探索新能源汽車充電設施的電氣設計

任曉勇

摘要：隨著現階段我國科學技術的不斷提升，各項技術的不斷發展，全球逐漸進入到了能源缺乏的境地。與此同時，對于我國而言，也出現了能源問題，人們逐漸意識到能源枯竭的重要性。因此，各國政府以及企業都在找尋新能源發展的契機，尤其是針對汽車行業而言，節能減排的呼吁聲也越來越高，據專家分析，未來二十年時間內，汽車技術主要會以節能減排的新能源汽車為主。然而就目前而言，新能源汽車在研發的過程中，因為自身在充電設施方面存在一定的不足，從而阻礙了新能源汽車的兩性發展。所以，本文針對新能源汽車充電設施的電氣設計展開詳細的分析，闡述了一系列具有實際價值的建議。

關鍵詞：新能源汽車;電氣設計;充電設施

0 ?引言

本研究針對國務院出臺的《新能源汽車充電相關性意見》，提出了有關新能源汽車充電設施的電氣設計。與此同時，我國各地政府也出臺了一系列支持性政策。新能源汽車作為一種將電力系統當作動力的汽車，就當下的節能減排政策而言，屬于一種全新的綠色交通工具。與此同時，新能源動力汽車在市場應用方面能夠有效甘山環境污染，實現能源緊缺的緩解。此外，在對我國生態環境的保護方面起到了至關重要的作用。因此，現階段新能源電動汽車能夠作為我國綠色能源發展的基礎，同時也是促進未來環境保護的目標[1]。

1 ?新能源汽車充電設施的政策規范

1.1 新能源汽車充電裝置電氣設計的關鍵內容

在建筑設計的過程當中，關于新能源電動汽車充電設施電氣設計主要存在于以下幾項內容：

首先，前期設計方案的協作，也就是根據相關政策制度，要求建筑單位根據設計要求來進行充電設施的電氣設計，注意應保障汽車能夠對所使用的新能源充分利用，加強其設計的節能環保性，并保障其實際應用后的質量、性能等綜合表現。

其次，新能源電動汽車充電設施的配電設計，通常是按照該地區建筑物的不同類型、數量、高度，以及民眾對新能源電動汽車的當前擁有量、市場發展狀況、未來市場空間等信息，來進行科學有效的充電設施配電系統的設計和具體應用。就城市建設來說，受到現在城市加劇的環境問題困擾，人們一般傾向于使用新能源類的交通工具，盡管當前的擁有量和普及率不高，但只要配套設施和新能源汽車的設計更完善，使用新能源汽車也更便利，那么他們將競相使用這類汽車。而且我們需要考慮到在繁華的市中心，盡管設施建設的資源豐富，但昂貴的地段空間費用，和汽車量增加可能帶來的城市擁堵問題，也是在設計新能源汽車充電設施時需要充分考慮的。

最后則是需要滿足新建項目的咨詢服務，也就是在建筑當中需要擁有多少充電樁、電費多少等資訊服務[2]。這部分與用戶體驗直接掛鉤，相較于傳統的汽油汽車，新能源汽車的使用和適應還需要充分的時間來普及和發展。尤其是在普通的新購買新能源汽車的用戶來說，在他們需要充電服務時的服務狀況如何能夠直接影響他們的后續對該汽車的使用活動，從而影響到充電樁的使用市場。

1.2 新能源汽車充電裝置的現行政策

按照最近幾年我國所實施的政策制度，新能源汽車充電裝置在進行電氣設計的過程中，需要明白項目單位遵循的政策制度，按照項目真實狀態展開充電樁的設計，并結合地方政府的優惠政策。現階段我國新能源汽車充電裝置的電氣設計主要是按照《電動汽車充電站通用要求》以及《電動汽車充電站規范》這兩項標準來實施[3]。與此同時，國家電網表明了企業的用電標準需要遵循《電動汽車充電站及充電樁設計規范》等政策。

2 ?新能源汽車充電裝置的電氣設計

新能源汽車的充電裝置是一類將會在城市各地普及的電氣設施，在做電氣設計時應當對其技術特點、選型、配電系統設計等方面有充分的了解和掌握，才能保障本項電氣設施的安全性、實用性和穩定性。

2.1 新能源汽車充電裝置的技術特點以及選型

新能源汽車充電裝置通常能夠將其劃分成快速充電以及慢速充電這兩種內容。慢速充電的形式通常指的是利用交流充電裝置，輸入單相交流電，同時對汽車輸出交流電，但是不可以直接將其作為新能源汽車的蓄電裝置，需要利用充電機才可以達到新能源汽車充電的目的。慢速充電的裝置同時還能夠根據不同類型下的用法，將其劃分成家庭充電以及公共充電這兩種，家庭充電通常輸出功率相對較低，并且功率一般小于2.8kW，因此充電時間相對較長，但是在成本設計方面相對較低，所以受到很多居民的青睞;而公共充電則是功率相對較高，然而最高功率也只能達到7.5kW以內，充電時間相比于家庭充電則是較短。與此同時，在設備裝置的設計以及施工方面，家庭充電設備的施工相對簡單，并且成本低廉，非常適合施工應用。快充通常是運用直流的模式進行充電，一般屬于蓄電池充電。這種模式的充電裝置一般生產廠家較多，并且最大輸出功率也存在差距，然而最低一般不會小于22kW，最高一般不會大于220kW。一般情況下，質量品牌較好的直流設備，所承受的輸出電壓以及電流在區間變化相對較高，因此通常可以應用在多種型號的新能源汽車當中，從而實現多種類型新能源汽車的充電需求。通常狀態下，新能源汽車快充裝置的安裝形式大多是落地式[4]。

針對新能源汽車在充電裝置在選擇的過程中，需要按照整個建筑物所呈現的特點以及作用，并且按照附近用戶的使用特點等，合理設計充電裝置。一般狀態下，充電裝置通常會利用慢充以及快充這兩種設計，從而實現不同類型用戶新能源汽車的各類型需求。

2.2 新能源汽車充電裝置的配電系統設計

首先，新能源汽車充電裝置的配電系統需要按照其使用環境、充電裝置的種類以及蓄電池容量等內容，來進行配電系統數據參數的考證。充電裝置在不同類型的環境內，其用電高峰期所需要時間存在一定的差異。所以，需要分析變壓器在用電期間的負載狀態，來進行配電系統參數的設計。與此同時，如果需要進行后期項目的擴建，則需要對變壓器負載狀態以及容量展開審核，了解其是否符合擴建的基本規劃。

其次，則是設計配電系統的負荷等級。一般狀態下，我國政府部門所運用的充電裝置能夠將其作為二級負荷，但是民用建筑所運用的負荷等級一般屬于三級負荷，然而具有計量系統以及監控系統的民用建筑則能夠將其當作二級負荷。于是，針對具備特殊效果的環境，通常需要按照實際發展狀態來進行負荷等級的分類。

最后，則是充電裝置配電箱的設計。我國新能源汽車的充電裝置通常要根據區域配電情況進行設定，配電箱的配電范圍一般在一定區域范圍內，并且不能夠直接越過防火分區，線路回路也不可以高于10回，在進行配電箱安裝的過程中，需要于地面間距30cm的距離，同時按照防護等級進行安裝設計。配電箱通常設計在管理室以及配電車間的附近，如果直接安裝在車庫當中，則需要對其進行相關防護措施的設計，降低因為其他原因導致配電箱的損壞，進而引發安全事故的產生。

3 ?新能源汽車充電裝置電氣設計中常見的注意事項

新能源汽車充電裝置是一類商業電氣設施，在安裝后要充分考慮其在為新能源汽車充電時，可能出現的諧波問題，其對充電裝置的正常運行有很大的阻礙和損害作用。還需要做好用戶所用電能的計量，完善充電裝置的設計，合理有效的電量收費方式的落實，有利于促進新能源充電裝置乃至新能源制造業方面的，市場化、商業化和可持續發展。

3.1 諧波問題的解決

諧波屬于新能源汽車充電裝置中常見的問題之一，一般會造成以下三種問題的出現，因此需要對諧波盡心有效處理：

首先，造成充電充電裝置內部電力計量儀表不可以實現正常運轉，在共振諧波逐漸升高的過程中，針對儀表產生的影響更加顯著;

其次，則是配電系統的智能監控效果會因為諧波的作用從而喪失效果;

最后，則是諧波所產生的溫度變化，會直接造成配電開關的故障。

因此，本研究提出了以下幾項解決措施，首先是在配電設備中設計濾波器等裝置，通常將其設計在低壓母線的另一面，并且展開集中設計。一般情況下，諧波是由于充電裝置中的整流器所產生，因此還能夠利用改變整流脈動次數來進行諧波的降低。此外，在進行電氣設計的過程中，能夠通過屏蔽法的應用，來進行電力線路以及通信電路的分別設計，從而達到電力監控以及配電系統的有效應用。

3.2 電能計量及其設計

新能源電動汽車在進行充電裝置的電能計量方面，需要符合現代化智能發展需求。現階段新能源充電裝置大多都存在電能計量儀表，同時有的還可以實現人機交互目的，用戶只需要根據智能系統界面進行相應的操作就可以實現充電需求。然而，現階段新能源汽車依然需要引用智能監控裝置，從而實現汽車電力需求電能的精準監控。同時還能夠實現配電監控系統的有效保護，從而實現配電系統的健康運行。新能源汽車充電裝置自身所附帶的計量儀表需要滿足不同類型的收費標準，并且還需要可以和主機直接連接的接口，從而將汽車充電的數據能夠迅速的傳輸到相應的數據庫當中。

4 ?結束語

總而言之，新能源電動汽車充電裝置的電氣設計，需要符合現代化的需求以及發展。并且在未來期間，新能源汽車將會成為引領汽車行業發展的領頭羊，同時也是實現節能減排、綠色出行的重點項目，因此，在新能源項目不斷地發展過程中，研究新能源電動汽車充電裝置的電氣設計對于，新能源項目的發展有著非常重要的意義，希望通過本文關于新能源汽車的一系列研究，能夠為相關學者提供一定的參考價值以及借鑒思路。

參考文獻：

[1]馮鋒.新能源汽車充電設施的電氣設計與實施探索[J].科技視界，2017（36）：235-236.

[2]盛健.新能源汽車充電設施的電氣設計與實施研究[J].武漢勘察設計，2016（05）：34-40.

[3]李鋒.新能源汽車充電設施的電氣設計[J].現代制造技術與裝備，2018（01）：46-47.

[4]劉念.住宅小區配建電動車充電設施電氣設計[J].福建建材，2017（6）：44-45.