电动车充电桩设计方案优化及平台系统选型方案-有驾

摘要：首先介绍电动车以及充电桩的发展现状，然后介绍分散式充电桩的设置通用要求，再分别介绍非机动车充电桩和机动车充电桩的设计实例，从规划、布置、安装、系统、接地、负荷计算等方面入手，探讨分散式交流充电桩的电气设计与应用。

关键词：分散式；充电桩；电动车；负荷计算

0引言

随着全球气候变暖问题日益严峻以及我国经济的持续快速崛起，电动自行车和电动汽车作为环保、便捷且经济的绿色出行方式，越来越受到人民群众的青睐与认可。然而，电动车的续航里程有限，充电问题也随之成为社会关注的焦点。在传统的家庭插座充电方式中，由于电压不稳、插座用电设备过载、谐波干扰、功率因数较低等问题，充电过程中存在一定的安全隐患。相比之下，使用电动车充电桩进行充电，不仅能提供稳定可靠的电力供应，还具备两大显著优势。一是安全性得到显著提高，充电桩经过的设计、检验和生产流程，具备过充、过压、过流、缺相、短路瞬动保护等多重安全保护功能，能够保障充电过程中的安全性，大大减少火灾等安全事故的发生以及电池损坏的风险。二是充电效率更高，与家庭插座相比，充电桩能够提供更高的充电功率，从而在更短的时间内为电动车充满电，满足人们快速充电的需求。因此，对电动非机动车和电动机动车分散式交流充电桩的现状、概念、要求、设计、选型及计费等方面进行深入的探讨和研究，对于推动电动车充电桩的建设与发展，绿色出行方式的普及和推广，具有十分重要的意义。

1电动车及充电桩发展现状

1）电动车

目前市场上的电动车主要分为电动非机动车（如电动自行车、电动摩托车、电动三轮车）和电动机动车（即电动汽车），均采用交流充电桩充电。电动车技术的关键在于电池技术，随着科研投入加大，电池密度提升，电动车续航里程显著增加。新型锂离子电池和固态电池的研发为电动车提供了更强动力。同时，快速充电技术的发展缩短了充电时间，提高了使用便利性。智能驾驶和车联网技术的应用也越来越广泛，使电动车具备自动泊车、自适应巡航、远程监控、导航、娱乐等功能，为用户提供更智能化的出行体验。

2）充电桩

充电桩是电动车的充电设施，分为交流充电桩和直流充电桩，其中交流充电桩为普遍。近年来，我国充电桩市场规模爆发式增长，截至2024年7月底，保有量已达1060.4万台。政府加大对充电桩建设的支持，明确建设目标，如推进充电桩“县县全覆盖”“乡乡全覆盖”。充电桩设置方式主要分为集中式和分散式。集中式适用于大型停车场、公共交通设施等；分散式适用于中小型停车场、居民小区等。本文分析分散式交流充电桩，它通过传导为电动车充电机提供电能，再由电机转化为直流电供给电动车，功率较小。

2充电桩设置通用要求

1）布置要求

1.充电桩的安装要考虑到供电、消防、防排洪等基础设施的具体情况，要物尽其用。

2.充电桩的选址满足设施电源接入的要求。

3.充电桩的选址要远离有潜在火灾、爆炸等危险的区域。

4.充电桩应安置在低粉尘、低腐蚀性气体的环境中。若无法避免高粉尘或腐蚀性气体，则应确保充电桩位于下风侧。

5.充电桩不设在有剧烈振动的场所。

6.充电桩的选址要考虑到车辆、行人的通行情况。

7.充电桩的选址要考虑停车场的布局情况，方便给电动车充电。

8.充电桩与建（构）筑物之间要保证一定的安全距离，并便于后续的维修更换，充电桩外部距离充电设备边缘至少要达到40厘米。

2）功能要求

1.充电桩的接口应遵循统一的标准规范，确保不同品牌、不同型号的电动车都能与之连接进行充电，充电桩应具备适应多种车辆充电需求的能力。

2.充电桩应提供多种功率选择，以满足不同用户对充电速度的需求。应采用先进的充电技术，提高电能转换效率，降低充电过程中的损耗。充电桩应具备良好的抗干扰能力，在各种环境条件下都能正常工作。

3.通过互联网技术，实现对充电桩的远程监控和管理。应具备自动故障诊断功能，当出现故障时，能够及时发出报警信号，并将故障信息上传至管理平台。充电桩应支持多种

支付方式，如微信支付、支付宝支付、刷卡支付等。

3电动机动车充电桩的设计

改造后的停车场将增加分散式交流充电桩，确保每个电动车停车位均设有单独充电接口，以方便停车管理。在充电桩设计中，我们综合考虑了停车场布局，确保充电桩位置便于车辆充电。

充电控制电路设计控制充电电流和电压，确保稳定充电，避免对电池造成损害。智能充电控制策略可根据不同阶段切换充电模式，优化充电过程。同时，设有过充保护和短路保护，确保充电安全。

电能计量与计费系统设计合理，选择准确电能计量装置，确保电量计量。计费模式适应不同用户需求和用电时段，注重数据传输与管理，便于用户查询和运营方管理。

4充电桩的负荷计算

分散式交流充电桩的负荷计算步骤如下：首先，确定充电桩的数量及其相关参数；接着，根据式（1）和式（2）进行计算；在计算过程中，需要系数应从表1中选取。

式（1）（2）中，Sjs代表充电设备的计算容量（kVA）；P1、P2、P3表示各类充电设备的总额定功率，一般按单相交流充电桩、三相交流充电桩、非车载充电机等进行负荷分组和分类（kW）；η1、η2、η3表示各类充电设备的工作效率，一般取0.95；cosφ1

、cosφ2、cosφ3各类充电设备的功率因数，一般大于0.9；Kt为同时系数，一般取0.8—0.9；K为需要系数，如表1所示。

5安科瑞充电桩收费运营云平台系统选型方案

5.1概述

AcrelCloud9000安科瑞充电柱收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的电动电动自行车充电站以及各个充电整法行不间断地数据采集和监控，实时监控充电桩运行状态，进行充电服务、支付管理，交易结算，资要管理、电能管理，明细查询等。同时对充电机过温保护、漏电、充电机输入/输出过压，欠压，绝缘低各类故障进行预警；充电桩支持以太网、4G或WIFI等方式接入互联网，用户通过微信、支付宝，云闪付扫码充电。

5.2应用场所

适用于民用建筑、一般工业建筑、居住小区、实业单位、商业综合体、学校、园区等充电桩模式的充电基础设施设计。

5.3系统结构