浅谈新能源汽车充电站的基本配置电气自控室

刘建伟

随着国家对新能源汽车的大力推广，新能源充电站的建设需求迫不及待。2016年1月1日起电动汽车充电接口及通信协议国家标准开始实施，充电站的建设更加标准化，但是新标准中也存在两种电压充电接口和几种电流的选择，在建设不同规模充电站的时候应该如何配置和选型，在本文中做了简要的的论述。

1.电动汽车充电接口及电压电流的介绍

根据《电动汽车充电桩设计规范》（GB 50966-2014）电动汽车的充电系统分为非车载充电机和交流充电桩两种。

1.1非车载充电机

非车载充电机采用直流充电，是外置于汽车的充电装置，体积较大，可以提供较大的电流电压输出，目前在高速公路的服务区所见到的基本上都是这种。

非车载充电机根据新能源汽车的适配，最大可以提供750/1000V的电压，以及最大250A的电流。因此非车载充电机可以给新能源汽车提供较快的充电速度，俗称快速充电桩。

1.2交流充电桩

交流充电桩在以往的理解中，被认为是慢充，因为根据老标准仅能给新能源汽车提供220V/16A的市电。但是新标准已经支持380V/63A，最大充电功率达到40kW，已经包含了所有小型汽车的最大充电功率，而且交流充电桩体积小、价格便宜，应该是未来的发展趋势。

2.目前市场上主要新能源汽车充电接口的使用情况分析

虽然交流充电接口可以最大提供380V/63A，也就是40kW的充电功率，但是也不是所有品牌型号的汽车都支持这么高，而对于750V直流充电一般家用汽车最大充电功率为60kW，但不同品牌的汽车最大支持的功率也有所不同。

一般纯电动汽车兼有直流和交流两个充电口，而插电式混合动力汽车由于电池容量较小，进预留交流充电口。

其中交流充电接口中的380V和220V外观是一样的，并且380V充电口是向下兼容220V充电口的。380V接口与220V接口的区别在于380V接口所有触电都是有定义的，而220V充电口最下方的两根火线（L1和L2）的触电定义是空的，见下图。

目前的家用汽车充电接口支持情况可以参见下表：

从表1中，我们可以分析出以下几点结论：

a）所有品牌的汽车，无论是纯电动汽车还是插电式混合动力汽车，都支持220V交流充电，而且充电功率都不高，最大7kW;

b）所有品牌的纯电动汽车都支持交流500V充电，但是支持的最大充电功率有所不同，最大的为60kW，最小的为20kW。

c）支持380V/40kW的交流快充产品，仅有比亚迪的纯电动汽车;

d）插电式混合动力汽车仅支持220V交流充电，且最大仅支持5kW。

3.新能源汽车市场分析及充电桩需求分析

3.1.目前新能源市场的汽车销量情况分析

为什么在介绍充电站设备的基本配置之前要先分析新能源市场的汽车销量情况呢？主要还是因为第2条所列的主要新能源汽车充电接口的使用情况，不同品牌的新能源汽车对充电口的配置不完全相同，所以充电设备的配置，也要根据市场占有率情况进行配比。

下面我们来分析下2015年及2016年中国新能源汽车的销量情况。

a）中国新能源汽车品牌销量情况分析：

2015年-2016年中国新能源汽车总销量为50.57万辆，其中2015年17.68万辆，2016年32.89万辆，相比2015年增长85.99%。

b）中国新能源动汽车分类销量情况分析：

2016年，中国纯电动汽车销量22.39万辆，占新能源总销量的68.1%，其余的为插电式混合动力汽车，占剩余的31.9%，而纯电动汽车中比亚迪的销量最多，为22%。

3.2.一般充电站内充电桩的分类

鉴于大型的公交车等有专用的充电站，高速公路服务区、市区与加油站合建的小型充电站、小区内或者停车场内设的充电桩仅考虑为私家车提供服务。根据本文第2条总结，最大充电功率不会大于60kW，因此，这部分充电站可按照表2中的充电桩参数进行配置。

3.3.充电站内充电桩需求情况分析

根据2016年新能源汽车的销售情况，来充电站充电的新能源汽车，纯电动汽车约占68%，插電式混合动力汽车约占32%。再结合上文的内容，得出以下4个结论：

① 如果仅设置直流充电桩的话，就会有32%的新能源汽车就不能进站充电。

② 如果仅设置交流充电桩的话，所有新能源汽车都可以充电，但是有一部分汽车本身支持直流快充，但是不能使用直流快充。这部分比例根据3.1条统计的结果应该是68%×78%=53%，也就是大约占一半的比例，但是这部分比例在以后可能会缩小。

③ 交流充电桩既可提供220V的交流慢充，也可给目前68%×22%=15%的新能源汽车提供380V交流快充。

④ 40kW的交流充电桩投资低，市场价格约为60kW交流充电桩的1/10。

4.各种建设地点充电站内充电桩分配结论建议

① 高速公路服务区充电站都需要快速充电，根据比例分析可主要设置直流充电桩，适当设置几台交流充电桩，这样所有类型的汽车都可以实现快速充电，而且可以为插电式混合动力汽车不充充电;

② 市区与加油站合建的小型充电站由于各种情况比较均衡，可按照汽车销量比例进行设置，交流和直流充电桩数量各占50%;

③ 小区内或者停车场汽车停放的时间一般都比较长，可主要考虑交流充电桩，设1台直流充电桩即可。这样既可以让所有的新能源汽车充电，又可以兼顾约30%的快充需求。

再通过对3.1条目前新能源市场的汽车销量情况的分析，我们对3.2条中的两种充电桩可以参考表3进行配比：

5.参考文献

① 《2016年度国内纯电动汽车销量排名》（中商产业研究院 作者中商情报网）

② 《2016年新能源乘用车销量达32.9万辆》（陈春燕 盖世汽车）

③ 《2016年新能源车市场报告及2017年预测》（中关村在线）