电动汽车充电变电站初步设计方案

电动汽车充电站初步设计方案一.项目概况1) 项目名称：电动汽车充电站示范项目2) 项目建设性质：新建3) 项目建设内容：为满足 50 辆电动客车的充电需要，在建立一个大型电动汽车充电站一个，主要为电动公交车、电动客车等，提供充（放）电服务；建立一个中型电动汽车充电站一个，电动客车等，电动小汽车充电；建立一个 120 交流充电桩（分为 4 个小型充电站） ，主要为电动小汽车充电；二. 设计依据电动汽车充电站所依据的标准GB/T 18487.12001 电动车辆传导充电系统 一般要求GB/T 18487.22001 电动车辆传导充电系统 电动车辆与交流直流电源的连接要求GB/T 18487.32001 电动车辆传导充电系统 电动车辆与交流直流充电机(站 )GB/T 18384.12001 电动汽车 安全要求 第 l 部分:车载储能装置GB/T 18384.22001 电动汽车 安全要求 第 2 部分 :功能安全与故障防护GB/T 18384.32001 电动汽车 安全要求 第 3 部分 :人员触电防护IEC 607181997 电动道路车辆的供电设备IEC 607831984 电动道路车辆的电缆和连接UL 1564 工业电池充电器JB/T 10095-2008 工业蓄电池充电用整流设备SAEJl7722001 SAE 电动车辆传导充电连接器SAEJl7731999 SAE 电动车辆感应充电连接器Q/GDW/T 237-2008 电动汽车充电站 布置设计导则Q/GDW/T XXX-2008 电动汽车充电站 充电监控系统Q/GDW/T 238-2008 电动汽车充电站 供电系统规范Q/GDW/T 236-2008 电动汽车充电站 通用技术要求Q/GDW/T 233-2008 电动汽车非车载充电机 通用要求Q/GDW/T XXX-2008 电动汽车非车载充电机 试验方法Q/GDW/T 234-2008 电动汽车非车载充电机 电气接口规范Q/GDW/T XXX-2008 电动汽车非车载充电机 通信协议Q/GDW/T XXX-2008 电动汽车蓄电池充电用整流设备三、项目建设方案:1.1 选址1、充分发挥示范应用作用。在电动汽车推广应用的不同阶段，应采用不同的充（放）电服务模式，规划布点充（放）电设施。当前，电动汽车产业处于发展初期，在电动汽车充（放）电站建设部据规划中，应将充（放）电站的示范效应作为重点因素考虑，通过合理选址，推动社会公共众对电动汽车及其能源供给方式的理解和认识，因此，建议该大型充电站选建在公交站旁，小型充电站建设在商业区附近。1.2 建设类型根据电动汽车的设计需要，建议电站建设规模如下：1.2.1 设备配置(1)大型充电站:规模：满足 50 辆公交车充电要求；充电设备型号：TTXNY-200A/400V；充电设备功率：80kW；充电方式：慢充为主（快速充电为辅助） 。充电站需要功率：1600kW充电站额定功率：2000kW1.2.2 配置方案草图 箱 式 变 电 站充 电 机 充 电 机20套 充 电 设 备.4kV10充 电 微 机 集 中 管 理 系 统 电 动 汽 车 充 电 站 控 制 室箱 式 变 电 站A10kVA充电机采用整机结构，单台容量 80kW，充电设备采用了谐波控制技术，谐波含量控制在 2%以内，效率可达到 98%，通过和电池管理的配合，在充电过程中可以根据电池管理发送的信息调节充电参数，对电池组进行智能充电，并且实现对电网的零污染；充电模块还具有宽范围调节功能，输出电压范围 300400V，输出电流 20300A，可对不同容量电池配置的车辆进行快速充电，机器具备完善的输入输出保护功能，整个机器可靠性高，结构紧凑，使用方便。 微 机 控 制 器1次 滤 波 器 直流滤波器 直流开关保护电路输入保护电路三 相 交 流 输 入 直流输出大功率充电设备原理框图(2)中型充电站:规模：满足 10 辆公交车充电要求及 20 辆小汽车的充电要求充电设备型号：TTXNY-200A/400V；充电设备功率：80kW；充电方式：慢充为主（快速充电为辅助） 。充电站需要功率：800充电站额定功率：1000KW配置方案草图 电 动 汽 车 充 电 站 控 制 室（ 15台 充 电 机 ）箱 式 变 电 站 箱 式 变 电 站充 电 柱 10套 充 电 设 备.4kV0.4kV1040套 充 电 设 备5A5kVA充 电 柱 充 电 柱 充 电 柱(3)小型充电站:规模：满足 20 辆小汽车的充电要求采用交流充电柱 20 台 1.3配电根据充电站的规模及选址的外电网情况，需要配备相应的配电模块。当充电站规模较大并采用 10kV 外电网接入时，可以配置一个户外箱式变电站，将变压器、高低压配电设备等集中于变电站内。当充电站规模较小并采用 380V 直接接入时，可以配置一个户外配电柜，只安装必要的低压配电设备即可。1.3.1 交流充电柱交流充电柱设置于停车位附近，为车载充电机提供供电电源，用于车辆的慢速充电。充电柱还具备用户身份识别、计量、计费等功能。1.3.2 快速充电机和直流充电柱快速充电机设置于集装箱或类似于户外箱式变电站的箱式结构中，直流输出接至直流充电柱，充电机接受充电柱的控制，实现为车辆的快速补充充电。1.3.3监控系统在设备之间建立 CAN 监控网络，形成 CAN 通信节点，然后可以利用 CAN 转 TCP/IP 技术，将其接入互联网。这样，既可以在充电站附近设立监控室，也可以在远离充电站的位置设立监控室，接入互联网即可监控充电站的各个设备运行情况。同时，在示范车辆上装设 GPRS 模块及 GPS 模块，在监控室内设置车辆运行监控监控中心，对车辆电池数据进行实时采集、存储、分析和处理，跟踪车辆运行情况，实现蓄电池充电提示、故障预警、保养提醒等高级服务功能。1.3.4预期效果充电站预期的平面布置和立体效果如下图中所示。快换机构箱停车位 停车位 停车位 休 息 室树树（长*宽高：20*8 Fet） 北门 卫 室停车位 停车位 停车位配电、充电机箱（长*宽高：20*8 Fet） 监 控 室强 电 孔 弱 电 孔直 流 充 电 柱强 电 孔 弱 电 孔交 流 充 电 柱电 缆 沟纯 电 动 乘 用 车 示 范 充 电 站 布 局 平 面 图伸缩门 说 明 ： 现 有 墙 体 ；示 范 站 规 划 红 线 ；门强 电 孔 弱 电 孔交 流 充 电 柱强 电 孔 弱 电 孔直 流 充 电 柱强 电 孔 弱 电 孔直 流 充 电 柱强 电 孔 弱 电 孔交 流 充 电 柱储 能 箱（ 长 *宽 高 ： 20*8 Fet）图 例 ： 1： 0；2 充放电设备选配2.1 电动汽车整车式(中型)充电站电源概述：用于电动车固定式中型充电站的电动车充电电源，可以通过模块并联冗余的形式进行系统容量的扩展。通过 CAN 总线和电池巡检或车载仪表连接，根据电池巡检的给定参数运行，可设定不同的充电运行模式。 主要特点： 车充电源系统和充电管理屏分开，由充电管理屏实现对电动车充电的管理、计费和相应的电池状态检测。采用智能化控制，可实时提供充电器的运行参数和诊断信息。 模块化：高频整流模块冗余备份运行，均流度高，通过长时间短路试验和高温老化，可工作于有微机监控器和无微机监控器两种模式，采用成熟的技术和工艺，可靠性高。 智能化控制：模块输出提供调压口、调流口、电压电流反馈模拟信号、外部开关机口等等；可根据蓄电池容量根据监控器给定信号连续设定限流点，根据电池品种连续设定均充、浮充电压。均、浮充充电模式自动转换。 输入功率因数高，电磁兼容性能好：交流输入采用三相有源功率因数校正技术，输入功率因数高达 0.99，输入电流畸变率小于 5。 采用谐振软开关技术，转换效率高，体积小，整机的峰值效率高达 93以上。 输出可长时间短路工作，短路电流恒定为系统最大输出电流。 输出直流电压及电流调节范围宽，可以适用于不同电压等级的蓄电池。 保护齐全：交流电压过高、过低保护；输出过压/欠压、过流保护、温度过高保护、过载保护、蓄电池反接保护、电流冲击浪涌保护。 技术指标：输入线电压(V) 380V20输入电压类型 三相三线+APFC交流电网频率(Hz) 45-65 Hz交流输入指标 PF0.99 THD5%输出功率 30KW输出直流电压 400V 600V输出直流电流 75A 50A稳压精度 0.5%稳流精度 0.5%纹波系数 0.2%峰值效率 93%输出电流(A) 0- 75A 0- 50A输出电压(V) 250400V 400600V短路电流(A) 75A 50A绝缘强度 2000VAC/50Hz 20mA,1min 无闪落通讯方式 2 路 CAN，1 路 RS485,1 路 RS2322.2 电动汽车整车式(大型)充电站电源概述：用于电动车固定式（大型）充电站的电动车充电电源，可以通过模块并联冗余的形式进行系统容量的扩展。通过 CAN 总线和电池巡检或车载仪表连接，根据电池巡检的给定参数运行，可设定不同的充电运行模式，可实现快速充电模式。 主要特点： 车充电源系统和充电管理屏分开，由充电管理屏实现对电动车充电的管理、计费和相应的电池状态检测。采用智能化控制，可实时提供充电器的运行参数和诊断信息。 模块化：高频整流模块冗余备份运行，均流度高，通过长时间短路试验和高温老化，可工作于有微机监控器和无微机监控器两种模式，采用成熟的技术和工艺，可靠性高。 智能化控制：模块输出提供调压口、调流口、电压电流反馈模拟信号、外部开关机口等等；可根据蓄电池容量根据监控器给定信号连续设定限流点，根据电池品种连续设定均充、浮充电压。均、浮充充电模式自动转换。 输入功率因数高，电磁兼容性能好：交流输入采用三相有源功率因数校正技术，输入功率因数高达 0.99，输入电流畸变率小于 5。 采用谐振软开关技术，转换效率高，体积小，整机的峰值效率高达 99以上。 输出可长时间短路工作，短路电流恒定为系统最大输出电流。 输出直流电压及电流调节范围宽，可以适用于不同电压等级的蓄电池。 保护齐全：交流电压过高、过低保护；输出过压/欠压、过流保护、温度过高保护、过载保护、蓄电池反接保护、电流冲击浪涌保护。技术指标：10KW(400V,600V)充电电源充电电源 30KW(400V,600V) 电源柜电源柜 充电柱充电柱输入线电压(V) 380V20输入电压类型 三相三线+APFC交流电网频率(Hz) 45-65 Hz交流输入指标 PF0.99 THD5%输出功率 60KW输出直流电压 400V 600V输出直流电流 150A 100A稳压精度 0.5%稳流精度 0.5%纹波系数 0.2%峰值效率 98%输出电流(A) 0- 150A 0- 100A输出电压(V) 250400V 400600V短路电流(A) 150A 100A绝缘强度 2000VAC/50Hz 20mA,1min 无闪落通讯方式 2 路 CAN，1 路 RS485,1 路 RS23240KW(400V,600V)充电电源充电电源40KW(400V,600V)充电电源充电电源充电柱充电柱2.3 动力蓄电池维护及测试系统概述：用于电动汽车动力电池的检测和维护，可对动力电池进行充电、放电、暂停、停机等功能控制，对动力蓄电池电压、温度、充放电电量等数据实时显示、数据记录，可检测出落后或故障电池，并可延长电池寿命。 主要特点： 采用先进的电力电子和微机控制技术，可实现交直流电能的双向流动。蓄电池组的放电能量可直接回馈交流供电电网。直流侧电压可在较宽范围内连续调节，适应多种蓄电池串联方式。 蓄电池数据采集系统实时测量蓄电池单体的电压、温度、充放电电流、充电放电量等参数。电压采集点最大可达 32 个，温度采集点最多可达 12 个。 人机交互平台是基于计算机的监控软件，可完成对充放电机的充电、放电、暂停、停机等控制，对动力蓄电池电压、温度、充放电电量等数据的实时显示、数据记录等功能，并实现对整个系统的智能控制。 各部分单元通过 CAN2.0B 通信总线相连接，实现数据的实时交互，具有高可靠性等特点。技术指标：输入电压 AC38010%，三相四线制充电电压 DC30150V最大充电电流 100A最大充电功率 10kW稳压精度 1%稳流精度 1%功率因数 0.99（满载）效率 85%（满载）电流谐波总畸变率 5%（满载）输入电压 DC30150V最大放电电流 100A最大放电功率 10kW稳流精度 1%功率因数 0.99（满载）效率 85%（满载）电流谐波总畸变率 5%（满载）电压测量误差 10mV温度测量误差 0.5电流测量精度 0.5%工作环境温度 -2040工作环境湿度 5%93%（40）安装条件 室内模块 2主板充放电机模块 1电池 1电池 2电压温度电流蓄电池组数据采集系统人机交互平台直流充电交流电网插头 插头三相四线通信网络2.4 智能化电动汽车充电柱概述：本产品是充电机为电动汽车充电的辅助设备，提供充电接口、人机接口等功能，对电动汽车的充电进行控制，实现充电开停机，插卡计费等操作。充电柱由嵌入式单片机经二次开发后作为主控制器，包括 IC 卡管理、充电接口管理、凭据打印、联网监控等功能，是充电操作人员进行操作的人机界面。主要特点： 界面显示：显示提示信息、用户 IC 卡信息、充电相关信息等内容，是充电装置提供给用户和管理员的唯一可视内容； 身份识别：读取 IC 卡内信息，识别用户身份及相关信息； 充电操作：提供操作按钮，用于用户充电操作和管理员管理操作； 控制输出接触器：管理输出接触器，实现对充电输出的控制； 与充电机交互：向充电机发送控制指令、开关量信号，控制充电机启动与停止，获取充电机工作状态信息； 费用收取：收取充电费用，进行卡内余额信息的读写操作； 票据打印：打印用户充电费用的票据； 数据管理：管理各项数据，保护数据的完整性、安全性，提供管理员查询、拷贝、删除等功能； 系统配置：管理员进行系统配置，实现不同充电装置的相关设置； 其他：提供用户操作帮助、异常信息提示等功能。充 电 柱 充 电 柱 电 动 汽 车 充 电 站 控 制 室充 电 电 源3、工程建设预算要求一、大型充电站预算（设备、土建、设计费、施工费）序号 设备名称 数量单价（万元） 小计（万元） 合计(万元)一 配电设备预算1 进出线电缆（YJV22-10-3*95） 1 套 20 202 变压器（干式、低损耗型 2 X 1000kvA/10） 2 台 15 303 高压环网柜（高压中置柜） 2 面 4 84 抽屉柜（额定电流不小于 1600A) 10 面 3 305低压配置直流电源柜 1 面 5 56 交流柜 1 面 2 295 万元二 充(放)电设备预算1 直流充电柱 20 台 3 602 充电机 2