汽車充電站:電動車充電器-中文百科頻道

特點

充電便捷、成本低、環保。

概述

汽車充電站和汽車加油站相類似，是一種“加電”的設備。是一種高效率的充電器，可以快速的給手機、電動車、電動汽車等充電。

在中國電動汽車充電站的發展是必然的，搶占先機也是企業的制勝之道。在目前的情況下，國家雖有大力倡導，各企業又蠢蠢欲動，但電動汽車走入尋常百姓家不是短期内容易做到的。國家政策可以給（購車補償、上路等），而電動汽車充電站網則無法短期建，主要原因是給電動汽車快速充電需要瞬時強大的功率電力，常規電網無法滿足，必須要建專用充電網絡，這涉及整個國家電網改造，國家電網大改造不是小事，耗資巨大，從讨論、立項到成網，非一朝一夕能實現。

現在能較好的解決快速充電問題的方案是-換電站-利用給汽車更換電池的方法代替漫長的充電過程。一輛汽車需要配備兩塊電池，當一塊電池用完後自動切換到另一塊，此時可到換電站将用完的電池換下，裝上滿電的電池。而換下的電池由電站統一充電和維護，前提是充電站要有相當數量的備用電池。這個方法優點是快速，用戶換完電池就可以上路，比加油都快。用這種方法再加上停車場充電樁等輔助手段，相信電動汽車的普及就近在眼前。

結構

當電動汽車動力用蓄電池電量不足時，需要充電補充電能。電站的主要功能就是完成電動汽車電池電能的補給。充電站的功能決定充電站的總體結構。為此，一個完整的充電站需要配電室、中央監控室、充電區、更換電池區和電池維護間等五個基本組成部分。

①配電室。配電室為充電站提供所需的電源，不僅給充電機提供電能，而且要滿足照明、控制設備的用電需求，内部建有變配電所有設備、配電監控系統、相關的控制和補償設備。

②中央監控室。中央監控室用于監控整個充電站的運行情況，并完成管理情況的報表打印等。内部建有充電機監控系統主機、煙霧傳感器監視系統主機、配電監控系統通信接口、視頻監視終端等。

③充電區。在充電區完成電能的補給，内部建設充電平台、充電機以及充電站監控系統網絡接口，同時應配備整車充電機。

④更換電池區。更換電池區是車輛更換電池的場所，需要配備電池更換設備，同時應建設用于存放備用電池的電池存儲間。

⑤電池維護間。電池重新配組、電池組均衡、電池組實際容量測試、電池故障的應急處理等工作都在電池維護間進行。其消防等級按化學危險品處理。

充電站結構可同時滿足整車充電方式和電池組更換方式，且考慮了相關維護操作需求。但是，對于一個實際的充電對象，應該基于運行要求和環境條件，根據實際的功能進行組合，以降低建設成本。

系統設計

配電系統為充電站的運行提供電源，它不僅提供充電所需電能，也是整個充電站正常運行的基礎。電動汽車充電站的電力負荷級别确定為2級，采用雙路供電但不配置後備電源。配電電壓：380V/220v。動力(充電機)采用三相四線制、380V供電，照明采用單相220v供電。

配電變壓器選擇

①變壓器類型的選擇。變壓器可分為幹式變壓器和油浸式變壓器。充電機(站)變壓器類型可根據工程實際情況選定。建議充電機(站)變壓器采用sc(環氧樹脂澆注包封式)幹式變壓器。環氧樹脂幹式變壓器具有良好的電氣和機械性能、較高的耐熱等級，并且是一種可靠的安全性的環保、節能型新産品，能适應多種惡劣環境。

②變壓器台數的選擇。變壓器台數的選擇應滿足負荷對供電可靠性的要求。若采用集中式充電，然後在小區設立電池經營店(運營模式類似于水站送飲用水)，則有必要選用2台變壓器保證充電站的高可靠性。若充電機(站)像加油站一樣較為普遍，則隻需l台變壓器即可，充電站的可靠性的降低由充電站的數量來彌補。若在小區建充電機(站)，可考慮利用小區配電變壓器而不另設變壓器，以減少投資。

③變壓器接線的選擇。根據《供配電系統設計規範》第7.0.7條，在TN及1rr接地型式的低壓電網中，推薦采用Dyrm接線組别的配電變壓器。條文解釋中說明Dynll接線有利于抑制高次諧波。充電站采用TT接地型式，因此變壓器采用Dynll接線。

配電主接線設計

對充電站配電主接線有下列基本要求：安全，應符合國家标準有關技術規範的要求，能充分保證人身和設備的安全。可靠，應符合電力負荷特别是其中一、二級負荷對供電可靠性的要求。靈活，能适應各種不同的運行方式，便于切換操作和檢修，且适應負荷的發展。經濟，在滿足上列要求的前提下，盡量使主接線簡單，投資少，運行費用低，并節約電能和有色金屬消耗量。18對于電動汽車充電站，配電室有2路10kV電源進線，通過變壓器等設備供給充電機，并滿足照明、控制設備的用電。在高壓側裝設高壓計量櫃，低壓側采用中性點直接接地的三相四線制系統，還應提供獨立的接地回路；10kV母線、0.4kV母線均采用單母線分段的主接線形式，通過分段斷路器實現暗備用；在變壓器低壓側裝設諧波抑制與無功補償裝置；配電室必須配備相關消防設施。配電主接線運行靈活性較好，供電可靠性較高，适用于一、二級負荷。當任一主變壓器或任一電源線停電檢修或發生故障時，通過備自投裝置自動閉合母線分段開關，即可迅速恢複對整個充電站的供電。根據實際要求和條件也可簡化主接線，例如采用橋式接線。需要說明的是，上述配電設計方案适用于大負載功率的充電站，其安全系數高、可靠性好。在實際工程中應該對充電站服務對象進行具體分析、設計，比如：①示範區車輛：結合示範區的電網建設，考慮在變電站附近建設充電站。②集團車隊：可在停車場建立用戶配電室，按照内部車輛類型提供各類電源。③社會車輛：根據車輛的不同特點，或建設可靠性高的社會運營的大功率充電站，或充分利用現有的配電資源，就近提供充電站。④微型車輛：利用現有的低層電網資源，在自行車停車場、社區服務中心、公共場所、配電間(站)等附近為用戶提供交流220V的普通插座(插頭)。

目的

建設電動汽車充電計費系統，系統的實現由三部分組成，下面分别進行介紹：

1、建設充電計費系統管理平台，對系統涉及到的基礎數據進行集中式管理，例如電動汽車信息、購電用戶信息、資産信息等。

2、建設充電計費系統運營平台，用于對電動汽車的充放電及購電用戶的充值進行運營管理。

3、建設充電計費系統查詢平台，用于對管理平台及運營平台産生的相關數據進行綜

規劃原則

2009年3月20日，國務院辦公廳公布的《汽車産業調整和振興規劃》中提出縣級以上城鎮人民政府要制定規劃，優先在城鎮公交、出租、公務、環衛、郵政、機場等領域推廣使用新能源汽車；建立電動汽車快速充電網絡，加快停車場等公共場所公用充電設施建設。推廣電動汽車的使用不僅對當地環境保護有積極作用，而且能夠帶來新的經濟增長點，拓展就業市場。完善高效的能源供給網絡是電動汽車廣泛應用的必要條件之一。電動汽車的充電系統是發展電動汽車的重要基礎支撐系統，又是智能化電網的重要發展環節。充電站的建設需要根據電動汽車的充電需求，結合電動汽車充電模式進行相應的設計，在規劃、布局方面也要考慮如何與城鎮電網緊密結合。

規劃原則

遵照國家對汽車産業的調整以及能源的節約辦法和循環經濟促進法的相關政策規劃、标準與規定，汽車充電站專項規劃原則如下:

(1)全面規劃，考慮長遠發展，使電動汽車充電站建設與城鎮發展相協調，既能保護環境，又能最大程度地發揮項目效益；

(2)充電站建設堅持“再生利用，節能環保”的原則，達到社會、環境、經濟三重效益的最大化；

(3)考慮到未來發展變化，在設計上留有中遠期發展空間；

(4)充電站的規劃應與電網規劃緊密結合，以保證充電站的供電質量與可靠性，同時不對公網造成諧波污染。

充電模式

根據電動汽車動力電池組的技術和使用特性，電動汽車的充電模式存在一定的差别。對于充電方案的選擇，現今普遍存在常規充電、快速充電和電池組快速更換系統3種模式。

常規充電

常規充電（普通充電）充電電流較低，約為15A。常規蓄電池的充電方法都采用小電流的恒壓或恒流充電，一般充電時間為5～8h，甚至10～20h。

(1)優缺點分析

常規充電模式的優點為：盡管充電時間較長，但因為所用功率和電流的額定值并不關鍵，因此充電器和安裝成本比較低；可充分利用用電低谷時段進行充電，降低充電成本；可提高充電效率和延長電池的使用壽命。

常規充電模式的主要缺點為充電時間過長，當車輛有緊急運行需求時難以滿足。

(2)适用範圍

設計電動汽車的續駛裡程盡可能大，需滿足車輛一天運營需要，僅僅利用晚間停運時間充電；由于常規充電以相當低的電流為蓄電池充電，因此在家裡、停車場和公共充電站都可以進行；常規充電站一般規模較大，以便能夠同時為多輛電動汽車進行充電。

快速充電

常規蓄電池的充電方法一般時間較長，給實際使用帶來許多不便。快速充電電池的出現，為純電動汽車的商業化提供了技術支持。

快速充電又稱應急充電，是以較大電流短時間在電動汽車停車的20min～2h内，為其提供短時充電服務。一般充電電流為150～400A。

(1)優缺點分析

快速充電模式的優點為：充電時間短；充電電池壽命長（可充電2000次以上）；沒有記憶性，可以大容量充電及放電，在幾分鐘内就可充70%～80%的電；由于充電在短時間内（約為10～15min）就能使電池儲電量達到80%～90%，與加油時間相仿，因此，建設相應充電站時可不配備大面積停車場。

缺點在于：充電器充電效率較低，且相應的工作和安裝成本較高；由于采用快速充電，充電電流大，這就對充電技術方法以及充電的安全性提出了更高的要求，同時計量收費設計也需特别考慮。

(2)适用範圍

電動汽車續駛裡程适中，即在車輛運行的間隙進行快速補充電，來滿足運營需要；由于相應的大電流需求可能會對公用電網産生有害的影響，因而快速充電模式隻适用于專用的充電站。

機械充電

機械充電即電池組快速更換系統，是通過直接更換電動汽車的電池組來達到為其充電的目的。由于電池組重量較大，更換電池的專業化要求較強，需配備專業人員借助專業機械來快速完成電池的更換、充電和維護。

(1)優缺點分析

機械充電的優點為：電動汽車用戶可租用充滿電的蓄電池，更換已經耗盡的蓄電池，有利于提高車輛使用效率，也提高了用戶使用的方便性和快捷性；對更換下來的蓄電池可以利用低谷時段進行充電，降低了充電成本，提高了車輛運行經濟性；從另一個側面來看，也解決了充電時間乃至蓄存電荷量、電池質量、續駛裡程長及價格等難題；可以及時發現電池組中單電池的問題，進行維修工作，對于電池的維護工作将具有積極意義，電池組放電深度的降低也将有利于提高電池的壽命。

這種模式應用面臨的幾個主要問題是：電池與電動汽車的标準化；電動汽車的設計改進、充電站的建設和管理，以及電池的流通管理等。

(2)适用範圍

車輛電池組設計标準化和易更換；車輛運營中需要及時更換電池來滿足運行，充電站中電池充電和車輛可實現專業化快速分開；由于電池組快速更換需要專業化進行，因而電池組快速更換模式隻适用于專用的充電站。

綜上所述，以上三種充電模式各有自身的特點和适用範圍。因此，在應用中，可以将上述三種方法進行有機結合，以達到實際的行駛要求。

建設方案

(1)充電站規劃要符合國家、地方有關充電站規劃設計規範的要求，要與城鎮總體規劃、城鎮交通規劃相協調。

(2）根據充電站的服務特性，其規劃布局要遵循“面線結合”的原則。參考國家電網公司目前的充電站布局原則：縣鄉道由各地市根據實際情況另行制定指标标準；鎮區充電站服務半徑應控制在0.9公裡～1.2公裡之間。

(3)充電站的位置要滿足文物保護、環境保護、交通安全、消防規定等要求。

(4)充電站規劃應與土地利用總體規劃相協調，堅持節約集約用地的原則。

(5)充電站規劃布局需具備一定的彈性，既能滿足近期需求，又能為遠期發展留有餘地。

充電站标準

該标準根據動力蓄電池存儲能量、充電服務能力将充電站分為四級。其中一級充電站的蓄電池存儲能量不小于6800千瓦時，或單路配電容量不小于5000千伏安，每天可以為200台次以上大中型商用車，或500台次以上乘用車提供電池更換或充電服務。而四級充電站的蓄電池存儲能量小于1700千瓦時，或單路配電容量小于1000千伏安，每天可以為40台次以下大中型商用車，或100台次以下乘用車提供電池更換或充電服務。

根據節約用地的原則和電動汽車的使用特點，标準提出充電站宜與現有公共服務設施合建，合建後不應影響原有設施的安全與使用功能。根據交通影響評價，城區内充電站宜靠近城市道路，但不宜設置在城市幹道的交叉路口和交通繁忙路段附近。其中，公交用電動汽車充電站宜設置在公交場站内，其它專用電動汽車充電站設置在相應的停靠站内。充電站不應設在有劇烈振動、高溫、地勢低窪和可能積水的場所。當充電站緊鄰多塵或有腐蝕性氣體的場所時，應設置在最小頻率風向的下風向。

充電站充電機附近應設防撞柱(欄)，其高度不低于0.8米。充電機的充電連接器放置處應有明顯的文字标識和警示标識。充電站要在醒目位置張貼安全警告标識、消防安全标志和圖像采集區域标志，并設置火災自動報警裝置。充電區、電池存儲區等場所還要設置可燃氣體報警系統。與加油加氣站共建的充電站，電池充電設備、電池更換設施與危險性設備爆炸危險區域邊界線、柴油設備外緣的距離均不得小于3米。

此外，該标準還對充電站的行車道和停車位作了規定。充電站的入口和出口應分開設置，從入口到出口至少有2條車道。充電站内車道寬度不小于4米，站内的道路轉彎半徑不宜小于9米。充電區、電池存儲區和更換區不得采用瀝青路面。

充電标準

充電标準出爐

無論什麼品牌的新能源汽車，在任何充電站充電時，都不必擔心接口的匹配，這是準備購買新能源汽車的消費者最基本的使用需求，雖然現在還有些難度，但2012年3月1日相關國家标準正式實施之後，上述擔憂将不會産生。

工信部近日發布了電動汽車充電接口和通信協議等四項國家标準，具體包括《電動汽車傳導充電用連接裝置第一部分：通用要求》《電動汽車傳導充電用連接裝置第二部分：交流充電接口》《電動汽車傳導充電用連接裝置第三部分：直流充電接口》《電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統之間的通信協議》(下稱《通訊協議》).

這些明年2012年3月1日實施的國家标準不僅關系到整車制造廠，還涉及能源行業以及電工等領域，說明政府部門已經着手進行跨領域的協調工作。

《通訊協議》同樣起到了防止壟斷的作用。有了充電協議的标準，将來整車企業用什麼樣的通訊協議與電網之間溝通便不再産生分歧，比如智能汽車在什麼時候充電是最便宜的，什麼時候智能汽車的電能可以反向輸送給電網等汽車和電網之間的互通性将進一步加強。

廣州汽車充電站

執行南方電網充電技術标準，為電動汽車提供三相充電電源

2010年11月8日，作為南方電網節能和新能源汽車應用的示範試點，廣州市首個公共電動汽車充電站在亞運城投入運行，充電站集充電服務設施和營業廳于一身，充電樁24小時提供服務，建起現場購電現場充的快捷通道，也是亞運城的“專屬”營業網點。

充電站執行南方電網開發的充電技術标準，為電動汽車提供三相充電電源，相比另外一種技術标準采用的單相電源，三相電源單位時間内輸出電量是其三倍，充電效率高，花費的時間更短。以額定功率為21千瓦的單台交流充電樁為例，充滿一輛電動轎車隻需要3個小時，減少了使用電動車的時間成本。該充電站不僅充電便捷，還将在二期建設中引入便利店等便民設施。

根據“廣州市節能與新能源汽車推廣方案”，至2012年，廣州市将推廣各類節能與新能源汽車2600輛，其中純電動汽車800輛。廣州供電局計劃到2015年，建成公交充電站61座、公共充電站54座、慢充充電樁80110個，涵蓋該市12區縣。電網企業将率先試水，引領節能綠色新潮流。

直流快充:最短要18分鐘，交流慢充:充滿需3小時

據介紹，該充電站可以為電動轎車、中巴車和大型交通運輸車輛提供充電服務，配備了2台直流充電樁和1台交流充電樁。

這種直流充電樁輸出功率大，将220伏交流電源逆變為大電流的直流電源，實現快速充電。電動轎車最短充電時間為18分鐘，中型車輛最短的充電時間為30分鐘，大型車輛最短充電時間為45分鐘，電動車跑遠途可以随充随走，克服了電池續航能力差的缺陷。

全新出場的直流充電樁實現智能充電、手動充電統一平台，車主嘀卡後可以在觸摸屏上選擇兩種模式中的一種。智能充電模式可根據電動汽車耗電情況，自動調節直流充電設備的輸出功率，從10千瓦到400千瓦不等，從而調節了通過電池的電流大小，延長電池的使用壽命。在手動充電模式下，車主也可以手動調節直流充電設備的電量輸出，實現充電時間和電量自己做主。

中型客車百公裡電費比燃油成本便宜一半

與傳統燃油汽車相比，電動車顯示出節能經濟環保的巨大優勢。按照物價部門規定，亞運城充電站按照商業電價标準0.9885元/度收費。以示範車型安凱純電動中型客車為例，百公裡耗電60千瓦時，電費總價59元。而“喝”93号汽油的中型客車百公裡油耗約為17.5升，按照11月初油價6.8元/升計算，燃油成本總計119元，是電動車的2倍。

該站采用CPU磁卡預購電方式結算，需要充電的用戶可以到供電部門營業網點辦理預購電磁卡，在充電樁前嘀卡消費，即可充電。供電部門計劃打通與羊城通、銀聯的結算通道，這樣車主可以在羊城通充值機、ATM上對預購電磁卡充值。