电动汽车充电机(站)建设项目设计方案

设计方案电动汽车充电机(站)建设项目 1 3 3 41.2.1电动汽车种类 4...............1.2.2电动汽车运行特点 5............... 61.3.1电能补给方式 6...............1.3.2电动汽车的充电需求 6...............1.3.3电能补给方式的选择 7............... 81.4.1充电站配电系统 9...............1.4.2充电站充电系统 9...............1.4.3充电站电池调度系统 1.1...............1.4.4充电站监控系统 1.1............... 1.6.1充电站设计要考虑的因素 1.3...............1.6.2充电站建设方案 1.4...............1.6.3小结 1.7............... 1.7.1电池更换方式的运作流程 1.8...............1.7.2整车充电方式的运作流程 2.0...............1.7.3电池充电的运作流程 2.0...............1.7.4电池维护的运作流程 2.1...............1.7.5充电站的整体运作流程 2.2...............1.7.6小结 2.3............... 1.8.1充电站服务项目 2.4...............1.8.2充电站管理 2.4...............1.8.3充电网络的构建和管理 2.4...............1.9设计举例-某变电所电力工程车充电站建设方案 1.9.1某供电所电力工程车简况 2.6...............1.9.2电池容量 2.6...............1.9.3充电时间 2.7...............1.9.4充电机的选择 2.8...............1.9.5配电系统设计 2.8...............1.9.6充电站布局 2.9...............1.9.7充电站规模 3.1............... 2.2充电机的电气参数及其技术指标建议 2.3充电机的性能及其技术要求建议 2.4充电机连接器设计建议方案 2.5充电机功能模块及其推荐方案 2.5.1输入整流装置 3.9............... 3.9...............2.5.3驱动脉冲生成、调节及保护系统 4.0............... 4.0................2.5.5人机接口 4.0............... 4.0................2.5.7电能计量 4.0...............2.6充电机功能测试建议方案 2.6.1测试仪器建议 4.4...............2.6.2充电机功能测试建议方案 4.5...............2.7充电机（站）型式试验方案及其技术指标建议 2.7.1气候环境测试 5.0...............2.7.2机械环境测试 5.1...............2.7.3允许温度及电介质绝缘测试 5.1...............2.7.4电磁环境测试 5.2............... 3.1充电机（站）对供电电源要求 3.1.1配电电压 5.8...............3.1.2配电变压器 5.8...............3.1.3配电容量 5.9............... 3.3充电机（站）对电力系统的影响 3.3.1公用电网的谐波限值 6.1...............3.3.2充电机（站）谐波计算分析方法 6.4...............3.4充电机（站）谐波治理对策 3.4.1增大单台充电机的滤波电感 7.0...............3.4.2减小充电机功率变换单元等效电阻 7.1...............3.4.3采用三相功率因数校正技术代替普通三相二极管整流桥 7.1........... 7.1................ 7.2................3.5计算举例-某变电所充电站谐波计算 3.5.1充电机（站）参数 7.2...............3.5.2仿真计算结果 7.3............... 4.1充电机（站）监控网络现状 4.2充电机（站）监控网络原理结构及推荐方案 4.2.1充电站网络原理结构图 7.7...............4.2.2充电站网络功能 7.7...............4.3通讯协议设计原则及建议方案 4.3.1物理层遵循的原则 7.7...............4.3.2数据链路层应遵循的原则 7.8...............4.3.3应用层应遵循的规定 7.9............... 7.9................ 8.9................4.4总结和建议 5.1充电机（站）的安全技术现状 5.2.1正常操作和无故障情况 9.3...............5.2.2单故障情况 9.3............... 5.4充电机（站）安全 5.5动力蓄电池安全 5.6充电站安全性要求及其措施举例 5.6.1配电室 9.7...............5.6.2监控室（含网络及通信） 9.7...............5.6.3充电区（充电机、充电平台） 9.7...............5.6.4更换电池区、电池存换库 9.8...............5.6.5电池维护间 9.9...............5.6.6操作安全防护 9.9............... 6.3.1车载模式 1.0.2...............6.3.2整组充电模式 1.0.2...............6.3.3单箱充电模式 1.0.3...............6.4技术参数及指标建议 6.5结论和建议 7.1纯电动公交充电系统容量需求的影响因素 7.2充电机容量需求 7.3充电站容量需求 7.3.1纯电动公交充电模式 1.0.7...............7.3.2充电站容量需求 1.0.9...............7.4纯电动公交充电系统容量需求的仿真 7.5设计举例-奥运会纯电动公交充电系统容量设计 1.13................7.5.2充电系统容量设计 1.1.5............... 8.1基于用户需求的充电站建设模式选择 8.1.1特定区域 1.1.7...............8.1.2固定线路 1.1.8...............8.1.3社会大众 1.1.9...............8.2充电站运营模式分析 8.2.1充电站运营模式介绍 1.2.1...............8.2.2充电站运营模式比较分析 1.2.3...............8.3充电站赢利模式分析 12.6................8.3.2不同运营模式下的赢利模式分析 1.2.7...............8.4充电站运营风险分析 EQ\*jc3\*hps36\o\al(\s\up2147483647(～),3)显的优势。电动汽车具有无(低)污染物排放、噪声低等优点，它的广泛普及将是缓解大气环境污染和能源紧缺的最开发，多种电动汽车样车频频涌现，有些已达到较高的产业化规池或锂离子电池)提供动力的纯电动汽车，被部分学者认为是电动汽车发挥作用力，提高能源利用效率，提高经济效益。目前纯电动汽车的缺点如能量低、质量大、充电时间长、成本高、折旧快，还容易对环等，因而在应用方面受到一定的限制。但是，纯电动汽车完全消业竞争力，实现汽车工业跨越式发展的战略高度考虑，设立了在各地政府的大力支持下，通过几年努力，**、**和天津等7个城市建立了其中，公交车、环卫车、邮政车辆具有一定的共性，通常行博览会园区和公园景区等特殊园区的服务车、观光车行驶在一定的小区域范围满足城市环境卫生、邮件运送要求，如街道清扫车、垃圾清车、冲洗车、洒水车、邮政车等，车辆运行线路固定，在所属单应用中，需要根据车辆的种类、数量和运行效率、以及电池的数量和性城市环卫、邮政车辆、工程车、政府公务用车、企业商用车充电机充电平台充电系统充电机充电平台充电站充电站电池调度系统电池调度系统配电监控系统充电站监控系统充电机监控系统烟雾监视系统充电站监控系统视频监视系统车载充电机安装在电动汽车上，当需要充电时通过电缆与接，完成充电。因此与地面充电机（站）比较，车载充电主机与充电机进行通信，完成充电控制。采用这种方式，充电机数量较少，监控整车控制器整车控制器电池管理单元1内部总线电池管理主机电池管理单元6充电机电池管理单元4电池管理电池管理单元7电池管理单元8电池管理单元9电池管理单元2电池管理单元5电池管理单元3车载监控系统电机控制器充电插头监控室电池存储、电池更换、电池重新配组、电池组均衡、电池充电站监控系统是充电站高效安全运行的保证，它实现常规的二次设备继电保护、安全自动装置、测量仪表、操作局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局近建设，同时考虑电网负荷平衡，在昼夜峰谷差较大区域，提高二，在进行整个区域的充电站规划时，不能只是计算建设单个充电设备，如充电站和充电机，而且包括被充电设备，如电不同，对充电的需求就不同，相应的电能补给方式就不一样，因此，为公务用车、企业商用车等车辆所属权明确，车辆所属单位内部设有专车场、公交首末站停车场、世博会和景点内部停车场，以充分利和电池管理系统内部通讯线)；是将故障电池进行维护和挑选。电池维护区安放适当仪器为电局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局Y局局局局N局局局局局局局局N局局局局N局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局该根据充电站的建设方案设计对所建充电站运行效率和资源利充电站可根据实际情况提供其他服务，比如：提供相应。同时，要协调好不同岗位之间的业务关系，协动汽车商业化、产业化的运营。分布合理、数量众多、昼夜服务建设、电力、交管等部门的职责，统一建设站、电池配送中心、电池会员店。充电站可按照充电方式的不同店，为加入的会员提供电池租赁、电池更换服务，还可为用户上充电站电池租赁电池更换电池租赁为电池会员店提供电池为充电站提供会员店电池配送充电网络管理中心要为日本五十铃卡车、全顺客车，小型车主要为桑塔纳等，各车8~1.9.3充电时间1充电站的布局与充电方式相对应。根据沪西供电所充 /停车场车辆出口车辆出口沙堆消防坑充大型车....电机小型车中型车中型车小型车大型车机充电车辆入口人员车辆入口人员出入口在电池组更换方式下，充电站需要配电室、中央监控室、电池维护充充电机充电平台快速更换通道车辆停靠区快速更换通道充电平台充电机车辆出口快速需更换电池的车辆的充电机（站）设计方面，我国的总体水平比较落后，其各个环节和相关细节都2.1电动汽车充电机现状制方法最简单，磁性器件（包括隔离变压器、输出滤波电感等）2.2充电机的电气参数及其技术指标建议最高输出电压：串联电池的个数×电池充电限制电压×k最低输出电压：串联电池的个数×电池放电限制电压；2.3充电机的性能及其技术要求建议时；②充电结束后，操作者进行断开操作时；③充电过程中，人车体时；④充电机发生故障时；⑤外部环境条件恶劣，如雨雪天座的插拔操作。这种插头一般较大、较重，需要一定的插拔力度统工作，保证充电安全；另一方面，此确认线与充电线形成闭锁，保证型，提供一定的故障排除指示。提供开放式充电过程参数（包括充电模式、充电参数、阶段数）设定功能，并按照参数完成对充电过程的自动控制；当充电机的2.4充电机连接器设计建议方案一个非常关键的部件，要求其可靠性高，使用方便，而且形成标―局―局局局局局流三相四线V监控网络充电线-端子充电机充电机车辆充电平台车辆充电平台C车辆连接确认线1车辆连接确认线22.5充电机功能模块及其推荐方案局局局局局局局局局局局局局局局局2.5.1输入整流装置输入整流装置对三相交流电进行整流，经过滤波后，形成稳压器、输出整流桥、输出滤波电感和电容、输出逆2.5.3驱动脉冲生成、调节及保护系统驱动脉冲生成、调节及保护系统为充电机的低层控制系统，主要包括信号采2.5.5人机接口此外，充电机应具有完善的保护功能，可以对考虑发展，未来电动汽车充电站与供电变电站2.5.7电能计量局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局输出电流过流保护输出电流过流保护可编程逻辑门电路输出电压过压保护输出反接保护输入过压/欠压保护输入电容限流控制过温保护驱动电源保护和短路保护风扇堵转和继电器动作保护制及调节电路输出电流采样电路输出电压采样电路输入母线电压采样散热片温度检测驱动板信号检测风扇及继电器逻辑反馈信号（提供所有故障保护逻辑）故障指示局局局局局局局局12局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局2.6充电机功能测试建议方案2.6.1测试仪器建议基本参数EQ\*jc3\*hps36\o\al(\s\up0(～),45)~2.6.2充电机功能测试建议方案交流电入直流电出充电机交流电入直流电出充电机稳流精度试验适用于测量具有稳流输出性能的受试设备的电流稳效率和功率因数试验适用于测量受试设备在额定输量此时的电压，如果该电压小于国家电网公司拟定的《电动汽车非车载量此时的电压，如果该电压大于国家电网公司拟定的《电动汽车非车载2.7充电机（站）型式试验方案及其技术指标建议2.7.1气候环境测试2.7.2机械环境测试），2.7.3允许温度及电介质绝缘测试2.7.4电磁环境测试在任何情况下，安全功能和测量应工作正常(A级)。4)直流分量交流电网供电的电动车辆充电机（站）应能承受因电网中负载1)快速瞬变脉冲群对于充电机（站）信号和控制端发射的传导性2.8总结和建议3.1充电机（站）对供电电源要求3.1.1配电电压照明、监控和办公等用电。配电电压应符合常3.1.2配电变压器若充电机（站）像加油站一样较为普遍，则只需1台变压器，充电站的可靠性的。i。3.1.3配电容量数量，并决定充电机（站）对配电容量的要求。单台变压器容量EQ\*jc3\*hps42\o\al(\s\up1(U),e)/1;I0。CIC3.2配电主接线建议方案照明等用电充电机充电机充电机充电机充电机充电机照明等用电充电机充电机充电机充电机充电机充电机照明等用电计量装置谐波与无功谐波与无功配电室计量装置3.3充电机（站）对电力系统的影响3.3.1公用电网的谐波限值3.21.6标称基准短标称基准短谐波次数及谐波电流允许值AIIhphhUh1hhI1HHIHuuii(I)2h3.3.2充电机（站）谐波计算分析方法入电压升高时，输入电流必须相应的降低，因此，在低频范围内，可以C为RCU II2 PI2 PO2 EQ\*jc3\*hps30\o\al(\s\up1(i),dEQ\*jc3\*hps30\o\al(\s\up1(i),d)IlI0功率变换三相电网三相电网EQ\*jc3\*hps30\o\al(\s\up2(i),a)u输出滤波acEQ\*jc3\*hps36\o\al(\s\up0(i),a)ffCffnZnjnLf),则谐波越小，而基波越大；nffCCi Icos(I)1i1ink短路损耗o短路电压k4.5Iiiiiniiiiii13.4充电机（站）谐波治理对策3.4.1增大单台充电机的滤波电感3.4.2减小充电机功率变换单元等效电阻CBIⅡⅢIⅡⅢf3.4.3采用三相功率因数校正技术代替普通三相二极管整流桥3.5.1充电机（站）参数3.5.2仿真计算结果3.6总结和建议4.1充电机（站）监控网络现状充电机（站）监控网络是进行充电机（站）设计的不和通信接口各有所不同，还没有统一。这些为推广4.2充电机（站）监控网络原理结构及推荐方案4.2.1充电站网络原理结构图4.2.2充电站网络功能络将充电机作为一个节点，加入到自身网络，并实时的和充电机将充电和统计所必需的参数（包括车辆编号、电池类型、充电电电压、各个电池箱温度、总电压、剩余电量）告知充电机，以便4.3通讯协议设计原则及建议方案4.3.1物理层遵循的原则4.3.2数据链路层应遵循的原则4.3.3应用层应遵循的规定优先级标识符说明代码数据帧功能标识目标站点地址(0-127)同组数据帧序号数据域数据域第一字节数据域第二字节数据域第三字节数据域第四字节数据域第五字节数据域第六字节数据域第七字节数据域第八字节源站点站点源站点机电机n数据帧功对应意义说明分钟分钟 源站点源站点站点站点对应意义说明功能标对应意义说明识机电机n~~本机输入电量本机输出电量源源站点站点对应意义说明站点对应意义说明表46则发零则发零则发零电电机n保留站点源站点电机n数据帧功能标识对应意义总电压低8位总电压高8位剩余电量低八位剩余电量高八位说明站点源站点充电机n数据帧功能标识对应意义电池组最高电压低8位电池组最高电压高8位电池组最低电压低8位电池组最低电压高8位采样点最高温度采样点最低温度电池故障代码保留说明八位二进制补码八位二进制补码站点源站点充电机n数据帧功能标识对应意义单体电池标称电压低八位单体电池标称电压高八位电池组并连数保留说明代码其余：保留站点机源站点电机n数据帧功能标识对应意义工作阶段数充电方式阶段给定电压低8位阶段给定电压高8位阶段给定电流低8位阶段给定电流高8位阶段停止时间低8位阶段停止时间高8位说明充电方式其他：保留最小单位：分钟站点机源站点电机n数据帧功能标识对应意义说明站点充电机n源站点机数据帧功能标识对应意义工作阶段数充电方式阶段给定电压低8位阶段给定电压高8位阶段给定电流低8位阶段给定电流高8位阶段停止时间低8位阶段停止时间高8位说明充电方式其他：保留最小单位：分钟站点充电机n源站点机数据帧功能标识对应意义说明站点充电机n源站点机数据帧功对应意义紧急停机启动充电机停机命令请求发送充电机状态请求发送充电机模式请求发送电池状态保留保留说明其它：无效其它：无效其它：无效其他：无效其他：无效其他：无效站点充电机n源站点机数据帧功能标识对应意义年月日时分秒保留说明只保留后两位源站点车载电源站点车载电池管理系统站点充电机站点充电机对应意义说明总电压低8位总电压高8位源站源站点车载电池管理系统数据帧功能标识数据帧功能标识站点说明电池组最高电压低八位二进制补码八位二进制补码电池组最高电压高8位电池组最低电压低8位充电充电机8位采样点最高温度电池故障代码保留源站源站点车载电池管理系统数据帧功能标识数据帧功能标识站点充电机说明对应意义单体电池标称电压电池组并连数保留代码其余：保留4.4总结和建议在充电机（站）的监控网络的设计中，要建立合适的网络结构和统5.1充电机（站）的安全技术现状5.2电击防护的原则性要求5.2.1正常操作和无故障情况5.2.2单故障情况5.3间接接触防护措施5.4充电机（站）安全在40°C环境温度下，充电机（站）可用手接触部分允许最高温度应是：5.6充电站安全性要求及其措施举例5.6.1配电室供给充电机、监控室、照明等用电，安全要求及措施通信，完成数据交换，实现充电机的控制、充电过程跟踪、实时行情况的了解、数据库管理、报表打印等功能。详细内容参见“单体电池电压超过4.3V5.6.4更换电池区、电池存换库5.6.5电池维护间参照5.6.消防等级按危险化学品进行处理。5.6.6操作安全防护5.7总结和建议本章参照电气安全以及电动汽车的相关标准，从电击充电机（站）安全、动力蓄电池安全、充电机（站）保护等方面和设备安全的设计要求及技术措施，仅可供进行充电机（站）设6.1电池管理系统现状管理系统纳入技术开发的重点。我国在十五期间设立电动汽车重大专6.2电池管理系统的功能要求池状态的实时监控和故障诊断，并通过总线的方式告知车辆总超过0.2V超过0.5V5度6.3电池管理系统结构设计建议方案6.3.1车载模式局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局局4局局局局局局局局局局5局局局局局局局局局局局局1局局局局局局2局局局局局局3局局局局局局8局局局局局局7局局局局局局6……6.3.2整组充电模式整车控制器整车控制器主机充电机单元5车载监控系统插头监控室6.3.3单箱充电模式充电机充电机电EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up8(RS),或者)EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up8(4),C)EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up8(85),AN)EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up8(总线),总线)池电池箱架或者V-6.4技术参数及指标建议6.5结论和建议管理系统的安全管理和控制功能模块设计中，如何解决电池自身的安全性间尤其是在冲力作用条件下(发生碰撞时)对电池安全性的控制等，7.1纯电动公交充电系统容量需求的影响因素纯电动公交充电系统的容量需求设计包括单台充电机的容充电电流、最高充电电压等参数上。充电电流越大、充电电压越根据拓扑结构、关键元器件构成和控制方法的差异，充电机分为多种类型。不同类型的充电机，功率因数、谐波电流含量、效率等参数也不同，从制策略，如恒流充电法、恒压充电法、恒流限压充电法、脉冲充纯电动公交运营一般采用等间隔发车、固定线路机制，车辆动力蓄电池充放电工作效率受环境条件，尤其是环境温度的定的基本参数。由图可见，从充电开始时刻起，充电机输峰值后，又开始逐渐减小。充电机的效率(t)和输入侧功率因数(t)的变化趋势COIO7.3.1纯电动公交充电模式OO“整车进站补充—集中充电”模式是“整车进站即充”模式与“整车集7.3.2充电站容量需求已知纯电动公交车辆发车间隔时间为T，每次发车运行时间T,更换动力蓄IOEE)IC0TC 1TOT)。N2NMBIC7.4纯电动公交充电系统容量需求的仿真C33IS0.80.90.9C0.021150),表7-中括号内的数字。可见，根据式(7-5)所计算的最少车辆V路向12.7是826.2否3否5类5号参数名称1234567897.5.2充电系统容量设计，则根据式(7-12)可知所需充电机数量约为ICC根据式(7-15)可知，充电站用于动力蓄电池充电的设计容量约为S0.80.80.98.1基于用户需求的充电站建设模式选择8.1.1特定区域8.1.2固定线路车、洒水车、邮政车等。此类车辆运行线路固定，在所属单位或根据目前动力电池的技术特性，电动汽车一次充电的实际续驶里减少。因此，可以利用车辆停运时间进行常规充电，延长电池的使用寿8.1.3社会大众指标指标平均每车每日出行次数/车次平均每车次出行距离/km平均每车每日出行次数/车次平均每车次出行距离/km指标值社会客车社会货车车型注：表中数据来自2005年6月发表于《交通与运输》杂志的《上海市第三次综合交通调查广，出行距离。出行时间或出行路线往往有很大特殊性和突发性电站或充电设施。充电站由充电装置以及配套的电缆、插头、插根据上述分析，基于不同的用户需求，充电站建设模式可以总结如表8-2所建设位置建设位置政府公务用车、企业商用车居民车辆世博园内的电动公交车、服务车、观光车政府部门相关特种车辆特殊区域内的车辆公交车环卫车辆、邮政车辆社会车辆可夜间停运时进行常规充电。特殊区域内有使用频率高的要求，可同时服务社会大众。环卫车辆平均每车每日运行距离约每车每日的平均运行里程约为充电时间要求较高。分布范围广，出行距离、时间、路线具有特殊性和突发性，充电需求充电方式常规充电为主，快速充电或电池组快速常规充电和快速充采用快速充电模式或电池组快速更换划定专门区域，或与车固定线路的在公共停车场或停车位特定区域固定线路社会大众车辆种类运行需求~8.2充电站运营模式分析量有多种，其中包括政府、公共机构、高等院校、私营部门等，资金来8.2.1充电站运营模式介绍8.2.1.1政府主导型模式该模式的主要特点是：以政府或公共机构为充电站建设运营业化运营效率，政府委托专业公司或企业实施充电站建与管理运营，也就是说，政府可以是充电站的所有者，但并不是运营者。政府为8.2.1.2充电系统关联企业主导型模式－主要为电力供应企业主导特别的是，对于电力供应企业而言，近几年我国电力充电系统关联企业主导型模式的特点是：充电基体――充电系统关联企业所有，而负责充电基础设施运营企业可以是建设主体，8.2.1.3社会企业主导型模式社会企业主导型模式是指与电动汽车体系无8.2.1.4电动车辆用户主导型模式8.2.2充电站运营模式比较分析流量，充电需求大，政府财政能力较弱，市场环境和市场机制较好，融资渠道较8.3充电站赢利模式分析的充电站中，通过租赁电池获取的收入也将成为充电站日常运8.3.2不同运营模式下的赢利模式分析8.3.2.1社会企业主导的充电站赢利模式电力供应企业电力供应企业基于电力公司销充电站基础充电站运营商设施成本其他服务电动车辆用户运营、维护成本设施、配电力，其运营中需要额外支付给电力供应企业*基于销售电价的电费。根据分析，按照一个常规充电站设置，社会企业纯商业化运营充电使用者每次充电所提供的充电服