电动汽车充电设施（上）

一桩双充式交流充电桩的两个充电接口的配电、保护测控和人机操作接口等均独立提供；壁挂式交流充电桩的功能和一桩一充式交流充电桩相同，仅其外观和安装方式和一桩一充式交流充电桩不同，一般安装在墙壁等固定建筑物上。由于这三种充电桩的功能模块都相同，所以在本典型设计中将不对一桩双充式交流充电桩和壁挂式充电桩进行详细说明，下文中提到的交流充电桩如无特别说明，均指一桩一充式交流充电桩。

4.1.3 交流充电桩技术指标

a) 交流充电桩应满足《国家电网公司电动汽车充电设施建设指导意见》中对交流充电装置技术指标的要求；

b) 本设计中交流充电桩每个充电接口提供AC220V、16A/32A的交流供电能力；

c) 交流充电桩在室外环境应用时，其IP防护等级为IP54，并设置必要的遮雨设施。

4.1.4 交流充电桩功能规范

a) 具备对充电桩运行状态的综合测控保护能力如运行状态监测、故障状态监测、充电计量和充电过程的联动控制、短路保护、过流保护等。

b) 设置指示灯、数码管显示器或触摸屏，显示运行状态。

c) 设置急停开关、操作按键等必需的操作接口。

d) 配置交流智能电能表，进行交流充电计量。

e) 设置刷卡或投币机，支持IC卡或投币等付费方式，并可配置打印机，提供票据打印功能。

f) 具备过/欠压报警、充电接口的连接状态判断、联锁等功能。

g) 提供完善的通讯功能，可根据需要上传交流充电桩的运行状态参数，接受远程控制命令。

h) 交流充电桩的电气系统图参见附图《电动汽车交流充电桩典型设计方案图》。

4.1.5 交流充电桩标识设计

交流充电桩整体形象应符合国家电网公司标识系统的一般要求。考虑到交流充电桩的使用环境，应有明显的发光指示，确保夜间使用易于查找和辨别。交流充电桩的设计实例如下：

图4.1 设计效果图

图4.2 街景效果图

图4.3 夜景效果图

本设计采用国网绿作为交流充电桩的主色调，正面突出国家电网公司标识，形象比较鲜明；

顶部设置发光条，指示充电桩的运行状态，同时具有较好的引导作用。正面采用背光处理，在夜间能很好地突出国家电网公司的标识；在户外应用时选配遮雨设施。

4.1.6 交流充电桩的选型

本设计中，提供简易交流充电桩和标准充电桩两种选型，在满足上述技术条件和功能规范的同时，其它可选部分见表4.1。

表4.1 交流充电桩选型表

	按键方式	显示方式	结构形式	打印接口	背光照明	远程控制
简易充电桩	防水按键	数码荧光管	钣金结构	无	无	无
标准充电桩	触摸屏	液晶屏	钣金+注塑结构	有	有	有

4.2 立体充电站典型设计

4.2.1 概述

立体充电站一般通过在人口密集的居民区和商业区新建或改造占地面积小、空间利用率高的立体停车库，并配备相应的充电设备实现电动汽车充电功能，是解决土地资源紧张和电动汽车日益增多的矛盾的一个良好方案。

立体充电站设计主要包括停车位布置设计、配电系统设计、监控系统设计、计量计费系统设计、车辆充电操作方式设计和标识设计等几个方面。

4.2.2 立体充电站方案设计

立体充电站的设计思路是结合各种类型的立体停车库的具体特点，在停车位上安装充电设备，解决停车位上车辆的充电问题。其技术难点在于如何解决电源系统的安全可靠接入（尤其是对于机械式活动停车位）以及监控、计费的实现方式。

4.2.2.1 立体充电站选型分析

目前常见的汽车立体停车库主要有自行式立体停车库和机械式立体停车库两大类。机械式立体停车库又分简易叠式停车设备、简易升降式停车设备、垂直循环式（或称塔式）停车设备、升降横移式停车设备、多层循环式停车设备、垂直升降式（或称电梯式）、升降移动式停车设备、巷道式停车设备等。其中，升降横移式在停车设备的市场份额约占70%，简易升降式约占5～8%，垂直循环式约占3%～5%，垂直升降式约占3%～4%，多层循环式约占1%～2%。针对各类立体停车库的特点，并结合立体充电站的设计思路，做出以下方案分析。

简易叠式停车设备：由于其上层车辆进出必须挪动下层车辆，因此不适用于建设立体充电站。

简易升降式停车设备：此类停车位虽然可以相对容易地布置充电设备，但由于停放车辆较少，且多用于小区分散布置，并不适合用于建设立体充电站。

垂直循环式、多层循环式、升降移动式停车设备和巷道式停车设备由于其机械运动距离较长、造价高及其应用数量较少等问题也不适合作为立体停车充电站的停车方式选型。

根据以上分析结果可以考虑以下三种方式作为立体充电站的备选方式。

自行式立体充电站：采用自行式立体停车场，与普通地面停车场类似，车辆通过专用车道上下楼层，自行停放。此种方式的立体充电站可采用在停车位后部装设固定充电接口，配电、监控系统套用普通电动汽车充电站的应用方案进行设计和建设。

图4.4自行式立体停车库

升降横移式机械立体充电站：基于升降横移式机械立体停车库，此种停车设备目前广泛应用于各种室内、室外停车库设计中，由于其车位排列方式简单，空间利用率高，且车位移动范围小，利于软导线连接，故可以作为立体充电站的一个较佳选择。

图4.5升降横移式机械立体停车库

垂直升降式机械立体充电站：基于垂直升降式机械立体停车库，该方式的停车库主要应用于土地资源紧缺的市中心商业繁华地区，其特点是占地面积最小，空间利用率最高。此种类型机械立体停车库可通过简单地改造即可实现为电动汽车提供充电电源，快速经济地完成立体充电站的建设。因其一般处于繁华地区，具有良好的社会形象展示和宣传作用。

4.2.2.2 几种典型立体充电站设计方案

a) 自行式立体充电站设计方案

本方案中停车场地选用自行式立体停车库。由于此类停车库与普通地面或地下停车场类似，区别仅在于自行式停车库是多层布置。因此此种类型的充电站可简单地在每个停车位相应位置设置交流充电桩，也可根据需要在部分指定车位配置少量35kW非车载充电机，实现快充。配电系统、监控系统及安防系统可参考平面充电站的设计方案进行设计。

b) 升降横移式立体充电站设计方案

图4.6 升降横移式立体停车库

本典型设计方案采用5层配置的升降横移式机械立体停车装置作为一个立体充电单元，可停放11辆电动乘用车。其中10个停车位安装AC220V、16A/32A交流充电桩，下层一个车位安装35kW非车载充电机。一套立体充电站可根据情况由多个立体充电单元构成。

1) 停车位供电设计

在每个停车位后部设置一个挡车杆，在挡车杆后部设置充电接口，提供交流220V或直流充电电源。充电接口和交流控制柜(或整流柜)之间采用软导线连接，软导线长度根据升降横移式停车设备的特点预留，在车位移动的所有可能路径上，软导线均可灵活缩放。如果停车库布置在室外，充电接口需按IP56防护等级进行设计。

详见《升降横移式立体充电站结构示意图》。

2) 配电系统设计

本方案配电系统设计中，根据配置的充电单元数量估算配电总容量。考虑到此类停车设施主要配备在居民小区等处，同时充电的概率较高，在计算配电容量时，同时系数应取高值。配电系统采用低压配出，配电柜集中设置，同时设置计量装置以完成交流计量。因直流充电机数量较少，可不配置有源滤波及无功补偿设备。

3) 监控系统设计

本方案采用集中设置的充电监控系统，采用1台计算机作为监控后台，监控后台基本功能详见5.3.2.2节，另外监控后台还应与立体停车控制系统联动控制，采集车辆进出、停放位置等运行情况，为充电设备的工作提供联动控制信号。监控系统除采集配电系统的信号量和测量量外，还需采集各个停车位的充电电量信息作为收费依据。

安防系统设计详见5.3.4节。

4) 车辆充电操作方式

当车辆驶入一层停车位后，由驾驶人员或操作工将车辆与充电接口连接，操作人员控制车辆就位，然后在控制室遥控投入交流充电电源或开启直流充电机。当车辆移出车位时，充电监控系统自动遥控相应车位的充电设备，切断该路充电电源，同时给出指示信号，提示收费信息等。

5) 标识设计

立体充电站需在显著位置设置国家电网公司标识，车库入口处设置充电站标识牌。

图4.7 升降横移式立体充电站标识设计

c) 垂直升降式立体充电站设计方案

图4.8 垂直升降立体停车的方式

本方案采用垂直升降立体停车的方式。垂直升降立体停车方式类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位，中间为载车台升降井道，通过载车台和横移装置，将入库的汽车送入停车架或将已存于各车位的汽车取回地面。一般地面需一台汽车旋转台，可省去车辆调头的操作。此种方式适合于人流密集的商业区使用，一般高度较高，可以停放的车辆数量也较多。使用此类车位车辆的流动性一般高于置于小区的停车库，可安装一定数量的直流充电机以满足快充的需求。

1) 停车位供电设计

由于停车位在车辆停放时会做180度旋转，因此在左侧停车台车辆进入方向的右后方及左前方外侧，右侧停车台车辆进入方向的左后方和右前方外侧各设置两组充电接口，充电接口与滑触线的集电器连接，集电器固定在停车盘上，同时在每个停车位的后方位置设置滑触线，滑触线由交流控制柜(或整流柜)供电。这样当车辆经过驶入、旋转、提升、就位几个过程后，集电器自动与滑触线连接，完成充电电源的接入。

对于提供直流充电的车位，需同时设置信号滑触线，用于车辆和充电机之间的信号连接。

2) 配电系统设计

此方案配电系统设计与升降横移式立体充电站配电系统设计类似，区别仅是在采用多台直流充电机时，可根据计算考虑增加有源滤波及无功补偿设备，完成谐波抑制和无功补偿。

3) 监控系统设计

参照升降横移式立体充电站监控系统设计方案。

4) 车辆充电操作方式说明

在车辆未驶入前，由升降机升至某一指定空车位，将停车台平移至吊装台，降至地面。车辆驶入停车台停于指定位置后，由操作工将车辆后方的充电接头和车辆可靠连接，然后启动升降机将车辆提升至停车位，用横移装置将停车台和车辆一起移入停车位，同时集电器与滑触线可靠连接。充电站监控系统在停车动作完毕后控制充电机开始为车辆提供充电电源。

取车过程与停车过程相反，当车辆启动取车过程时，充电站监控系统首先控制充电机切除充电电源，横移装置将车辆连同停车台移至吊装台，升降机将车辆降至地面，停稳后，操作员取下充电接头，驾驶人员将车辆驶出。

5) 标识设计

在垂直升降式立体充电站建筑物外部设立明显的国家电网公司标识，车辆进出口处设立充电站标识牌。