CN102611172A - 电动汽车充电设施标准设计 - Google Patents

Abstract

本发明涉及各种电动汽车充电设施的标准设计，包括：站场以及布设在站场内的配电系统、监控系统和建构筑物。本发明可规范和指导电动汽车充电设施的工程建设，加达规划建设力度，统一设计和建设标准，有利于控制工程造价，降低运营成本，有利于推进公司集团化运作、精益化管理充电设施建设，具有巨大的经济效益和社会效益。

Description

电动汽车充电设施标准设计

技术领域

本发明涉及电动汽车充电设施，尤其是涉及各种电动汽车充电设施的标准设计。

背景技术

随着全球汽车数量的不断增加，燃油汽车的尾气排放所造成的空气污染日益加剧，而且石油是不可再生的能源，终有枯竭之日，能源短缺现象日益严重。近年来，世界各国为解决这些难题，纷纷投入大量人力、物力来研制和开发新能源，其中大力发展电动汽车产业是其中一项非常重要的课题。由于电动汽车技术及其充电设施的发展还处于初级、探索阶段，充电设施建设及运营还是一个全新课题，规范和指导电动汽车充电设施的工程建设，加达规划建设力度，统一设计和建设标准，有利于控制工程造价，降低运营成本，有利于推进公司集团化运作、精益化管理充电设施建设，具有巨大的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种电动汽车充电设施的标准设计。

解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种电动汽车充电设施，包括：站场以及布设在站场内的配电系统、监控系统和建构筑物；

所述的配电系统包括：依次电连接的中压配电系统1和低压配电系统2，所述的中压配电系统包括电连接的中压开关柜3和变压器4，中压开关柜外接电网5，所述的低压配电系统包括电连接的低压开关柜6和充电机7，低压开关柜外接中压配电系统的变压器，所述的充电机包括若干个充电桩8以及交流、直流充电机；

参见图31，和图32，所述的监控系统包括由网络连接的站控层和间隔层两部分：

1)站控层包括由计算机网络连接的电能计费工作站、电能采集终端、监控主机或操作员工作站和远动设备，以及视频工作站和GPS对时系统构成；

2)间隔层包括保护测控装置、规约转换器、视频与环境监控系统以及多个充电机监控单元和交直流电度表，所述的规约转换器分别连接有火警报警系统、其他监控设备和直流系统监控设备，所述的视频与环境监控系统分别与视频工作站和规约转换器电连接，所述的多个充电机监控单元监控汽车电池；所述的交直流电度表与电能采集终端连接，电能采集终端、直流电表电能采集终端与各电度表采用RS485通信方式，采集各个交直流电度表的实时电量信息，电能采集终端直接与电能计费工作站通信；

所述的充电机监控单元实现采集与传输，数据通过网络接口接至站内监控主干网至监控主机和操作员工作站，监控主机实时采集及保存充电机监控单元传来的充电设备和BMS的电量数据、充电特性数据、故障信息，并自动的对相关的信息进行分类处理，自动生成相关报表；

其他监控设备包括配电系统监控：分为保护和测控两个部分，10kV侧的变压器的保护与测控采用微机保护测控一体化的装置接入以太网，由操作员工作站控制；

视频与环境监视系统：包括以数据线电连接的前端部分的摄像头、本地传输部分的视频、控制、电源线、中心控制设备部分的监视主机、视频服务、画面切换、交换机组成；

火灾报警系统：包括设在充电区、户内配电室及其它功能房内的烟雾探测头以及报警主机，报警主机仅作为报警，不作联动；

GPS对时系统：充电设施监控系统配置同一时钟源的卫星时钟，以接收GPS的标准授时信号，采用硬接点或网络对时方式，以实现全站时钟同步。

所述的变压器高、低压进线、各充电机馈出线单元均装设交流三线四线制多功能电子表，直流侧在直流操作终端内安装相应的直流计量表计。

所述的变压器选用新型节能型配电变压器，单台变压器额定容量不宜大于1600kVA，外壳防护等级为IP20。

所述的中压开关柜进线采用负荷开关柜，当单台干式变压器额定容量为800kVA及以下，变压器回路宜采用负荷开关--熔断器组合单元。当单台干式变压器额定容量为800kVA以上，变压器回路选用带继电保护功能的断路器。低压开关柜宜采用GCK金属封闭抽出式开关柜

所述的充电机为：

1)定义：采用传导式将交流电能转换为直流电能，为电动汽车提供能源的装置。

2)构成：电连接的功率单元、控制单元、计量单元、计费单元、充电接口、供电接口、通信接口、人机交互界面等。

3)AC-DC：高频开关电源模块。

4)开关功能：将交流电源变换为高品质的直流电源，应采用脉冲宽度调制方式原理。模块应由全波整流及滤波器、高频变换及高频变压器、高频整流滤波器等组成。

5)监控功能：高频开关电源模块内部具有监控功能，显示输出电压/电流值，当监控单元故障或退出工作时，高频开关电源模块停止输出电压。正常工作时，模块与直流充电机监控单元通信，接受监控单元的指令。

6)保护功能：具有交流输入过电压保护、交流输入欠电压报警、交流输入缺相告警、直流输出过电压保护、直流输出过电流保护、限流及短路保护、模块过热保护及模块故障报警功能。模块具有报警和运行指示灯。异常信号上送到监控单元。

7)限流限压：充电机应具有限压限流特性、当模块输出电流小于其设置电流时，模块工作在恒压状态；当模块输出电流大于其设置电流时，模块工作在恒流状态。具有恒流充电→恒压充电→停止充电自动切换功能。

8)技术参数

所述的充电桩为：

1)定义：为电动汽车车载充电机提供交流电源的供电装置。

2)构成：由桩体、电气模块、计量单元、计费单元、充电接口、供电接口、通信接口、人机交互界面等。

3)参数设置：通过管理卡、红外通讯或无线通讯等方式设置相关参数、可校准内部时钟。

4)软件升级：具备软件升级功能。

5)保护功能：漏电保护装置、过流保护装置、防雷击保护功能、带负载可分合电路、具备防误拔功能。

6)数据传输与存储：

传输--交流充电桩应预留数据传输接口，采集交流充电桩使用和收费信息数据以及交流充电桩故障数据。

存储--交易数据以记录形式保存在非易失性存储器内，保留10000条记录，安全存储周期7天。

7)技术参数：

额定工作电压	380/220V
		额定电流	16A 32A
计量方式	三相四线制计量
		准确度等级	不低于2.0级
电压畸变率	不超过额定值的10％
		电压不对称度	不超过5％
电压波动范围	不大于额定电压的±15％

所述的站场划分为：

大型公交车辆充电设施站场：方案一：站场靠近市政道路的前面为并排横列的直流充电区和建构筑物综合楼、后面为并排横列的交流充电区和建构筑物场站建筑，前后面之间留有车道，直流充电区排列有多台直流充电机、交流充电区排列有多台交流充电机，直流充电区和综合楼前面留有人行道、两侧为车辆进出通道连通市政道路；或方案二：站场靠近市政道路的一侧为并排直列的交流充电区和建构筑物场站建筑、中间为并排横列的左交流充电区、建构筑物综合楼、右交流充电区，两者之间留有车道，直流充电区排列有多台交流充电机、交流充电区排列有多台直流充电机，左右直流充电区和综合楼周围留有空间，前为人行道、后面及两侧为车辆通道连通市政道路；

大型社会公共充电设施站场：方案一站内U型布置：建构筑物位于处于市政道路路边的站场中间并面对市政道路，建构筑物的前边留有人行道、两侧和后边从里向外划分为操作通道、停车位和进出车道，进出车道的两端连接市政道路，操作通道、停车位上设有雨篷，操作通道的外沿分布有充电机和充电桩；或方案二：建构筑物背靠处于市政道路路边的站场后边并面对市政道路，建构筑物的前边和两侧留有人行道，人行道前面的空间之中设有横排分布的充电机和充电桩，充电机和充电桩前后为停车位、两侧和停车位前后为环形进出车道，环形进出车道两端有开口与市政道路连通，停车位上设雨篷。

中型社会公共充电设施站场：方案一：T型建构筑物配电室位于处于市政道路路边的站场中间并面对市政道路，配电室的前边留有人行道、两侧和后面从里向外划分为操作通道、停车位和进出车道、进出车道的两端连接市政道路，操作通道、停车位上设有雨篷，操作通道的外沿分布有充电机；或方案二：建构筑物背靠处于市政道路路边的站场后边并面对市政道路，站场前面的两侧从外向里分布有操作通道、停车位和进出车道，进出车道的两端连接市政道路，操作通道、停车位上设有雨篷，操作通道的外沿分布有充电机；

小型社会公共充电设施站场：方案一：站场中间为建构筑物，建构筑物的前边留有人行道、两侧为操作通道和停车位，建构筑物的后面和停车位的外侧为U型车道，两侧车道连接市政道路，停车位上设有雨篷，操作通道外沿分布有充电机；或方案二：站场中间偏向一侧为建构筑物，另一侧从外向里为充电机和停车位，建构筑物的前边留有人行道、两侧和后面为u型车道连接市政道路，停车位上设有雨篷；

社会公共充电设施站场：站场中间为横向排列的建构筑物综合楼和充电机，充电机的前后为停车位，综合楼前面为人行道，综合楼和停车位的后面和两侧为U型车道连接市政道路。

所述的停车位上画有正停车位或斜停车位。

所述的雨蓬采用轻型结构，设置三种方案，即轻钢玻璃雨篷、轻钢压型钢板结构和张拉膜结构：

在上述基础上，本发明还可以做进一步的改进：

配置一套交流不间断电源系统，交流不间断电源采用冗余配置，容量为2×3kVA，1路输入AC220V，1路输入DC110V(由站内直流系统提供)，输出正弦AC220V电源，为站内监控系统、视频系统、通信设备、火灾自动报警系统等提供不间断交流工作电源。

直流系统电压采用直流110V电压等级，配置100Ah阀控式铅酸蓄电池，直流电源主要用于站内保护、测控装置及操作电源。

整车充电方式比较

充电机选型

目前可分为相控式和高频开关式两大类。其主要特点如下：

高频开关式充电机由功率晶体管、MOS管、IGBT等电子器件组成，其交流输入电压经整流滤波后，得到脉动的直流电压，该电压经过高频逆变、高频隔离变压器、整流滤波后得到稳定的直流电压/直流电流，采用脉冲宽度调制(PWM)或脉冲频率调制实现稳压稳流控制。可采用多模块并机工作，多模块自主均流，在线插拔，多机热备份工作。其主要特点如下：

1.输入功率因数：0.95以上；

2.效率：90％以上；

3.纹波系数：0.5以下；

4.动态响应快，可靠性高，单机容量大。

鉴于高频开关式充电机具有的技术优点，本《标准设计》采用高频开关式作为非车载充电机。

电动汽车充换电设施谐波防止

有源与无源功率因数校正器特点对比表

由于有源功率因数校正器在技术上具有的优点，本项目采用有源功率因数校正器防止谐波的产生，装置安装于非车载充电机机柜内，同时兼做充电设施无功功率补偿装置。

有益效果：本发明针对电动汽车的类型和用途的不同，本项目研究制定了适用于公共交通领域的大型车辆公交车辆充电设施和用于社会领域的公共充电设施标准设计。为适用城市交通规划，兼顾电动汽车充电设施发展的不同规模的充电设施，对不同车流量的城市道路，分别设置大型、中型、小型社会公共充电设施。针对电动汽车停放地点的差异性，制定公共停车场充电设施和住宅小区停车场充电桩标准设计。

本发明研究并制定了用以规范和指导电动汽车充电设施在规划、设计和建设标准体系，控制工程造价，降低运营成本，规范工程管理，使电动汽车充电设施的建设有法可依，有章可循，力求统一、可靠、经济、实用。

附图说明

图1大型公交车辆充电设施电气主接线图；

图2大型公交车辆充电设施中压配电系统图；

图3大型公交车辆充电设施低压配电系统图；

图4大型公交车辆充电设施监控系统网络配置图；

图5大型公交车辆充电设施总平面布置图(方案一)；

图6大型公交车辆充电设施总平面布置图(方案二)；

图7大型社会公共充电设施电气主接线图；

图8大型社会公共充电设施中压配电系统图；

图9大型社会公共充电设施低压配电系统图(一)；

图10大型社会公共充电设施低压配电系统图(二)；

图11大型社会公共充电设施监控系统网络配置图；

图12大型社会公共充电设施总平面布置图(方案一)；

图13大型社会公共充电设施总平面布置图(方案二)；

图14中型社会公共充电设施电气主接线图；

图15中型社会公共充电设施中压配电系统图；

图16中型社会公共充电设施低压配电系统图；

图17中型社会公共充电设施总平面布置图(方案一)；

图18中型社会公共充电设施总平面布置图(方案二)

图19中型社会公共充电设施监控系统网络配置图；

图20小型社会公共充电设施电气主接线图；

图21小型社会公共充电设施中压配电系统图；

图22小型社会公共充电设施低压配电系统图；

图23小型社会公共充电设施监控系统网络配置图；

图24小型社会公共充电设施充电设施总平面布置图(方案一)；

图25小型社会公共充电设施充电设施总平面布置图(方案二)；

图26社会公共停车场充电设施电气主接线图；

图27社会公共停车场充电设施中压配电系统图；

图28社会公共停车场充电设施低压配电系统图；

图29社会公共停车场充电设施监控系统网络配置图；

图30社会公共停车场充电设施总平面布置图；

图31为监控系统网络配置图；

图32为火灾报警及消防控制图。

具体实施方式

实施例一

如图1至图6，以及图31和图32所示，一种大型公交车辆充电设施，包括：站场以及布设在站场内的配电系统、监控系统和建构筑物。

参见图1至图3，配电系统包括：依次电连接的中压配电系统和低压配电系统，中压配电系统包括电连接的中压开关柜和变压器，中压开关柜外接电网，低压配电系统包括低压开关柜和充电机，低压开关柜外接中压配电系统的变压器，充电机包括若干个充电桩以及交流和直流充电机。

其中：1.变压器：2×1600kVA；2.中压配电系统：单母线接线；

3.低压配电系统：单母线分段接线；4.充电机：16x120kW+6x50kW；

5.适用范围：大、中型公交、集团内部专用电动汽车辆。

参见图4以及图31，监控系统包括由网络连接的站控层和间隔层两部分：

1)站控层包括由计算机网络连接的电能计费工作站、电能采集终端、监控主机或操作员工作站和远动设备，以及视频工作站和GPS对时系统构成；所述的电能计费系统工作站包括以数据线依次电连接的电能采集装置和多个电能计量表；

2)间隔层包括保护测控装置、规约转换器、视频与环境监控系统以及多个充电机监控单元和交直流电度表，所述的规约转换器分别连接有火警报警系统、其他监控设备和直流系统监控设备，所述的视频与环境监控系统分别与视频工作站和规约转换器电连接，所述的多个充电机监控单元监控汽车电池；所述的交直流电度表与电能采集终端连接，电能采集终端、直流电表电能采集终端与各电度表采用RS485通信方式，采集各个交直流电度表的实时电量信息，电能采集终端直接与电能计费工作站通信；

所述的充电机监控单元实现采集与传输，数据通过网络接口接至站内监控主干网至监控主机和操作员工作站，监控主机实时采集及保存充电机监控单元传来的充电设备和BMS的电量数据、充电特性数据、故障信息，并自动的对相关的信息进行分类处理，自动生成相关报表；

其他监控设备包括配电系统监控：分为保护和测控两个部分，10kV侧的变压器的保护与测控采用微机保护测控一体化的装置接入以太网，由操作员工作站控制；

视频与环境监视系统：包括以数据线电连接的前端部分的摄像头、本地传输部分的视频、控制、电源线、中心控制设备部分的监视主机、视频服务、画面切换、交换机组成；

火灾自动报警系统：包括设在充电区、户内配电室及其它功能房内的烟雾探测头，以及报警主机，报警主机仅作为报警，不作联动；

GPS对时系统：充电设施监控系统配置同一时钟源的卫星时钟，以接收GPS的标准授时信号，采用硬接点或网络对时方式，以实现全站时钟同步；

变压器高、低压进线、各充电机馈出线单元均装设交流三线四线制多功能电子表，直流侧在直流操作终端内安装相应的直流计量表计。

变压器选用新型节能型配电变压器，单台变压器额定容量不宜大于1600kVA，外壳防护等级为IP20。

中压开关柜进线采用负荷开关柜，当单台干式变压器额定容量为800kVA及以下，变压器回路宜采用负荷开关--熔断器组合单元。当单台干式变压器额定容量为800kVA以上，变压器回路选用带继电保护功能的断路器。低压开关柜宜采用GCK金属封闭抽出式开关柜

充电机为：

1)定义：采用传导式将交流电能转换为直流电能，为电动汽车提供能源的装置。

2)构成：功率单元、控制单元、计量单元、计费单元、充电接口、供电接口、通信接口、人机交互界面等。

3)AC-DC：高频开关电源模块。

4)开关功能：将交流电源变换为高品质的直流电源，应采用脉冲宽度调制方式原理。模块应由全波整流及滤波器、高频变换及高频变压器、高频整流滤波器等组成。

5)监控功能：高频开关电源模块内部具有监控功能，显示输出电压/电流值，当监控单元故障或退出工作时，高频开关电源模块停止输出电压。正常工作时，模块与直流充电机监控单元通信，接受监控单元的指令。

6)保护功能：具有交流输入过电压保护、交流输入欠电压报警、交流输入缺相告警、直流输出过电压保护、直流输出过电流保护、限流及短路保护、模块过热保护及模块故障报警功能。模块具有报警和运行指示灯。异常信号上送到监控单元。

7)限流限压：充电机应具有限压限流特性、当模块输出电流小于其设置电流时，模块工作在恒压状态；当模块输出电流大于其设置电流时，模块工作在恒流状态。具有恒流充电→恒压充电→停止充电自动切换功能。

8)技术参数

技术参数名称	技术参数要求
		输出电压范围	320～500V DC，500～750V DC
输入电压	380V/220V
		额定输出电流	10A 20A 50A 100A 150A 200A 300A
功率因数	大于0.9
		谐波电流含有率	2-25次谐波电流含有率＜30％
稳流精度	不大于±1％
		稳压精度	不大于±0.5％
均流不平衡度	不大于5％
		纹波系数	不大于0.5％
效率	大于90％

充电桩为：

1)定义：为电动汽车车载充电机提供交流电源的供电装置。

2)构成：由桩体、电气模块、计量单元、计费单元、充电接口、供电接口、通信接口、人机交互界面等。

3)参数设置：通过管理卡、红外通讯或无线通讯等方式设置相关参数、可校准内部时钟。

4)软件升级：具备软件升级功能。

5)保护功能：漏电保护装置、过流保护装置、防雷击保护功能、带负载可分合电路、具备防误拔功能。

6)数据传输与存储：

传输--交流充电桩应预留数据传输接口，采集交流充电桩使用和收费信息数据以及交流充电桩故障数据。

存储--交易数据以记录形式保存在非易失性存储器内，保留10000条记录，安全存储周期7天。

7)技术参数：

额定工作电压	380/220V
		额定电流	16A 32A
计量方式	三相四线制计量
		准确度等级	不低于2.0级
电压畸变率	不超过额定值的10％
		电压不对称度	不超过5％
电压波动范围	不大于额定电压的±15％

参见图5，站场划分为：方案一：站场靠近市政道路的前面为并排横列的直流充电区和建构筑物综合楼、后面为并排横列的交流充电区和建构筑物场站建筑，前后面之间留有车道，直流充电区排列有多台交流充电机、交流充电区排列有多台直流充电机的，直流充电区和综合楼前留有人行道、两侧为车辆进出通道连通市政道路；或方案二，参见图6：站场靠近市政道路的一侧为并排直列的交流充电区和建构筑物场站建筑、中间为并排横列的左交流充电区、建构筑物综合楼、右交流充电区，两者之间留有车道，直流充电区排列有多台直流充电机、交流充电区排列有多台交流充电机，左右直流充电区和综合楼前留有人行道、两侧和后面为车辆进出通道连通市政道路。

实施例二

如图7至图13所示，一种大型社会公共充电设施，包括：站场以及布设在站场内的配电系统、监控系统和建构筑物。

参见图7、图8、图9和图10，配电系统包括：依次电连接的中压配电系统和低压配电系统，中压配电系统包括电连接的中压开关柜和变压器，中压开关柜外接电网，低压配电系统包括低压开关柜和充电机，低压开关柜外接中压配电系统的变压器，充电机包括若干个充电桩以及交流和直流充电机。

其中：1.变压器：2×1250kVA；2.中压配电系统：单母线接线；3.低压配电系统：单母线分段接线；4.充电机：16x120kW；5.适用范围：社会、公务、出租小型电动汽车。

参见图11，监控系统包括由网络连接的站控层和间隔层两部分：

1)站控层由计算机网络连接的系统主机和操作员站、电能计费系统工作站构成，电能计费系统工作站包括以数据线依次电连接的电能采集装置和多个电能计量表；

2)间隔层由公用测控单元、保护测控装置、以及多个充电机监控单元构成，各单元与站控层有数据线电连接；

充电机监控系统：由设置在充电机上的监控单元实现采集与传输，数据通过网络接口接至站内监控主干网至监控主机，监控主机实时采集及保存监控单元传来的充电设备和BMS的电量数据、充电特性数据、故障信息，并自动的对相关的信息进行分类处理，自动生成相关报表；

配电监控系统：分为保护和测控两个部分；

视频监视系统：包括以数据线电连接的前端部分(摄像头)、本地传输部分(视频、控制、电源线)、中心控制设备部分(监视主机、视频服务、画面切换、交换机)组成；

火灾自动报警系统：包括设在充电区、户内配电室及其它功能房内的烟雾探测头，以及报警主机，报警主机仅作为报警，不作联动；

GPS对时系统：充电设施监控系统配置同一时钟源的卫星时钟，以接收GPS的标准授时信号，采用硬接点或网络对时方式，以实现全站时钟同步；

变压器高、低压进线、各充电机馈出线单元均装设交流三线四线制多功能电子表，直流侧在直流操作终端内安装相应的直流计量表计。

变压器选用新型节能型配电变压器，单台变压器额定容量不宜大于1600kVA，外壳防护等级为IP20。

中压开关柜进线采用负荷开关柜，当单台干式变压器额定容量为800kVA及以下，变压器回路宜采用负荷开关--熔断器组合单元。当单台干式变压器额定容量为800kVA以上，变压器回路选用带继电保护功能的断路器。低压开关柜宜采用GCK金属封闭抽出式开关柜

充电机和充电桩如实施例一所述。

参见图12，站场划分为：站内U型布置：建构筑物位于处于市政道路路边的站场中间并面对市政道路，建构筑物的前边留有人行道、两侧和后边从里向外划分为操作通道、停车位和进出车道，进出车道的两端连接市政道路，操作通道、停车位上设有雨篷，操作通道的外沿分布有充电机和充电桩；或方案二：参见图13，建构筑物背靠处于市政道路路边的站场后边并面对市政道路，建构筑物的前边和两侧留有人行道，人行道前面的空间之中设有横排分布的充电机和充电桩，充电机和充电桩前后为停车位、两侧和停车位前后为环形进出车道，环形进出车道两端有开口与市政道路连通，停车位上设雨篷；

实施例三

如图14至图19所示，一种中型社会公共充电设施，包括：站场以及布设在站场内的配电系统、监控系统和建构筑物。

参见图14、图15、图16，配电系统包括：依次电连接的中压配电系统和低压配电系统，中压配电系统包括电连接的中压开关柜和变压器，中压开关柜外接电网，低压配电系统包括低压开关柜和充电机，低压开关柜外接中压配电系统的变压器，充电机包括若干个充电桩以及交流和直流充电机。

其中：1.变压器：2×1000kVA；2.中压配电系统：单母线接线；3.低压配电系统：单母线分段接线；4.充电机：10x120kW；5.适用范围：社会、公务、出租小型电动汽车。。

参见图19，监控系统包括由网络连接的站控层和间隔层两部分：

1)站控层由计算机网络连接的系统主机和操作员站、电能计费系统工作站构成，所述的电能计费系统工作站包括以数据线依次电连接的电能采集装置和多个电能计量表；

2)间隔层由公用测控单元、保护测控装置、以及多个充电机监控单元构成，各单元与站控层有数据线电连接；

充电机监控系统：由设置在充电机上的监控单元实现采集与传输，数据通过网络接口接至站内监控主干网至监控主机，监控主机实时采集及保存监控单元传来的充电设备和BMS的电量数据、充电特性数据、故障信息，并自动的对相关的信息进行分类处理，自动生成相关报表；

配电监控系统：分为保护和测控两个部分；

视频监视系统：包括以数据线电连接的前端部分(摄像头)、本地传输部分(视频、控制、电源线)、中心控制设备部分(监视主机、视频服务、画面切换、交换机)组成；

火灾自动报警系统：包括设在充电区、户内配电室及其它功能房内的烟雾探测头，以及报警主机，报警主机仅作为报警，不作联动；

GPS对时系统：充电设施监控系统配置同一时钟源的卫星时钟，以接收GPS的标准授时信号，采用硬接点或网络对时方式，以实现全站时钟同步；

变压器高、低压进线、各充电机馈出线单元均装设交流三线四线制多功能电子表，直流侧在直流操作终端内安装相应的直流计量表计。

变压器选用新型节能型配电变压器，单台变压器额定容量不大于1600kVA，外壳防护等级为IP20。

中压开关柜进线采用负荷开关柜，当单台干式变压器额定容量为800kVA及以下，变压器回路宜采用负荷开关--熔断器组合单元。当单台干式变压器额定容量为800kVA以上，变压器回路选用带继电保护功能的断路器。低压开关柜宜采用GCK金属封闭抽出式开关柜

充电机和充电桩如实施例一所述。

6)参见图17，站场划分为：方案一：T型建构筑物配电室位于处于市政道路路边的站场中间并面对市政道路，配电室的前边留有人行道、两侧和后面从里向外划分为操作通道、停车位和进出车道、进出车道的两端连接市政道路，操作通道、停车位上设有雨篷，操作通道的外沿分布有充电机；或方案二：参见图18，建构筑物背靠处于市政道路路边的站场后边并面对市政道路，站场前面的两侧从外向里分布有操作通道、停车位和进出车道，进出车道的两端连接市政道路，操作通道、停车位上设有雨篷，操作通道的外沿分布有充电机。

实施例四

如图20(26)至图24(30)所示，一种小型社会公共充电设施，包括：站场以及布设在站场内的配电系统、监控系统和建构筑物。

参见20(26)至图22(28)，配电系统包括：依次电连接的中压配电系统和低压配电系统，中压配电系统包括电连接的中压开关柜和变压器，中压开关柜外接电网，低压配电系统包括低压开关柜和充电机，低压开关柜外接中压配电系统的变压器，充电机包括若干个充电桩以及交流和直流充电机。

其中：1.变压器：2×1000kVA；2.中压配电系统：单母线接线；3.低压配电系统：单母线分段接线；4.充电机：10x120kW；5.适用范围：社会、公务、出租小型电动汽车。

参见图23(29)，监控系统包括由网络连接的站控层和间隔层两部分：

1)站控层由计算机网络连接的系统主机和操作员站、电能计费系统工作站构成，所述的电能计费系统工作站包括以数据线依次电连接的电能采集装置和多个电能计量表；

2)间隔层由公用测控单元、保护测控装置、以及多个充电机监控单元构成，各单元与站控层有数据线电连接；

安全防护系统包括：

充电机监控系统：由设置在充电机上的监控单元实现采集与传输，数据通过网络接口接至站内监控主干网至监控主机，监控主机实时采集及保存监控单元传来的充电设备和BMS的电量数据、充电特性数据、故障信息，并自动的对相关的信息进行分类处理，自动生成相关报表；

配电监控系统：分为保护和测控两个部分；

视频监视系统：包括以数据线电连接的前端部分(摄像头)、本地传输部分(视频、控制、电源线)、中心控制设备部分(监视主机、视频服务、画面切换、交换机)组成；

火灾自动报警系统：包括设在充电区、户内配电室及其它功能房内的烟雾探测头，以及报警主机，报警主机仅作为报警，不作联动；

GPS对时系统：充电设施监控系统配置同一时钟源的卫星时钟，以接收GPS的标准授时信号，采用硬接点或网络对时方式，以实现全站时钟同步；

变压器高、低压进线、各充电机馈出线单元均装设交流三线四线制多功能电子表，直流侧在直流操作终端内安装相应的直流计量表计。

变压器选用新型节能型配电变压器，单台变压器额定容量不宜大于1600kVA，外壳防护等级为IP20。

中压开关柜进线采用负荷开关柜，当单台干式变压器额定容量为800kVA及以下，变压器回路宜采用负荷开关--熔断器组合单元。当单台干式变压器额定容量为800kVA以上，变压器回路选用带继电保护功能的断路器。低压开关柜宜采用GCK金属封闭抽出式开关柜

充电机和充电桩如实施例一所述。

参见图24(30)，站场划分为：

7)站场中间为建构筑物，建构筑物的前边留有人行道、两侧为操作通道和停车位，建构筑物的后面和停车位的外侧为U型车道，两侧车道连接市政道路，停车位上设有雨篷，操作通道外沿分布有充电机。

Claims (4)

1.一种电动汽车充电设施标准设计，其特征是：包括站场以及布设在站场内的配电系统、监控系统和建构筑物；

所述的配电系统包括：依次电连接的中压配电系统(1)和低压配电系统(2)，所述的中压配电系统包括电连接的中压开关柜(3)和变压器(4)，中压开关柜外接电网(5)，所述的低压配电系统包括电连接的低压开关柜(6)和充电机(7)，低压开关柜外接中压配电系统的变压器(4)，所述的充电机包括若干个充电桩(8)以及交流、直流充电机；

所述的监控系统包括由网络连接的站控层和间隔层两部分：

1)站控层包括由计算机网络连接的电能计费工作站、电能采集终端、监控主机或操作员工作站和远动设备，以及视频工作站和GPS对时系统构成；

2)间隔层包括保护测控装置、规约转换器、视频与环境监控系统以及多个充电机监控单元和交直流电度表，所述的规约转换器分别连接有火警报警系统、其他监控设备和直流系统监控设备，所述的视频与环境监控系统分别与视频工作站和规约转换器电连接，所述的多个充电机监控单元监控汽车电池；所述的交直流电度表与电能采集终端连接，电能采集终端、直流电表电能采集终端与各电度表采用RS485通信方式，采集各个交直流电度表的实时电量信息，电能采集终端直接与电能计费工作站通信；

所述的充电机监控单元实现采集与传输，数据通过网络接口接至站内监控主干网至监控主机和操作员工作站，监控主机实时采集及保存充电机监控单元传来的充电设备和BMS的电量数据、充电特性数据、故障信息，并自动的对相关的信息进行分类处理，自动生成相关报表；

所述的其他监控设备包括配电系统监控：分为保护和测控两个部分，10kV侧的变压器的保护与测控采用微机保护测控一体化的装置接入以太网，由操作员工作站控制；

所述的视频与环境监视系统：包括以数据线电连接的前端部分的摄像头、本地传输部分的视频、控制、电源线、中心控制设备部分的监视主机、视频服务、画面切换和交换机组成；

所述的火灾报警系统：包括设在充电区、户内配电室及其它功能房内的烟雾探测头以及报警主机，报警主机仅作为报警，不作联动；

所述的GPS对时系统：充电设施监控系统配置同一时钟源的卫星时钟，以接收GPS的标准授时信号，采用硬接点或网络对时方式，以实现全站时钟同步。

2.根据权利要求1所述的电动汽车充电设施标准设计，其特征是：

所述的配电系统中的变压器的高、低压进线、各充电机馈出线单元均装设交流三线四线制多功能电子表，直流侧在直流操作终端内安装相应的直流计量表计；

所述的变压器选用新型节能型配电变压器，单台变压器额定容量不宜大于1600kVA，外壳防护等级为IP20；

所述的中压开关柜进线采用负荷开关柜，当单台干式变压器额定容量为800kVA及以下，变压器回路宜采用负荷开关--熔断器组合单元；当单台干式变压器额定容量为800kVA以上，变压器回路选用带继电保护功能的断路器；

所述的低压开关柜采用GCK金属封闭抽出式开关柜；

所述的充电机为：

1)定义：采用传导式将交流电能转换为直流电能，为电动汽车提供能源的装置；

2)构成：电连接的功率单元、控制单元、计量单元、计费单元、充电接口、供电接口、通信接口、人机交互界面；

3)AC-DC：高频开关电源模块；

4)开关功能：将交流电源变换为高品质的直流电源，应采用脉冲宽度调制方式原理；模块应由全波整流及滤波器、高频变换及高频变压器、高频整流滤波器组成；

5)监控功能：高频开关电源模块内部具有监控功能，显示输出电压/电流值，当监控单元故障或退出工作时，高频开关电源模块停止输出电压；正常工作时，模块与直流充电机监控单元通信，接受监控单元的指令；

6)保护功能：具有交流输入过电压保护、交流输入欠电压报警、交流输入缺相告警、直流输出过电压保护、直流输出过电流保护、限流及短路保护、模块过热保护及模块故障报警功能；模块具有报警和运行指示灯；异常信号上送到监控单元；

7)限流限压：充电机应具有限压限流特性、当模块输出电流小于其设置电流时，模块工作在恒压状态；当模块输出电流大于其设置电流时，模块工作在恒流状态；具有恒流充电→恒压充电→停止充电自动切换功能；

8)技术参数

输出电压范围  320～500V DC，500～750V DC

输入电压  380V/220V

额定输出电流  10A 20A 50A 100A 150A 200A 300A

功率因数  大于0.9

谐波电流含有率  2-25次谐波电流含有率＜30％

稳流精度  不大于±1％

稳压精度  不大于±0.5％

均流不平衡度不大于5％

纹波系数  不大于0.5％

效率  大于90％；

所述的充电桩为：

1)定义：为电动汽车车载充电机提供交流电源的供电装置；

2)构成：由电连接的桩体、电气模块、计量单元、计费单元、充电接口、供电接口、通信接口、人机交互界面；

3)参数设置：通过管理卡、红外通讯或无线通讯等方式设置相关参数、可校准内部时钟；

4)软件升级：具备软件升级功能；

5)保护功能：漏电保护装置、过流保护装置、防雷击保护功能、带负载可分合电路、具备防误拔功能；

6)数据传输与存储：

传输--交流充电桩应预留数据传输接口，采集交流充电桩使用和收费信息数据以及交流充电桩故障数据；

存储--交易数据以记录形式保存在非易失性存储器内，保留10000条记录，安全存储周期7天；

7)技术参数：

额定工作电压  380/220V

额定电流  16A 32A

计量方式  三相四线制计量

准确度等级  不低于2.0级

电压畸变率  不超过额定值的10％

电压不对称度  不超过5％

电压波动范围  不大于额定电压的±15％。

3.根据权利要求2所述的电动汽车充电设施标准设计，其特征是：

所述的站场划分为：

1)大型公交车辆充电设施站场：方案一：站场靠近市政道路的前面为并排横列的直流充电区和建构筑物综合楼、后面为并排横列的交流充电区和建构筑物场站建筑，前后面之间留有车道，直流充电区排列有多台直流充电机、交流充电区排列有多台交流充电机，直流充电区和综合楼前面留有人行道、两侧为车辆进出通道连通市政道路；或方案二：站场靠近市政道路的一侧为并排直列的交流充电区和建构筑物场站建筑、中间为并排横列的左交流充电区、建构筑物综合楼、右交流充电区，两者之间留有车道，直流充电区排列有多台交流充电机、交流充电区排列有多台直流充电机，左右直流充电区和综合楼周围留有空间，前为人行道、后面及两侧为车辆通道连通市政道路；

2)大型社会公共充电设施站场：方案一站内U型布置：建构筑物位于处于市政道路路边的站场中间并面对市政道路，建构筑物的前边留有人行道、两侧和后边从里向外划分为操作通道、停车位和进出车道，进出车道的两端连接市政道路，操作通道、停车位上设有雨篷，操作通道的外沿分布有充电机和充电桩；或方案二：建构筑物背靠处于市政道路路边的站场后边并面对市政道路，建构筑物的前边和两侧留有人行道，人行道前面的空间之中设有横排分布的充电机和充电桩，充电机和充电桩前后为停车位、两侧和停车位前后为环形进出车道，环形进出车道两端有开口与市政道路连通，停车位上设雨篷；

3)中型社会公共充电设施站场：方案一：T型建构筑物配电室位于处于市政道路路边的站场中间并面对市政道路，配电室的前边留有人行道、两侧和后面从里向外划分为操作通道、停车位和进出车道、进出车道的两端连接市政道路，操作通道、停车位上设有雨篷，操作通道的外沿分布有充电机；或方案二：建构筑物背靠处于市政道路路边的站场后边并面对市政道路，站场前面的两侧从外向里分布有操作通道、停车位和进出车道，进出车道的两端连接市政道路，操作通道、停车位上设有雨篷，操作通道的外沿分布有充电机；

4)小型社会公共充电设施站场：方案一：站场中间为建构筑物，建构筑物的前边留有人行道、两侧为操作通道和停车位，建构筑物的后面和停车位的外侧为U型车道，两侧车道连接市政道路，停车位上设有雨篷，操作通道外沿分布有充电机；或方案二：站场中间偏向一侧为建构筑物，另一侧从外向里为充电机和停车位，建构筑物的前边留有人行道、两侧和后面为u型车道连接市政道路，停车位上设有雨篷；

5)社会公共充电设施站场：站场中间为横向排列的建构筑物综合楼和充电机，充电机的前后为停车位，综合楼前面为人行道，综合楼和停车位的后面和两侧为U型车道连接市政道路。

4.根据权利要求3所述的电动汽车充电设施标准设计，其特征是：

所述的停车位上画有正停车位或斜停车位；

所述的雨蓬采用轻型结构，设置三种方案，即轻钢玻璃雨篷、轻钢压型钢板结构和张拉膜结构。

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