關于民用建筑地下車庫充電樁配電設計的探討

冉孟江 汪川

摘要：設計充電樁已成為了民用建筑中電氣設計的一個重要內容。基于此，本文就對民用建筑地下車庫充電樁配電設計問題進行分析，并提出解決方案。

關鍵詞：民用建筑;地下車庫;充電樁;配電設計

1充電樁的分類及技術要求

1.1充電樁的分類

充電樁可以分為直流充電樁和交流充電樁。前者俗稱“快充”，顧名思義，其最大的特點是電壓與電流調整幅度較大，充電速度快，但對于汽車上的電池損耗較大，主要由充電機柜和直流充電樁組成，占用面積較大。民用建筑的停車場主要設置的充電樁為交流充電樁，其特點是系統簡單、操作簡單、占地面積小，但缺點是充電時間較長。主要適用于住宅小區停車場、大型商場停車場、公共停車場等。民用建筑地下車庫常用的充電樁技術參數如表1。

1.2充電樁的技術要求

就民用建筑常用的交流充電樁進行技術要求的分析，交流充電樁應該要具有為電動汽車提供安全可靠的充電能力。在進行充電時，能顯示充電狀態、計費信息、充電電量等基本的信息。具備在進行充電時能夠及時的關掉開關，甚至切斷電源的能力，具備在發生一些異常的情況時，如漏電、短路等情況，可以進行自我保護及故障報警的功能，具備能夠組成監控管理系統的通訊能力。電源線采用阻燃電纜和護管等材料，通過安裝空氣開關進行漏電等自我保護，同時其保護接地端必須接地并配備符合其裝置的環保材料，即阻電功能，在這一方面可采用TN-S系統等具有自我保護功能的系統。

2地下車庫充電樁配電設計要注意的問題

2.1配置充電樁的位置

新建汽車庫內配建的分散充電設施在同一防火分區內應集中布置，并應符合下列規定：第一，布置在一、二級耐火等級的汽車庫的首層、二層或三層當設置在地下或半地下時，宜布置在地下車庫的首層，不應布置在地下建筑四層及以下。第二，設置獨立的防火單元，每個防火單元的最大允許建筑面積應符合表2的規定。

地下車庫配置充電樁的位置應綜合考慮電動汽車的類別、進出民用建筑的車流、地下車庫的位置、配電設置等因素。通常交流充電樁放置在各層不同的防火分區，直流充電樁放置在車庫進出口附近的防火區。如果充電樁的數量不多，可以盡量集中地放置在同一個防火區域，便于集中管理。

2.2設置配電箱

配電箱可以根據實際需求設置一個或多個，根據數量的多少在低壓柜中設置相應數量的回路，配電箱安裝的位置應是充電樁附近的強電間里面。

2.3充電樁的安裝方式

民用建筑地下車庫充電樁的安裝方式有兩種：落地式及壁掛式。落地式充電樁一般選擇安裝在車尾端部，離地0.3m。一般有條件的會選擇壁掛式充電樁的安裝方式。壁掛式充電樁安裝方式將其安裝在墻上或者是柱子上，不會占用車位的空間，壁掛式充電樁的高度應該適當提高。如果不是靠墻的車位，需要考慮安裝在柱子上，同時要避免影響消防栓等其它功能設施。

2.4回路設置方式

在回路設置上，要注意短路及剩余電流保護，可采用低壓斷路器，剩余電流保護可采用選定額定動作電流的方式，以便減少短路或電量過載造成的起火等事故，保障在使用充電樁充電過程中的安全。

3充電樁配電設計解決方案分析

3.1項目的情況及設計

以某市一個大型住宅小區為例，其建筑面積約為35萬m2，地下車庫設計的車位數共有2260個。按照相關條例及要求，新建的住宅小區應按照20%的車位數建設地下車庫充電樁設施，其余的逐步進行建設。但結合實際的新能源汽車發展情況，住宅小區的建設時間較短。如果按照比例建設20%的充電樁，建立獨立的充電樁的配電所，可能會帶來配電設施的閑置。所以，可以將20%車位數的充電樁的電源接入住宅小區的配電所，并適當提高配電所的容量。把20%車位數的充電樁分布在小區的配電所周圍，分步建設，避免資源浪費。在設計方案階段，可以按照充電樁擁有獨立的配電室進行設計，計算充電樁的總容量等，更好的確定配電設計方案。

3.2充電樁的輸入總容量核算

根據單個充電樁的輸入容量，計算出住宅小區20%停車位數的充電樁所需的總容量共980kVA。住宅小區遠期設計中剩余80%停車位數的充電樁所需總容量共3920kVA。此類計算，是根據市面上的純電動汽車進行計算的，充一次電能行駛150～250km。根據該市的數據調查，人均使用車行使的里程約為20km/d。先期設計中450個充電樁同時充電的概率為20～33%，遠期設計中的概率相同。還需要說明的是，在計算充電樁配電所需要的輸入容量是以理想的交流充電樁作為基礎的。

3.3先期設計

20%車位數充電樁的配電根據預期的設計，此住宅小區平均每一個配電所為90～100個充電樁提供充電，總負荷大約為272kVA。按照地下車庫的設計，每一個配電所能提供地下車庫4～5個防火分區的車位，每個防火分區大致有20～30個充電樁。根據不同的防火分區設計的停車位數量不同，充電樁的配電設計也不相同。此外，完整的充電設施應安裝相應的計費與監控系統。當充電樁初具規模時，可以根據實際情況簡化監控系統，并預留有線或無線的網絡接口，以便監控系統的功能能夠進一步擴展。監控系統的主機可以設置于管理室、值班室等地方，便于管理人員能及時對地下車庫充電樁進行管理及維護，為充電設施提供安全、可靠的運行保障。

3.4遠期設計

在應用中，應考慮實際情況，遠期容量配置要根據先期20%數量的充電樁的相關運行情況，觀察電動汽車車載充電機的技術情況、電池技術、充電樁安全檢測技術等的具體情況，為遠期設計100%車位數充電樁的配電做好數據基礎的準備，結合相應的參數來規劃遠期充電樁負荷容量的設計。

4結語

綜上，隨著我國節能減排政策的大力開展，電動汽車將會得到越來越多的使用，相應的充電樁的建設也會得到更多的推廣。為滿足人們對充電汽車的需求，在符合政策以及法律法規要求下，在民用建筑地下庫進行充電樁的安裝，并做好相關配電設計的工作。

參考文獻

[1]廖飛.民用建筑地下車庫充電樁配電設計解決方案[J].低碳世界，2018.

[2]池強穩.某大型小區地下車庫電動汽車充電樁配電設計探討[J].河南建材，2017.

作者信息

姓名：冉孟江（1987.6.29），性別：男;籍貫：重慶萬州;民族：漢;學歷：本科;職稱：中級;職務：主任工程師;研究方向：建筑電氣。

姓名：汪川（1988.11.25），性別：男;籍貫：四川鄰水;民族：漢;學歷：本科;職稱：注冊電氣工程師（供配電）、中級;職務：副主任工程師;研究方向：建筑電氣。