分析新能源汽车充电设施的电气设计

发表时间:2021/5/12   来源:《科学与技术》2021年第29卷第3期   作者:陈鹏
[导读] 新时代背景下,新能源汽车发展迅猛
        陈鹏
        漳州理工职业学院363000
        摘要:新时代背景下,新能源汽车发展迅猛。其充电装置的电气设计,作为关键环节,需要紧跟国家要求和发展趋势。新能源汽车在设计上,要强调节能、减排,以绿色出行为核心理念。本文对新能源汽车充电设施的电气设计进行探究,分析新能源汽车充电装置中电气设计的技术特点和配电系统设计。
        关键词:新能源汽车;充电设施;电气设计

        1、前言
        充电设施对于新能源汽车有着重要意义,也是新能源汽车能否得到更高认可的关键性因素。在新能源汽车大力发展的趋势下,企业必须积极创新和健全有关充电配套设施,促进新能源电动汽车的进一步发展,提升电动汽车的服务水平与质量。
        2、新能源汽车充电设施相关信息背景
        2.1、新能源汽车电气设计工作的主要内容
        分析目前行业,新能源汽车充电装置电气设计主要涵盖以下三点:首先,前期方案配合。也就是结合目前现行政法法规,以各种数据来确定新能源电动汽车的内设参数,并合理化估算新能源汽车充电装置用电容量和有关变压器容量。其次则是新能源汽车充电装置配电设计。它能影响到汽车的直接运用效益。最后是新建和改、扩建项目来进行优质化的咨询服务。在电气设计之中,通常都会有甲方咨询,实际会需要到充电桩的数量、验收标准、电费是否有优惠、已建设的项目如何添加充电桩、是否需要增容、新增用电容量报装是否有相关优惠政策,这些均需要设计师来进行基础设计,同时还得细致掌控目前国家与地方政策标准,来为建设方提供良好的咨询,以此来更好的帮助其进行更好的决策。
        2.2、新能源汽车充电设施的政策规范
        从近些年国家对于新能源汽车的政策材料上可以发现,在涉及到电气设计这一方面时,既要贴合所在区域的环保和治理要求,还要确定国家的政策内容。如表1武汉市标准所示。
 
        3、新能源汽车充电设施规划划分标准
        3.1、示范性阶段
        新能源汽车充电设施在发展上存在着示范性阶段,指的是设备发展不成熟,不具备稳定流入市场的条件。目前汽车市场上,新能源汽车仅仅占据着极小的市场份额,一方面是新能源汽车还不够成熟,消费者持观望态势,另一方面则是新能源汽车的充电设施开展比较缓慢,大多数地方无法找到充电设施。
        3.2、公益性阶段
        尽管新能源汽车的发展受到了国家的高度重视,但是其技术还处于一个相对较低的阶段,时常因为一次额外或偶然发生的安全隐患,就受到各种各样的负面影响,以致发展受限。公益性阶段的新能源汽车销量在整个汽车行业整体销售之中所占比例较小,且经济性能也不高。该阶段的新能源电动汽车的发展模式是通过政府专项补贴和政府宣传、指导为关键,且将电动汽车技术的运用范围拓展到电动公交车、大型企事业单位的班车与公用车和少许社会车辆。
        3.3、商业性阶段
        新能源汽车的商业性阶段已经代表其充电设施和其他设备条件成熟化,能够投入市场,进行大规模销售。且汽车类型也愈发多样化,实用性也愈发变强。目前市场上的新能源汽车主要为家用车、小型出租车、电动公交汽车、大型企事业单位用车等。多样化的需求促使新能源汽车有着更好的发展,同时其经济性相较燃油车有着更大的优势。因此,新能源汽车的发展壮大已经是不可逆转之势。
        4、新能源汽车充电装置的电气设计分析
        4.1、新能源汽车充电装置的技术特点以及选型
        新能源汽车是利用充电来实现汽车的运转,其充电装置常常表现为快速充电和慢速充电两个模式。其中慢速充电是运用交流充电装置,来输入单相交流电,而汽车所输出的交流电,并不能直接转化为电能,而是通过其中的蓄电装置,储存,输出。一般而言,家庭汽车的充电设施功率较小,功率通常在2.8kW之内,所以充电时长相对较长,不过其成本设计较小,适用面很广。快速充电一般是运用直流模式来进行充电,其属于蓄电池充电类型,该种模式充电装置的生产厂家诸多,在最大输出功率之间会存在差异,基本得要适宜控制在22kW~220kW之间。考虑电压的问题,在产品选择上要尽量选择大品牌设备,其安全效益更高,也能更好的承担输出电压、电流。此外,考虑其在区间之内的变化相对较大,所以一般可以运用在各类型号的新能源汽车之中,以此来达到各类新能源汽车充电实际需求。新能源汽车快充装置安装方式基本上采纳的是落地式。新能源汽车在选择充电装置的阶段之中,得依照建筑物的特征与功能、周边用户特征等,科学化设计充电装置。在通常状态之下,充电装置一般会运用快充、慢充,来达到各类用户新能源汽车的实际需求。
        4.2、新能源汽车充电装置的配电系统设计
        新能源汽车的配电系统设计要分析需要,有目标性地设计。首先,得要依照充电设施的实际运用场所、新能源汽车蓄电池容量、充电设施的类型,来初步将配电系统设计所需的数据确定出来。其中充电设施的应用场所,一方面要考虑人流趋势,另一方面要考虑建设的距离。其次,将配电系统具体的符合等级确定出来。在通常情况之下,政府部门的充电设施来当做二级负荷,然而目民用建筑的负荷等级则为三级,相关监控系统和计量系则可以当做是三级符合。与此同时,对于有特殊用途得要结合实际情况来将负荷等级确定出来。最后,针对充电设施配电箱来进行设计。新能源汽车的充电设施得要结合区域配电,然而配电箱来提供适宜的配电范围,具体是运用不跨越防火分区来进行划分,线路的回路设计适宜要控制在十回之内,在实际安装的时候,配电箱与地面之间的距离适宜在30cm左右,并安装防护等级来安装,配件箱安装的位置一般是在周边配电车间或管理室之中。
        5、总结
        目前从国家政策和市场趋势来看,新能源汽车的高速发展已经是必然的,那么如何建设好充电设施,使新能源汽车的发展与充电设施标准和数量都能满足实际需求,就显得极为重要。而充电设施中的电气设计已经成为近些年来所关注的热点话题,因为其能直接反映新能源汽车的发展态势,所以具有深厚的探究价值。
        
参考文献:
[1]任晓勇. 探索新能源汽车充电设施的电气设计[J].内燃机与配件,2020.13.
[2]李锋. 新能源汽车充电设施的电气设计[J].现代制造技术与装备,2018.01.

作者简介:陈鹏,男,汉,莆田人。研究方向:汽车电子。
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