电动公交充电站充电桩配桩计算及选择

陈 伟，张天忠，谈 超，郑 非（安徽华电工程咨询设计有限公司，安徽合肥230000）

电动公交充电站充电桩配桩计算及选择

陈 伟，张天忠，谈 超，郑 非（安徽华电工程咨询设计有限公司，安徽合肥230000）

随着国家电动汽车充电设施发展指南的推出，电动公交车充电站进入快速建设期。充电站内的充电桩容量与其服务的电动公交车参数及运行模式密切相关，目前大多数充电桩配置多凭借经验，缺少精确的配桩计算。本文结合实际工程，深入探讨电动公交充电站的配桩设计。

电动公交车；充电桩；配桩计算

1 设计输入

某公交站车辆及运营参数如表1～2。

表1 电动汽车参数

表2 公交车运营模式

2 配桩计算

根据公交公司提供的公交线路及车型参数，桩型选择如下：

2.1 按照单个充电接口满足车辆最大充电能力配桩

2.1.1 A类公交车

充电机输出电压U=1.1×UA=633V；

UA-电池的额定工作电压为576V，参照充电机制造厂家的标准电压系列，取额定充电电压为750V。考虑到兼顾电动小汽车的充电要求，选择宽幅电压输出为250～750V。

充电机最大充电电流I=1.2×IA=206.4A。

IA=电池能够承受的最大充电电流172A，结参照充电机制造厂家的标准电流系列，取额定充电电流为200A；

充电机功率P=U×I=UA×IA=126kW，结参照充电机制造厂家的标准功率系列，取额定充电功率为120kW。

2.1.2 B类公交车

充电机输出电压U=1.1×UA=580V；

UA-电池的额定工作电压为528V，参照充电机制造厂家的标准电压系列，取额定充电电压为750V。考虑到兼顾电动小汽车的充电要求，选择宽幅电压输出为250～750V。

充电机最大充电电流I=1.2×IA=288A。

IA=电池能够承受的最大充电电流240A，结参照充电机制造厂家的标准电流系列，取额定充电电流为300A。

充电机功率P=U×I=UA×IA=174kW，结参照充电机制造厂家的标准功率系列，取额定充电功率为180kW。

该部分计算仅推算出电动汽车的最大充电能力，作为充电桩容量选型的上限值。

2.2 按照满足夜间车辆充电能力配桩

某站夜间共停靠42辆电动公交车，其中A类公交车40辆，B类公交车2辆，按照夜间9h将所有电动车电量从0%充至100%。

W总=N1×W1+N2×W2=4212kWh

式中：W总——电动公交车夜间总充电量；

N1——A类公交车数量，40辆；

N2——B类公交车数量，2辆；

W1——A类公交车电量，99kWh；

W2——B类公交车电量，126kWh。

P总=W总/h=468kW

式中：h-夜间充电时间，9h。

P1=1.3×P÷（N1+N2）=14.82kW，取15kW；

P1-单口功率。

根据充电桩产品序列，选择一机四充充电机，单台充电机功率为：

P=4×P1=60kW

充电机数量N=（N1+N2）÷4=10.5台，取11台。

该方案能够满足夜间充电需求，如车辆运营里程较短，白天补电需求较少，则可按此方案配桩。

2.3 按照满足白天车辆补电能力配桩

在电动汽车回站时需要进行短时紧急补电，以满足车辆日间稳定运行的里程需求。根据九条公交线路的数据，结合公交车的电池参数，对各条线路的配桩需求进行计算，并选择桩型。计算过程如下：

W总消耗=L×η

式中：W总消耗——每辆车每天消耗的总电量，kW·h；

L——每辆车每天行使里程，km；

η——每公里消耗电量，8.2m车为0.707kW· h/km，10.5m车为1.05kW·h/km。

将电池充电曲线简化为恒流充电模式，即用1C的充电电流需要1h将电池从0%充到100%。针对不同的充电倍率可以得到满足白天耗电量所需要的充电时间：

T1c=（W总消耗-W）÷W

T0.5c=（W总消耗-W）÷W÷0.5

T0.25c=（W总消耗-W）÷W÷0.25

再将不同充电倍率下所需要的充电时间与每辆车白天补电总时间对比，即可选择充电接口的最小充电功率（见表3）。

由表3中可见，S8路公交车线路较长，白天需要2个120kW功率充电接口同时输出方可满足充电要求。

S1、S2、S5、S7四路公交车白天共需要10个60kW功率充电接口同时输出方可满足充电要求。

S3、S4、S6、S9四路公交车白天共需要8个30kW功率充电接口同时输出方可满足充电要求。

表3 白天补电计算表

满足白天补电、夜间充电，并考虑公交公司场地布置要求的配桩方案为有以下两种：

主推方案：2个120kW一桩两充+18个60kW一桩两充，车位面对面布置。

次推方案：7个120kW一桩四充+4个60kW一桩四充，车位背靠背布置。从减少桩型，便于管理的角度出发，建议选择11个120kW一桩四充充电桩。

3 结论

电动公交车充电站的配桩设计应充分考虑到公交公司的运营习惯，再满足白天补电的情况下兼顾夜间充电需求，详细计算配桩容量及桩数，确保充电站的投资回报率达到最佳。

TM910.6

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2095-2066（2016）36-0063-02

2016-12-13