● 湖南省建筑設(shè)計(jì)院有限公司 孟煥平 龍海珊 吳 斌 孟 力

近年來(lái)，電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，我國(guó)以電動(dòng)汽車為主的新能源汽車2016年達(dá)109萬(wàn)輛，世界占比超過(guò)53%。與此同時(shí)，為電動(dòng)汽車保駕護(hù)航的充電樁建設(shè)也已成為國(guó)家和地方基礎(chǔ)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。

1 充電樁建設(shè)現(xiàn)狀

為鼓勵(lì)電動(dòng)汽車充換電設(shè)施的發(fā)展，國(guó)務(wù)院辦公廳在2014年7月出臺(tái)《關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》（國(guó)辦發(fā)〔2014〕35號(hào)）中指出：要“完善充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，明確各類建筑物配建停車場(chǎng)及社會(huì)公共停車場(chǎng)中充電設(shè)施的建設(shè)比例或預(yù)留建設(shè)安裝條件要求”。各省市也紛紛出臺(tái)了各項(xiàng)旨在鼓勵(lì)電動(dòng)汽車充換電設(shè)施發(fā)展的地方政策，一時(shí)間數(shù)百家電動(dòng)汽車充電設(shè)施企業(yè)涌入市場(chǎng)，各廠商可謂八仙過(guò)海各顯神通。歷經(jīng)3年多的激烈競(jìng)爭(zhēng)，許多實(shí)力不占優(yōu)勢(shì)的企業(yè)已震蕩出局。從最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，目前市場(chǎng)上各充電設(shè)施企業(yè)擁有的充電樁數(shù)量差別較大，其中規(guī)?；潭容^高、充電樁總量在1000個(gè)以上的充電樁運(yùn)營(yíng)商有國(guó)網(wǎng)公司、特來(lái)電、星星充電、中國(guó)普天等13家。

盡管電動(dòng)汽車充電設(shè)施市場(chǎng)前景巨大，但充電設(shè)施建設(shè)相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)滯后，設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等技術(shù)人員普遍感到困惑多，這種局面不利于工程建設(shè)和行業(yè)健康發(fā)展。為此，長(zhǎng)沙市住建委于2017年3月委托湖南省建筑設(shè)計(jì)院有限公司作為《長(zhǎng)沙市住宅區(qū)電動(dòng)汽車充電設(shè)施設(shè)計(jì)導(dǎo)則》（以下簡(jiǎn)稱《導(dǎo)則》）主編單位，正式啟動(dòng)《導(dǎo)則》編制工作。編制組經(jīng)調(diào)研分析市場(chǎng)數(shù)據(jù)、研究整理調(diào)研成果，已于2017年10月完成《導(dǎo)則》編制工作。筆者作為《導(dǎo)則》主編人，就《導(dǎo)則》相關(guān)內(nèi)容作重點(diǎn)解讀，以供讀者參考。

總體而言，作為國(guó)內(nèi)首個(gè)住宅區(qū)電動(dòng)汽車充電設(shè)施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，《導(dǎo)則》主要解決了新建、改建和擴(kuò)建住宅小區(qū)內(nèi)充電樁配建標(biāo)準(zhǔn)、負(fù)荷計(jì)算、配電電源、設(shè)計(jì)原則和設(shè)備安裝等問(wèn)題。

2 配建標(biāo)準(zhǔn)

2.1 對(duì)新建住宅小區(qū)，應(yīng)按15%的車位同步建設(shè)

新建、改建、擴(kuò)建住宅區(qū)配建電動(dòng)汽車充電設(shè)施為住戶自用時(shí)，應(yīng)按建筑配建機(jī)動(dòng)車停車位數(shù)量15%的指標(biāo)建設(shè)實(shí)施。其中“15%”的配建標(biāo)準(zhǔn)，是指在小區(qū)建設(shè)時(shí)15%的車位應(yīng)同步建設(shè)充電樁，并按地下車庫(kù)分區(qū)域相對(duì)集中的原則分布。比方說(shuō)某住宅小區(qū)地下停車庫(kù)有1000個(gè)車位，那么就要配建150個(gè)充電樁，對(duì)于這150個(gè)充電樁而言，要求變壓器、電纜橋架、充電樁配供電箱（柜）均實(shí)施到位。今后市民購(gòu)買(mǎi)了電動(dòng)汽車，只需安裝電線和末端交流充電樁即可使用。其余85%預(yù)留，是指在變配電所內(nèi)應(yīng)預(yù)留變壓器增容所需土建條件，且應(yīng)將變配電所至充電樁配電箱（柜）的電纜橋架以及充電樁配電箱（柜）至各車位的電纜橋架安裝到位，電纜及充電樁配電箱（柜）可后期根據(jù)需要逐步安裝到位。

2.2 對(duì)既有住宅小區(qū)，應(yīng)根據(jù)需求分步實(shí)施

針對(duì)普通市民關(guān)注的既有住宅充電設(shè)施安裝問(wèn)題，對(duì)于既有住宅小區(qū)，停車位配建充電設(shè)施宜結(jié)合電動(dòng)汽車的充電需求和配電網(wǎng)現(xiàn)狀合理規(guī)劃、分步實(shí)施。同時(shí)，鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)商在地面設(shè)置一定直流樁，為車主快充提供便利。

3 負(fù)荷計(jì)算

對(duì)居住建筑停車場(chǎng)而言，電動(dòng)汽車充電設(shè)備以住戶自用為主，其充電時(shí)間具有一定的規(guī)律性。因此，筆者在研究住宅區(qū)電動(dòng)汽車充電設(shè)備的Kx取值時(shí)，更多地考慮了電動(dòng)汽車自帶車載充電機(jī)功率、車載充電機(jī)充電曲線、居民的充電習(xí)慣、居民乘用車?yán)m(xù)航里程等因素。由于交流充電樁的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品額定功率為單相7kW,因此在計(jì)算公式中交流充電樁均按7kW計(jì)算。

目前市場(chǎng)上主流電動(dòng)乘用車車載充電機(jī)的功率一般在3kW左右，也就是說(shuō)電動(dòng)汽車在充電時(shí)實(shí)際消耗的功率值沒(méi)有達(dá)到7kW，所以在作負(fù)荷計(jì)算時(shí)，對(duì)于7kW的交流樁單樁安裝容量要作一定的修正。綜合考慮以上情況以及電纜更換的難度，筆者提出了用于供電干線和變壓器側(cè)的負(fù)荷計(jì)算建議選取不同Kx系數(shù)取值。

居民自用7kW交流充電樁需要系數(shù)取值見(jiàn)表1，非車載充電機(jī)需要系數(shù)取值見(jiàn)表2。

負(fù)荷計(jì)算公式如下：

式中：Sjs——計(jì)算容量（kVA）；

cosΦn——各類充電設(shè)備的功率因數(shù)，一般＞0.95；

ηn——各類充電設(shè)備的工作效率，一般取0.92；

∑Pn——各類充電設(shè)備的總額定功率，按7kW交流充電樁、非車載充電機(jī)進(jìn)行負(fù)荷分組、分類；

Kxn——各類充電設(shè)備需要系數(shù)，詳見(jiàn)表1、2；

Kt——同時(shí)使用系數(shù)，充電設(shè)備數(shù)量（慢充+快充）在5～50 之間，取 0.9～0.95；50 個(gè)以上，取 0.8～0.9。 當(dāng)僅有一類充電設(shè)備時(shí)，Kt值為1。

表1 居民自用7kW交流充電樁需要系數(shù)(Kx1)

表2 非車載充電機(jī)需要系數(shù)(Kx2)

《長(zhǎng)沙市城市居住區(qū)供電設(shè)施建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》DBCJ013-2017規(guī)定居住區(qū)供電采用“全公變”模式，考慮到住宅充電樁以自用為主，《導(dǎo)則》規(guī)定自用充電設(shè)施由公變低壓母線供電，公用充電設(shè)施由專用低壓配電室低壓母線供電。

4 設(shè)計(jì)原則

（1）總體原則。負(fù)荷等級(jí)均為三級(jí)負(fù)荷，以交流慢充為主，且宜相對(duì)集中布置，直流快充設(shè)備不能布置在地下車庫(kù)內(nèi)；鼓勵(lì)在地面車位設(shè)置三相交流充電樁、非車載充電機(jī)、直流充電樁及其整流裝置等直流充電設(shè)備以滿足訪客快充需求。

（2）配電系統(tǒng)。電動(dòng)汽車充電設(shè)施的配電系統(tǒng)應(yīng)自成系統(tǒng)。非車載充電機(jī)、三相交流充電樁、單相交流充電樁宜設(shè)置單獨(dú)回路供電。充電設(shè)備配電系統(tǒng)三相負(fù)荷不平衡度應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范的規(guī)定。采用TN系統(tǒng)向充電設(shè)備供電的電源側(cè)低壓斷路器應(yīng)具有短路、過(guò)載保護(hù)。居民自用交流充電樁配電箱內(nèi)電表一般不超過(guò)18塊。

（3）供電電纜。充電設(shè)施線路供電半徑需滿足末端電壓質(zhì)量的要求且不宜超過(guò)250m。充電設(shè)施的線路應(yīng)采用銅芯線纜，中性線截面應(yīng)與相線截面相同。

（4）防雷與接地。充電設(shè)施的防雷與接地裝置應(yīng)滿足現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057、《交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T50065的相關(guān)規(guī)定。

（5）設(shè)有電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的建筑，充電設(shè)施配電系統(tǒng)應(yīng)設(shè)電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置；未設(shè)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的建筑，應(yīng)設(shè)置防止電氣火災(zāi)的剩余電流保護(hù)，電流動(dòng)作報(bào)警值應(yīng)為300mA。

5 充電設(shè)施安裝

充電設(shè)施的布置不應(yīng)妨礙其他車輛的充電和通行，同時(shí)應(yīng)采取保護(hù)充電設(shè)備及操作人員安全的措施。充電設(shè)施應(yīng)靠近停車位布置以便于充電，設(shè)備外廓距停車位的凈距不宜小于0.4m；當(dāng)安裝有困難時(shí)，可采用車擋式充電樁，如圖1所示。

圖1 車擋式交流充電樁安裝示例

在實(shí)際工程中，充電設(shè)施以壁掛式安裝較為常見(jiàn)。充電設(shè)施采用壁掛安裝方式時(shí)應(yīng)滿足下列要求：

（1）充電設(shè)施應(yīng)垂直于地面安裝，偏離垂直位置任一方向的誤差不宜大于5°，充電設(shè)施應(yīng)可靠固定；

（2）充電設(shè)施安裝高度應(yīng)便于操作，設(shè)備人機(jī)界面操作區(qū)域水平中心線距地面宜為1.4m。

典型壁掛式交流充電樁安裝如圖2所示。

圖2 壁掛式交流充電樁安裝示例

6 結(jié)束語(yǔ)

眾所周知，發(fā)展新能源汽車已成為我國(guó)的重要國(guó)家戰(zhàn)略。大力推進(jìn)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、解決電動(dòng)汽車充電難題，是發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)的重要保障?！秾?dǎo)則》的正式實(shí)施，宣告長(zhǎng)沙市充電樁建設(shè)正式邁入標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)代。《導(dǎo)則》可給從事設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、審圖等工作的技術(shù)人員提供參考，為電動(dòng)汽車充電設(shè)施的設(shè)計(jì)與建設(shè)提供了技術(shù)支撐，從而推動(dòng)整個(gè)電動(dòng)汽車行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。