建筑电动汽车充电桩设计要点探讨

王玉鹏

桂林市建筑设计研究院 广西桂林 541002

随着电动汽车的普及和使用，给其基础设施建设提出严格标准。从目前情况来说，诸多领域在建筑工程施工建设中，增加了充电桩设施设计和建设，同时也制定了一系列有关充电桩设计和施工建设标准。基于此，为了得到群众对电动汽车的认识和认可，相关部门需要在建筑工程施工建设过程中，加强对电动汽车充电桩设计探究，从而在减少能源消耗的同时，也能促进电动汽车行业的稳定发展。

1 电动汽车充电桩设计的基本概述

在当前科技快速发展的环境下，不可再生能源的逐渐消耗，给我国社会发展带来直接影响。所以，低碳、经济、环保已经成为我国社会发展的主要趋势。电动汽车作为零污染、低排放的新型产品，发展前景比较理想。为了促进电动汽车行业的发展，政府等相关部门全面加强电动汽车基础设施建设[1]。其中，我国广泛使用的电动汽车充电桩类型有两种，一种是交流充电桩。所谓的交流充电桩也就是指可以直接提供交流电源，利用车中车载充电器完成汽车充电，并且其自身具有功率小、体积小等特点，在当前建筑工程中广泛使用。另一种是直流充电桩。该充电桩具有功率大、充电时间段等特点，但是因为自身体积偏大，占地面积多，通常建立在一些专用充电站中，服务主体为企业客户。

2 建筑电动汽车充电桩设计要点

2.1 预留位置以及安装方式

在进行电动汽车充电桩设计过程中，需要把预留出充电桩的停车位置，并采取集中部分或者部分区域集中分布方式，保证设计点和提供电源的变配电室靠近。充电桩位置需要和供电线路之间的间距最短，靠近上级配电设施。在选择充电桩停车位置以后，还要综合思考充电桩安装位置，预留位置不可靠近地漏，不可靠近有潜在火灾或爆炸危险的地方，不可设置在有剧烈振动的场所，应选择消防救援力量便于到达的场所等。为了便于人员操作，在电动汽车充电桩设计过程中，需要设置安全距离，且充电设施外部和充电位边缘间的距离不得低于0.4m。在实际设计中需要注意的是，充电桩分布位置应该确保不会给其他车辆出行或者充电带来直接影响，同时要想确保充电桩及人员操作安全，应该设计一定的防护措施，其中充电桩需要预留足够的安全距离[2]。充电桩的安装方式分为落地式、立柱式、壁挂式。落地式的特点是体积大，重量重，落地安装，需要做基础，适用于直流充电桩；立柱式的特点是体积小，重量轻，适用于交流充电桩；壁挂式的特点是体积小，重量轻，直接挂墙安装，适用于交流充电桩。

2.2 电气参数设置

以某建筑停车场为例，该停车场中预留充电桩中，包含80%的交流充电桩和20%的直流充电桩，并且每个交流充电张和直流充电桩额定功率为7kW 和 40kW。 在充电设备中，供电电源可采用TN-S、TN-C-S系统，室外可采用TT系统。每台交流充电桩应该单相交流电源为220V，出线回路断路器的额定电流应小于40A；在直流充电桩中，交流电源为 380V，出线回路断路器的额定电流不大于80A。在每个充电桩馈线回路中，断路器都应具有剩余电流保护功能，剩余电流保护额设定为30 mA，动作时间需小于0.1s，从而确保充电使用人员的运使用安全。

2.3 计量

在变电房低压出线回路设计过程中，需要安装独立计量装置。通常情况下计量仪表采用具有复费率计量功能的仪表，同时其应该满足国家颁布的电能计量装置管理要求，仪表准确度等级分为两种，一个是有功1.0级，另一个是无功2.0级。充电桩计量仪器一般安装在充电桩内部。充电桩计量仪表需要采集电能数据、充电电量等信息，并将获取的信息传递到物业管理系统中。

2.4 防雷接地设置

在充电桩防雷接地设计过程中，需要按照建筑物防雷设计标准进行，充电设备的金属外壳以及支架底座等金属构件应该同建筑物接地装置一同连接。充电桩的工作接地、保护接地需要采用建筑物公共接地系统，并且公共接地系统接地电阻不得超过4Ω。由于室外充电桩遭受雷击的几率相对较高，所以在室外充电桩设计过程中，经防雷计算，建筑防直击雷保护不到的地方，需要采用单独的防直击雷措施，距离建筑物较远的室外电动车充电桩可采用单独接地，而室内充电桩则应做好防雷电电磁脉冲保护工作[3]。电动车充电桩需要做等电位联结。

2.5 电能质量

在电动汽车充电桩设计过程中需要注意的是，220V单相交流充电桩接入系统时满足三相平衡的要求，220V单相供电电压偏差不应超过标称电压的+7%，-10%，充电桩产生的电压波动和闪变在供配电系统连接点限值应该满足国家电能质量电压波动标准，充电桩谐波考核应该满足电磁兼容限值谐波电流放射限值要求。

3 建筑电动汽车充电桩设计方案

在电动汽车充电设施设计建设过程中，包含了充电桩及监控系统设计。其中，监控系统负荷、公安巡逻车充电桩负荷、救护车和公交车充电桩负荷为二级，充电桩负荷通常为三级。充电设备的配电不能和建筑物中照明、电力等系统一同采用混合配电形式，则是需要采取专用回路独立配电。监控系统主机主要采用在线式不间断电源供电，这样可以放置在面临停电的情况下而给监控系统运行带来影响。

4 结语

总而言之，随着新能源技术的普及和推广，给充电桩设计、建设提供了方向。因为国家标准设计要求没有全面颁布，设计工作人员参考的案例比较少，面临的影响因素较多。为了保证充电桩设计工作顺利进行，相关人员可以结合我国实际情况和电动汽车充电要求，做好设计优化工作，明确设计要点，保证充电桩设计工作顺利进行，给电动汽车充电运行提供良好条件，实现我国电动汽车行业的和谐发展。