（杭州市电力设计院有限公司 310014）
摘要：在新的发展形势下，发展电动汽车正在成为我国实现节能减排目标以及寻求汽车工业战略转型的重大举措。而充电设施作为电动汽车产业的重要基础设施，正在通过电动汽车充电服务与智能电网的紧密融合，不断深入生活之中。本文主要介绍杭州某停车场新建8台60kW一体式直流充电机，为电动乘用车提供快速充电服务。
关键字：充电系统、供配电系统、电力电缆；
前期国家电网杭州公司在杭州市区已累计建设37座充换电站和配送站，满足了600余量换电出租车的换电需求。截至，目前提供服务累计达40余万车次，行驶总里程达2200万公里，并形成了以省会杭州为中心，服务网点延伸至各地市的电动汽车服务网络电动汽车服务网络充换电服务能力、服务车辆行驶里程等指标在国内试点城市位于前列，已从起步逐渐走向了规模化发展与运营阶段。
随着我国电动汽车的规模化应用，电动汽车能源供给日益成为电动汽车推广应用的关键因素。同时，随着电动汽车动力电池容量的不断增加和性能的不断提高，充电式的电动汽车展现出强劲的需求，杭州市政府在2015年拟推出1500辆电动公交车，1000辆电动出租车，而电动汽车充电桩的建设是为电动汽车发展提供有力的能源支撑，是电动汽车发展的前提条件。
1指导思想
以科学发展观为统领，以践行绿色环保与可持续发展为己任，积极落实节能减排政策，实施国家能源战略和“创业富民、创新强省”的总战略，紧密围绕国家“节能与新能源汽车示范推广试点”规划，抓住电动汽车产业发展机遇，以市场需求为导向，以先进技术为支撑，以示范城市为依托，充分发挥自身资源优势，统一领导、科学规划、适度超前、分步实施，统筹布局充电基础设施建设，提高能源终端利用效率，积极引导、保障和服务于浙江省电动汽车的快速普及应用，服务战略性新兴产业发展和经济发展方式转变，全力建设“环境友好型”新能源城市交通服务功能体系。
1.1项目概况
本工程新建8台60kW一体式直流充电机，为电动乘用车提供快速充电服务。设置630kVA箱式变压器1台，电压等级为10/0.4kV。
2总平面布置
2.1 功能区域划分
依托已有停车位，建设充电机、充电桩，充电机、充电桩摆放在固定车位旁边，便于电动汽车长时间充电。
2.2 充电系统布置
本工程布置乘用车充电工位8个，每个车位配置60kW一体式直流充电机1台，共8台；
2.3 供配电系统布置
在现有停车场合适位置设置户外箱式变1台，在箱变边设低压电缆分支箱2台，一体式直流充电机电源接自低压电缆分支箱。
3充电系统
3.1 充电设备选型及性能参数
（1）设备选型
选用60kW一体式直流充电机，采用落地式安装方式；
（2）性能参数
一体式直流充电机
工作环境温度：-20℃～+50℃；
相对湿度：5％～95％；
防护等级：IP54；
电源：AC380V±10%，50±1Hz；
输出电压：DC500V；
输出最大电流：120A。
3.2 主要功能
一体式直流充电机
具备计量功能。
具备刷卡启动、停止功能。
具备运行状态、故障状态显示功能。
具备充电连接异常时自动切断输出电源的功能。
具备根据电池管理系统（BMS）提供的数据，动态调整充电参数、自动完成充电过程的功能。
具备通过CAN接口与电池管理系统通信的功能，获得车载电池状态参数。
具备与监控系统通信功能。
具备充电连接异常时自动切断输出电源的功能。
具备输出端过压、欠压、过负荷、短路、漏电保护、自检功能。
具备实现外部手动控制的输入设备，可对充电机参数进行设定。
自带APF单元，补偿后功率因数应达到0.95以上。
4 供配电系统
4.1供配电系统
（1）供电电源接入方案
采用1回10kV进线（就近接入）。接入工程中涉及的线路路径、通道及敷设方式根据具体工程情况实施。
（2）负荷统计
1）一体式直流充电机总容量
K-同时系数，取0.85。
S=0.85×60×8÷0.92÷0.9=493kVA。
（2）供电变压器容量
变压器最佳负载率，取0.8；变压器总容量为：
S=493÷0.8=616kVA。
设置630kVA箱式变1台。
（4）滤波装置
每台直流机自带APF单元，补偿后功率因数应达到0.95以上。
4.2 电气接线方案
10kV侧、0.4kV侧均采用单母线接线；采用中性点直接接地运行方式。
4.3 短路电流控制水平及主要设备选型
（1）短路电流控制水平
10kV、0.4kV短路电流水平分别按25kA、50kA考虑。
（2）主要设备选型
选用箱式变压器，变压器采用S11及以上节能型变压器，接线组别采用Dyn11，阻抗电压4.0%，变比10±2×2.5%/0.4kV；10kV进线采用负荷开关配合熔断器；低压侧采用框架、塑壳断路器。
（4）电力电缆选型
10kV出线柜至变压器采用ZC-YJV22-8.7/15-3×70mm2电缆；箱式变压器至低压电缆分支箱采用ZC-YJV22-0.6/1.0-4×185＋1×95mm2电缆。低压电缆分支箱至直流充电机采用ZC-YJV22-0.6/1.0-4×50＋1×25mm2电缆。
4.4接地
主接地网利用车库基础内钢筋。全站接地电阻应不大于4欧姆。
低压配电采用TN-S系统，电气设备所有不带电的金属外壳均应可靠接地。
5 二次系统
5.1 控制模块
内嵌在充电机内，功能包括：
（1）人机交互功能
显示各状态下的相关信息，包括运行状态、充电电量、计费信息等；显示字符应清晰、 完整，没有缺损现象，不依靠环境光源即可辨认。
具有外部手动设置参数和实现手动控制的功能和界面。 （2）计量功能
内部安装电能表，对充电机输出电能量进行计量。
提供电能表现场检定的接口。
（3）刷卡付费功能
配备IC卡读卡装置，安装于充电机内部，能够与充电机内置电能表进行通信，配合IC卡实现充电控制及充电计费。
5.2通信系统
多台充电机利用集中器通过专网无线或租用公网无线通道上传。
6土建
6.1土建基础
一体式直流充电机布置在车位端部，基础平面尺寸为设备外廓每边各增加100mm，基础埋深根据实际情况设计。基础内预埋UPVC管，管径为1.5倍电缆外径，转弯半径为15倍电缆外径。
一体式直流充电机可设置小型遮雨棚。见图1
7 结论
通过分析电动汽车的发展方向、数量预测、运行区域及运行方式，确定充电设施的建设类型、建设规模及建设位置。充电设施属于基础设施，充电设施建设应适度超前于电动汽车发展，以达到满足需求、培养市场的目的。
图1
针对电动汽车充电需求的移动性和多样性，综合考虑各种约束因素及其负荷特点，科学优化充电设施布局，在发展初期力争形成局部智能充电服务网络，随后逐步扩大网络规模，最终建成覆盖全省的智能充电服务网络，提供规范优质的充电服务。对于每个设计环节都应该加强研究和管理，综合考虑充电桩的实际应用需要，确保充电桩设计的可行性。同时，注重掌握核心技术和标准体系建设，促进智能充电服务网络规范有序发展。
论文作者:应咚咚,蒋旭凌,王小波
论文发表刊物:《电力设备》2016年第22期
论文发表时间:2017/1/19
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