修正相關(guān)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)。⑩本項(xiàng)目投運(yùn)后，應(yīng)實(shí)測實(shí)際充電總功率、諧波分量等，采取相應(yīng)的對(duì)策
