DB44T 1190-2013 电动汽车电池更换站设计规范

电动汽车电池更换站设计规范2013-09-16发布2013-12-16实施本标准附录A为规范性附录。本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由广东省电动汽车标准化技术委员会提出并归口。本标准主要起草单位：广州供电局有限公司、中国能源建设集团广东省电力设计研究院、南方电网科学研究院、普天新能源有限责任公司、深圳奥特迅电力设备股份有限责任公司、广东产品质量监督检验研究院、深圳市计量质量检测研究院。本标准主要起草人：吴宇宁、吴国沛、伍衡、顾军、顾衍璋、刘宝英、周钰、谭可立、张明明、郭晓斌、辛涛、杨黎峰、李鹏飞、李志刚、刘毅、陈少辉、朱华、熊凯、张敖、吴捷妤、古志华。本标准为首次发布。前言 11范围 12规范性引用文件 13术语和定义 1 25电池更换站的组成与功能 26电池更换站的类型 27站址选择 38站区规划和总布置 39供配电系统 410充电系统 711电池更换系统 912监控系统 13土建部分 14安全防护 附录A(规范性附录)本规范用词说明 附录B(资料性附录)电池更换站换电及充电架工位计算方法 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB6067.1-2010起重机械安全规程第1部分：总则GB/T14549电能质量公用电网谐波GB16895.21-2004建筑物电气装置第4-41部分：安全防护—电击防护GB/T29317-2012电动GB50015建筑给水排水设计规范GB50016-2006建筑设计防火规范GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范GB50065-2011交流电气GB50116-2008火灾自动报警系统设计规范GB50140-2005建筑灭火器配置设计规范GB50229-2006火力发电厂与变电站设计防火规范DL/T620-1997交流2从电动汽车就位后到完成电池更换(电动汽车具备行驶条件)所需的时间。4.1电池更换站的设计应遵循“统一标准、统一规划、适度超前、因地制宜、安全可靠、经济便捷”4.2电池更换站的规划设计应符合地区电动汽车发展规划及电动汽车车型发展方向。4.3电池更换站的设计除应执行本规范的规定外，还应符合现行的有关国家标准、电力行业标准。电池更换站内可包括：充电设备、电池箱更换设备、电池箱存储设备、电池检测与维护设备、监控设备、供电设施以及营业室、卫生间以及行车道、停车位等辅助服务设施。a)综合型电池更换站，指同时具备商用车和乘用车电池更换和电池充电功能的电池更换站。b)商用车电池更换站，指具备商用车电池更换和电池充电功能的电池更换站。c)乘用车电池更换站，指具备乘用车电池更换和电池充电功能的电池更换a)电池集中充电站：对电动汽车动力蓄电池进行集中充电，并为电池配送站提供动力蓄电池。站内设备应配置充电机、充电架、电池箱转运设备、电池箱检测与3b)电池配送站：从电池集中充电站或其他电池更换站取得动力蓄电池，以电池更换的方式为电7.3城区内的电池更换站，宜靠近城市道路，不宜选在城市干道的交叉路7.4电池更换站的选址应符合防火安全的要求，其防火间距应7.5电池更换站不宜设在多尘或有腐蚀性气体的7.7站址应具有适宜的地质、地形条件，应避开滑坡、泥石流和7.8电池更换站的选择不应设在地势低洼和可能积水的场所，应8.1.2电池更换站应包括综合建筑、站内外行车道、临时停车场地等。站区应进行合理规划，节省区的入口和出口至少应有两条车道与站外道路连接，充电站应设置缓冲距离或缓冲地带，附设电动汽8.2.3应根据电池更换站的设计更换能力，合理设置换电工位，48.3.1电池更换站站区竖向布置应合理利用自然地形，因地制宜确定竖向布置形式。8.3.2变电站竖向布置应与站址外现有和规划的道路、排水系统、周围场地标高8.3.3站区场地排水应根据站区地形、地区降雨量、场水方式。宜采用地面自然散流渗排、雨水明沟、暗沟(管)或混合排水方式。8.3.5站内建筑的底层设计标高高出室外地坪不应小于300mm。8.4围墙、大门及行车道m,双车道宽度不应小于6m。8.4.5站内道路转弯半径按服务车型确定，但不宜小于9m。8.4.6站内道路纵坡行车道纵向坡度宜采用0.5%～2%,不宜大于6%。8.4.8电动汽车充电站行车道的设计荷载按公路-II级考虑。根据GB50052和《关于加强重要电力用户供电电源及自备应急电源配置监督管理的意见》电监安全[2008]23号中有关对电力用户性质的划分标准，按照电池更换站在社会经济中的重要程度，将其划a)在政治上具有重大影响，或中断供电将对社会公共交通产生较大影响，在一定范围内造成社b)除此之外的其他电池更换站为三级电力用户。9.2.1电池更换站供电电源的配置，应根据地区电网的实际情况、发展规划、电池更换站的规模和用电容量确定。电池更换站宜采用双电源供电。电池更换站双电源宜采用10kV(20kV)供电，当不具备10kV(20kV)双电源供电时，其中一路可采用0.4kV供电。59.2.2申池更换站的供电容量应满足站内充换申、监控、计量、动力、照明、办公等9.3.1电池更换站电气主接线的设计应符合GB50053的规定。9.3.2采用10kV(20kV)双电源供电时，10kV(20kV)侧母线可采用单母线或单母线分段接线，0.49.3.3采用一路10kV(20kV)电源和一路0.4kV电源供电时，0.4kV侧采用单母线接线，两路电源9.3.4充电机不宜与电池更换站内其他设备共用同一回0.4kV出线。9.3.50.4kV配电系统接地型式宜采用TN-S系统。变压器应采用节能环保型变压器。单台变压器负载率不宜大于85%。高压配电装置宜采用组合电器开关柜。当单台油浸式变压器额定容量为630kVA及以下、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9.6.110kV断路器应采用保护测控一69.6.4供电系统应配置测控装置，实现各主要设备电气参数的遥测、遥信9.6.5供电系统宜配置电能质量监测装置，对电能质量参数进行监测和分析。9.7.1电池更换站接入电网公共连接点电压正弦畸变率和注入电网的谐波电流不应超过GB/T145499.7.2电池更换站的非线性用电设备接入电网所注入的谐波电流和引起公共连接点电压正弦畸变率9.8.1无功功率补偿装置应与消谐装置统筹考虑。9.8.2无功补偿装置应进行优化配置，保证在最大负荷运行时变压器10kV(20kV)侧功率因数不低于0.95。9.8.3电池更换站的无功补偿装置安装在低压侧母线上，补偿电容器容量宜按配电变压器容量的20~30%配置。9.8.4无功补偿装置中的有关电气参数应合理设置，能有效消除谐波对电网的影响和电力系统谐波压9.8.5无功补偿装置应采用自动投切。9.9.1电池更换站建筑物和电气装置防雷应符合GB50057-2010和DL/T620-1997的规定。9.9.2电池更换站电气设备接地应符合GB50065-2011和DL/T621-1997的规定。9.9.3电池更换站的防雷接地、电气设备的工作接地及保护接地宜共用接地于4Ω。9.10.1电池更换站电气照明设计应符合GB50034-2004的规定。9.10.2电池更换站平均照度值，不应低于表1所规定的数值。9.10.3站内照明灯具应优先选用配光合理、效率高、寿命长的节能灯具。室内开启式灯具的效率不低于75%,带格栅灯具的效率不低于60%。照度(1x)参考平面及其高度一般照明事故照明室内0.75m水平面充换电间7照度(1x)一般照明事故照明室内营业厅电池检测与维护间其他辅助房间-室外电池更换区域5一9.10.4室外照明宜选用金属卤化物灯或高压钠灯照明，亦可采用其他高强度气体放电灯。9.10.5当室内灯具悬挂高度在4m及以下时，宜采用荧光灯；当悬挂高度在4m以上时，宜采用高强度气体放电灯。9.10.6室内、外照明器的安装位置应便于维修。照明器与带电导体(设备)间应有足够的安全距离，对工作时有可能损坏灯罩的场所，应采用有保护罩的照明器，金属保护罩应与保护地线可靠连接。9.10.7对监控室、配电室、充换电间、主要屋内通道应装设事故应急照明。各大空间场所及疏散通道设置疏散照明，疏散通道及出入口设置疏散指示标志灯。10充电系统10.1.1充电机宜采用模块化的高频开关变换型电源，满足电池箱充电的要求，交流输入与直流输出电气隔离。10.1.2在充电机选型时，应充分考虑同一充电机对不同容量电池进行充电时的效率变化，使充电机工作在最佳效率附近。10.1.3充电机输出直流电压选择充电机输出直流电压根据下式计算：U,=nKUcm......(1)n——电池箱的串联电池单体数量；K,——充电机输出电压裕度系数，一般取1.0～1.1;Uem——单体电池最高电压，单位为V。10.1.4充电机输出直流额定电流选择充电机输出直流额定电流根据下式计算：I,=K。Im...8K.——充电机输出电流裕度系数，一般取1.0～1.25;Im——电池最大允许持续充电电流，单位为A。10.2充电机柜的结构及布置10.2.1多台充电机应组屏安装，充电机宜安装在2260mm×800mm×600mm(高×宽×深)柜内组成充10.2.2充电机柜应布置在充电架附近，柜前后应留有运行及检修通道。运行及检修通道宽度宜符合表2的要求。表2运行及检修通道宽度表采用尺寸(mm)最小10.3功能要求10.3.1充电机应具有根据电池管理系统(BMS)和监控系统提供的数据，动态调整充电参数、自动完成充电过程的功能。10.3.2充电机应具备通过接口与电池管理系统通信的功能，获得电池箱参数及充电电池的状态参数。10.3.3充电机应具备通过相应接口与监控系统通信的功能，用于将电池信息、充电机信息上传到电池更换站监控系统，并执行来自监控系统的指令。10.3.4充电机应能判断电池箱是否连接正确。与电池箱正确连接后，充电机才能允许启动充电过程。当充电机检测到与电池箱的连接不正常时，必须立即停止充电。10.3.5充电机应具有待机、充电、充满等状态指示。10.3.6充电机应能够显示直流电压、直流电流、电能量等必要的信息，故障时应有相应的告警信息。10.3.7充电机应具有手动/自动控制和输入功能，以便对充电机参数进行设定。10.3.8充电机应具备交流输入过欠压保护、交流输入过流保护、直流输出过压保护、直流输出过流保护、内部过温保护等功能。11电池更换系统911.1.1电池箱的结构设计应便于搬运和固定。电池箱宜有锁止装置确保其安装位置的正确性，并具11.1.2电池箱应具备必要的机械强度、刚度和抗振动能力。外壳防护等级不低于IP32要求。11.2.1充电架及电池存储架应与电池箱相匹配，并采用框11.2.2架体高度不宜超过3500mm且层数不宜低于4层。11.2.5充电架及电池存储架采用单列或多列布置。正面操作及检修通道宽度应根据电池箱更换操作空间和充电架检修维护所需空间确定，不宜小于1500mm。背面及侧面的通道宽度应符合表3的要采用尺寸(mm)最小11.2.6配线采用强弱电分离设计，弱电电缆应采用屏蔽电缆，强电电缆宜11.2.7充电架及电池存储架通风、显示等装置应采用220V交流供电。架体应有可靠的接地措施。11.2.8充电架应具备电池箱就位、充电机11.2.10充电架的工位配置数量计算方法参见附录B。11.3.1电池箱联接器应采用强弱电分离的结构，并具有防误插的功能。11.3.4电池箱联接器的导向机构应能修正不小于5mm的位置偏差。11.3.5在正常使用情况下的插拔次数不宜小于10000次。11.4.1电池箱更换设备根据自动化程度可分为全自动、半自动型，电池箱更换设备应具有方便快捷11.4.2全自动电池箱更换设备应具有全自动、半自动、手动、应急操作等多种可选的操作模式；半11.4.3应根据电动汽车电池箱位置、重量、尺寸、充电架的位置等确定电池箱更换设备载荷、工作11.4.4车辆就位后至车辆完成换电且驶离换电工位，乘用车电池箱更换时间不大于300s,商用车电池箱更换时间不大于600s。11.4.5电池箱更换设备如采用自动设备应能11.4.6电池箱更换设备中涉及到起重等特种作业的，应满足GB/T3811-2008及GB6067.1-2010相关规定。设备提升机构的承载部件安全系数应大于11。11.4.7电池箱更换设备应具有可靠固定电池箱的结构，确保电池箱的安全转运。应具有各种安全运转所需要的自锁、互锁、极限检测及缓冲保护装置，以防止设备、电池箱的损坏或人员伤害。11.4.8应具备异常状态的自动检测并停机功能。应在明显位置配备手动控制急停装置。急停电路具11.4.9电池箱更换设备宜采用双路电源供电并具备互投功能。11.4.10电池更换站内应配备必要的设备，以保证在电池箱更换设备停运时电池箱应急更换的需要。11.5.1站内应设置单独的检测维护其宽度不小于1.5倍电池箱长度。环境温度应控制在15-30℃。11.5.2应根据本地区电池更换站规划、地理布局、规模、运行安排、站内电池箱数量等因素确定配11.5.3检测设备应能重新标定单体电池实际容量，最大误差不超过±5%;应能检测单体电池内阻，最大误差不超过±5%;应能检测电池箱和单体电池绝缘性能，最大误差不超过±5%。11.5.4维护设备应能对电池箱中的单体电池进行单独充放电，充放电电流应根据不同厂家和型号的11.6.1车辆导引装置应能够引导驾驶员将车辆按照规定路线准确停靠在指定换电位置。必要时车辆12.1系统结构12.1.1监控系统宜由站控层、间隔层两部分组成，并用分层、分布、开放式网络系统实现连接。12.1.2站控层由计算机网络连接的主机/操作员工作站和各种功能站构成，提供站内运行的人机界面，实现控制、管理间隔层设备等功能，形成全站的监控、管理中心，并具备与上级监控管理系统通信的功能。12.1.3间隔层由站内充电监控单元、电池更换监控单元、供电监控单元、视频及环境监控单元、各种网络、通信接口设备等构成，完成面向单元设备的监测、控制等功能。12.1.4间隔层应能采集设备运行状态及运行数据，上传至站控层，并接收和执行站控层的控制命令。12.2网络通信结构12.2.1站控层各主机之间宜采用以太网连接。12.2.2视频及环境监控系统宜单独组网。12.2.3监控系统与上级监控管理系统之间的通信宜采用专线或网络通道方式。12.2.4监控系统与上级监控管理系统的纵向连接以及监控系统内部各系统的横向连接应符合《电力二次系统安全防护规定》。12.2.5电池更换站监控系统网络应预留专用通信网络接口实现与各类上级监控管理系统交换数据。12.3硬件构成12.3.1监控系统的硬件设备宜由以下几部分组成：a)站控层设备：包括主机/操作员工作站、电能计费工作站(选配)、运营管理工作站(选配)、视频及环境监控工作站及其他各项接口设备。b)间隔层设备：包括充电监控单元、电池更换监控单元、供电监控单元、视频及环境监控单元等。c)网络设备：包括网络交换机、传输设备、网络接口设备、网络连线及网络安全设备等。12.3.2站控层配置应满足整个系统的功能要求及性能指标要求，主机资源应与监控系统所控制采集的设计容量相适应，并留有扩充裕度。12.3.3主机/操作员工作站宜采用单机配置。12.3.4电能计费工作站应能完成站内电能数据的采集和处理等工作，并确保电能数据的准确、完整与可靠。12.4.1监控系统软件应包括系统软件、支持软件和应用软件。12.4.2系统软件应包括：操作系统、完整的设备诊断程序、完善的整定、调试软件和数据库。12.4.3支持软件应包括：通用和专用的编译软件及其编程环境，管理软件、人机接口软件、通信软件等。12.4.4应用软件应采用结构式模块化设计，保证系统的稳定性、可修改性和可重用性并提供友好的12.5.1站控层主机配置应能满足整个系统的功能要求及性能指标要求，主机容量应与电池更换站所12.5.2主机系统宜采用单机配置，规模较大的电池更换站可采用双机冗余配置，采用热备用方式运12.5.3应设置时钟同步系统，其同步输出接口应满足系13.1.1建构筑物的除了应满足电池更换的工艺要求外，尚应符合规划、环保、节能、节水、节材等13.1.2电池更换站建筑物室内地面应采用耐磨、不起尘、易清洁的材料，顶棚及墙面不应采用易剥13.1.3电池储备间室内应根据所存放的电池特性选用合适的装修材料，对可能泄漏具有酸性气体的电池储藏间，其墙面、顶棚、门窗、排风机的外露部分及其他金属零件宜采取防酸措施，而且应避免13.1.4电池更换站的建、构筑物的承载力、稳定、变形、抗裂、抗震及耐久性等，应符合现行国家13.1.5电动汽车充电站的建筑设计使用年限为50年，建筑结构安全等级为二级。13.1.6电动汽车充电站建筑物建筑抗震设防类别为丙类，应按本地区设防烈度进行抗震计算和采取13.1.7电动汽车充电站的建筑宜根据功能布局选取13.1.9一般地区电缆沟深度小于800mm结构，过道路处的电缆沟采用钢筋混凝土结构。对于湿陷性黄土地区、高寒地区、有盐溶或盐胀及其它特殊土质(如膨胀土、盐渍土)地区，电缆沟采用混凝土结构。400mm宽及以下的电缆支沟在穿越盖板。场地电缆沟沟壁高出地面100mm,电缆沟底以不小于0.3%的坡度放坡。13.1.12电池更换站与各类厂房、库房、堆场、储罐及其他民用建(构)筑物之间的防火间距应符合GB50016-2006中丁类厂房的规定。13.1.13电池更换站内建筑物满足耐火等级不低于二级、火灾危险性为戊类，且体积不超过3000m³时，可不设消防给水系统。13.1.14电池储备间的门应向外开启，应采用非燃烧体或难燃烧体的实体门，门的尺寸不应小于750mm×1960mm(宽×高)。13.1.15电池更换站内应设置事故电池隔离设施，如干砂覆盖等；电池存储区应设有事故电池紧急运送通道。13.2.1电池更换站的生活给水和排水设计应符合GB50015及DL/T5143的规定。13.2.2电池更换站供水水源应根据供水条件综合比较后确定，应优先选用已建供水管网供水，当采用其他水源方式困难时，可采用地表水作为供水水源。13.2.3生活用水水质应符合GB5749-2006的规定。13.2.4站区雨水、生活排水、生产废水宜采用分流制。13.2.5站内生活排水、生产废水应处理符合相应标准后排放或站内回用。13.3采暖通风与空气调节13.3.1电池更换站采暖、通风和空气调节设计应符合GB50019-2003的规定。13.3.2电池储备间室内应有良好的通风设施。对于储存可能泄漏酸性气体的房间，通风电动机或空调应为防爆式。13.3.3建筑物一般房间宜采用自然通风方式，有特殊通风要求的房间可采用机械通风。13.3.4空调房间宜采用分体式空调机，空调设备应满足环保和国家能效等级标准的规定。13.4外观和标识13.4.1电池更换站应在醒目位置设置设备标识、导引标志、安全警告标识等。13.4.2充电设备和电池箱更换设备应在醒目位置标明必要的参数和操作说明。13.4.3电池更换区应设置工作区域警示线。14安全防护14.1电池更换站消防设计，应防治和减少火灾危害，保障人身和财产安全。14.2电池更换站内包含电池的建筑物火灾危险类别为丁类，最低耐火等级为二级。各建、构筑物整体及部件的设计，除达到使用功能外，尚应符合GB50016-2006的规定。14.3根据电池更换站建筑物火灾危险性类别、耐火等级及建筑物体积，确定是否设置室内、外水消防系统。各建、构筑物应配备适当数量的移动式灭火器，用于电气装置及建筑物的灭火。灭火器应选择灭火效能高、使用方便、能长期存放不失效，喷射距离远的品种。移动式灭火器设计应符合GB50140-2005和DL5027的规定。14.6站内设置一套火灾报警系统。火灾探测报警区域包括主要设备用房和设备等。火灾探测报警系统的设计，应符合GB50116-2008的规定。14.7电池更换站应配置电击防护的电气装置，应符合GB16895.21-2004的有关规定。(规范性附录)本规范用词说明A.1为便于在执行本规范条文时