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摘要：设计充电桩已成为了民用建筑中电气设计的一个重要内容。基于此，本文就对民用建筑地下车库充电桩配电设计问题进行分析，并提出解决方案。
关键词：民用建筑;地下车库;充电桩;配电设计
1充电桩的分类及技术要求
1.1充电桩的分类
充电桩可以分为直流充电桩和交流充电桩。前者俗称“快充”，顾名思义，其最大的特点是电压与电流调整幅度较大，充电速度快，但对于汽车上的电池损耗较大，主要由充电机柜和直流充电桩组成，占用面积较大。民用建筑的停车场主要设置的充电桩为交流充电桩，其特点是系统简单、操作简单、占地面积小，但缺点是充电时间较长。主要适用于住宅小区停车场、大型商场停车场、公共停车场等。民用建筑地下车库常用的充电桩技术参数如表1。
1.2充电桩的技术要求
就民用建筑常用的交流充电桩进行技术要求的分析，交流充电桩应该要具有为电动汽车提供安全可靠的充电能力。在进行充电时，能显示充电状态、计费信息、充电电量等基本的信息。具备在进行充电时能够及时的关掉开关，甚至切断电源的能力，具备在发生一些异常的情况时，如漏电、短路等情况，可以进行自我保护及故障报警的功能，具备能够组成监控管理系统的通讯能力。电源线采用阻燃电缆和护管等材料，通过安装空气开关进行漏电等自我保护，同时其保护接地端必须接地并配备符合其装置的环保材料，即阻电功能，在这一方面可采用TN-S系统等具有自我保护功能的系统。
2地下车库充电桩配电设计要注意的问题
2.1配置充电桩的位置
新建汽车库内配建的分散充电设施在同一防火分区内应集中布置，并应符合下列规定：第一，布置在一、二级耐火等级的汽车库的首层、二层或三层当设置在地下或半地下时，宜布置在地下车库的首层，不应布置在地下建筑四层及以下。第二，设置独立的防火单元，每个防火单元的最大允许建筑面积应符合表2的规定。
地下车库配置充电桩的位置应综合考虑电动汽车的类别、进出民用建筑的车流、地下车库的位置、配电设置等因素。通常交流充电桩放置在各层不同的防火分区，直流充电桩放置在车库进出口附近的防火区。如果充电桩的数量不多，可以尽量集中地放置在同一个防火区域，便于集中管理。
2.2设置配电箱
配电箱可以根据实际需求设置一个或多个，根据数量的多少在低压柜中设置相应数量的回路，配电箱安装的位置应是充电桩附近的强电间里面。
2.3充电桩的安装方式
民用建筑地下车库充电桩的安装方式有两种：落地式及壁挂式。落地式充电桩一般选择安装在车尾端部，离地0.3m。一般有条件的会选择壁挂式充电桩的安装方式。壁挂式充电桩安装方式将其安装在墙上或者是柱子上，不会占用车位的空间，壁挂式充电桩的高度应该适当提高。如果不是靠墙的车位，需要考虑安装在柱子上，同时要避免影响消防栓等其它功能设施。
2.4回路设置方式
在回路设置上，要注意短路及剩余电流保护，可采用低压断路器，剩余电流保护可采用选定额定动作电流的方式，以便减少短路或电量过载造成的起火等事故，保障在使用充电桩充电过程中的安全。
3充电桩配电设计解决方案分析
3.1项目的情况及设计
以某市一个大型住宅小区为例，其建筑面积约为35万m2，地下车库设计的车位数共有2260个。按照相关条例及要求，新建的住宅小区应按照20%的车位数建设地下车库充电桩设施，其余的逐步进行建设。但结合实际的新能源汽车发展情况，住宅小区的建设时间较短。如果按照比例建设20%的充电桩，建立独立的充电桩的配电所，可能会带来配电设施的闲置。所以，可以将20%车位数的充电桩的电源接入住宅小区的配电所，并适当提高配电所的容量。把20%车位数的充电桩分布在小区的配电所周围，分步建设，避免资源浪费。在设计方案阶段，可以按照充电桩拥有独立的配电室进行设计，计算充电桩的总容量等，更好的确定配电设计方案。
3.2充电桩的输入总容量核算
根据单个充电桩的输入容量，计算出住宅小区20%停车位数的充电桩所需的总容量共980kVA。住宅小区远期设计中剩余80%停车位数的充电桩所需总容量共3920kVA。此类计算，是根据市面上的纯电动汽车进行计算的，充一次电能行驶150～250km。根据该市的数据调查，人均使用车行使的里程约为20km/d。先期设计中450个充电桩同时充电的概率为20～33%，远期设计中的概率相同。还需要说明的是，在计算充电桩配电所需要的输入容量是以理想的交流充电桩作为基础的。
3.3先期设计
20%车位数充电桩的配电根据预期的设计，此住宅小区平均每一个配电所为90～100个充电桩提供充电，总负荷大约为272kVA。按照地下车库的设计，每一个配电所能提供地下车库4～5个防火分区的车位，每个防火分区大致有20～30个充电桩。根据不同的防火分区设计的停车位数量不同，充电桩的配电设计也不相同。此外，完整的充电设施应安装相应的计费与监控系统。当充电桩初具规模时，可以根据实际情况简化监控系统，并预留有线或无线的网络接口，以便监控系统的功能能够进一步扩展。监控系统的主机可以设置于管理室、值班室等地方，便于管理人员能及时对地下车库充电桩进行管理及维护，为充电设施提供安全、可靠的运行保障。
3.4远期设计
在应用中，应考虑实际情况，远期容量配置要根据先期20%数量的充电桩的相关运行情况，观察电动汽车车载充电机的技术情况、电池技术、充电桩安全检测技术等的具体情况，为远期设计100%车位数充电桩的配电做好数据基础的准备，结合相应的参数来规划远期充电桩负荷容量的设计。
4结语
综上，随着我国节能减排政策的大力开展，电动汽车将会得到越来越多的使用，相应的充电桩的建设也会得到更多的推广。为满足人们對充电汽车的需求，在符合政策以及法律法规要求下，在民用建筑地下库进行充电桩的安装，并做好相关配电设计的工作。
参考文献
[1]廖飞.民用建筑地下车库充电桩配电设计解决方案[J].低碳世界，2018.
[2]池强稳.某大型小区地下车库电动汽车充电桩配电设计探讨[J].河南建材，2017.
作者信息
姓名：冉孟江（1987.6.29），性别：男;籍贯：重庆万州;民族：汉;学历：本科;职称：中级;职务：主任工程师;研究方向：建筑电气。
姓名：汪川（1988.11.25），性别：男;籍贯：四川邻水;民族：汉;学历：本科;职称：注册电气工程师（供配电）、中级;职务：副主任工程师;研究方向：建筑电气。
关键词：民用建筑;地下车库;充电桩;配电设计
1充电桩的分类及技术要求
1.1充电桩的分类
充电桩可以分为直流充电桩和交流充电桩。前者俗称“快充”，顾名思义，其最大的特点是电压与电流调整幅度较大，充电速度快，但对于汽车上的电池损耗较大，主要由充电机柜和直流充电桩组成，占用面积较大。民用建筑的停车场主要设置的充电桩为交流充电桩，其特点是系统简单、操作简单、占地面积小，但缺点是充电时间较长。主要适用于住宅小区停车场、大型商场停车场、公共停车场等。民用建筑地下车库常用的充电桩技术参数如表1。
1.2充电桩的技术要求
就民用建筑常用的交流充电桩进行技术要求的分析，交流充电桩应该要具有为电动汽车提供安全可靠的充电能力。在进行充电时，能显示充电状态、计费信息、充电电量等基本的信息。具备在进行充电时能够及时的关掉开关，甚至切断电源的能力，具备在发生一些异常的情况时，如漏电、短路等情况，可以进行自我保护及故障报警的功能，具备能够组成监控管理系统的通讯能力。电源线采用阻燃电缆和护管等材料，通过安装空气开关进行漏电等自我保护，同时其保护接地端必须接地并配备符合其装置的环保材料，即阻电功能，在这一方面可采用TN-S系统等具有自我保护功能的系统。
2地下车库充电桩配电设计要注意的问题
2.1配置充电桩的位置
新建汽车库内配建的分散充电设施在同一防火分区内应集中布置，并应符合下列规定：第一，布置在一、二级耐火等级的汽车库的首层、二层或三层当设置在地下或半地下时，宜布置在地下车库的首层，不应布置在地下建筑四层及以下。第二，设置独立的防火单元，每个防火单元的最大允许建筑面积应符合表2的规定。
地下车库配置充电桩的位置应综合考虑电动汽车的类别、进出民用建筑的车流、地下车库的位置、配电设置等因素。通常交流充电桩放置在各层不同的防火分区，直流充电桩放置在车库进出口附近的防火区。如果充电桩的数量不多，可以尽量集中地放置在同一个防火区域，便于集中管理。
2.2设置配电箱
配电箱可以根据实际需求设置一个或多个，根据数量的多少在低压柜中设置相应数量的回路，配电箱安装的位置应是充电桩附近的强电间里面。
2.3充电桩的安装方式
民用建筑地下车库充电桩的安装方式有两种：落地式及壁挂式。落地式充电桩一般选择安装在车尾端部，离地0.3m。一般有条件的会选择壁挂式充电桩的安装方式。壁挂式充电桩安装方式将其安装在墙上或者是柱子上，不会占用车位的空间，壁挂式充电桩的高度应该适当提高。如果不是靠墙的车位，需要考虑安装在柱子上，同时要避免影响消防栓等其它功能设施。
2.4回路设置方式
在回路设置上，要注意短路及剩余电流保护，可采用低压断路器，剩余电流保护可采用选定额定动作电流的方式，以便减少短路或电量过载造成的起火等事故，保障在使用充电桩充电过程中的安全。
3充电桩配电设计解决方案分析
3.1项目的情况及设计
以某市一个大型住宅小区为例，其建筑面积约为35万m2，地下车库设计的车位数共有2260个。按照相关条例及要求，新建的住宅小区应按照20%的车位数建设地下车库充电桩设施，其余的逐步进行建设。但结合实际的新能源汽车发展情况，住宅小区的建设时间较短。如果按照比例建设20%的充电桩，建立独立的充电桩的配电所，可能会带来配电设施的闲置。所以，可以将20%车位数的充电桩的电源接入住宅小区的配电所，并适当提高配电所的容量。把20%车位数的充电桩分布在小区的配电所周围，分步建设，避免资源浪费。在设计方案阶段，可以按照充电桩拥有独立的配电室进行设计，计算充电桩的总容量等，更好的确定配电设计方案。
3.2充电桩的输入总容量核算
根据单个充电桩的输入容量，计算出住宅小区20%停车位数的充电桩所需的总容量共980kVA。住宅小区远期设计中剩余80%停车位数的充电桩所需总容量共3920kVA。此类计算，是根据市面上的纯电动汽车进行计算的，充一次电能行驶150～250km。根据该市的数据调查，人均使用车行使的里程约为20km/d。先期设计中450个充电桩同时充电的概率为20～33%，远期设计中的概率相同。还需要说明的是，在计算充电桩配电所需要的输入容量是以理想的交流充电桩作为基础的。
3.3先期设计
20%车位数充电桩的配电根据预期的设计，此住宅小区平均每一个配电所为90～100个充电桩提供充电，总负荷大约为272kVA。按照地下车库的设计，每一个配电所能提供地下车库4～5个防火分区的车位，每个防火分区大致有20～30个充电桩。根据不同的防火分区设计的停车位数量不同，充电桩的配电设计也不相同。此外，完整的充电设施应安装相应的计费与监控系统。当充电桩初具规模时，可以根据实际情况简化监控系统，并预留有线或无线的网络接口，以便监控系统的功能能够进一步扩展。监控系统的主机可以设置于管理室、值班室等地方，便于管理人员能及时对地下车库充电桩进行管理及维护，为充电设施提供安全、可靠的运行保障。
3.4远期设计
在应用中，应考虑实际情况，远期容量配置要根据先期20%数量的充电桩的相关运行情况，观察电动汽车车载充电机的技术情况、电池技术、充电桩安全检测技术等的具体情况，为远期设计100%车位数充电桩的配电做好数据基础的准备，结合相应的参数来规划远期充电桩负荷容量的设计。
4结语
综上，随着我国节能减排政策的大力开展，电动汽车将会得到越来越多的使用，相应的充电桩的建设也会得到更多的推广。为满足人们對充电汽车的需求，在符合政策以及法律法规要求下，在民用建筑地下库进行充电桩的安装，并做好相关配电设计的工作。
参考文献
[1]廖飞.民用建筑地下车库充电桩配电设计解决方案[J].低碳世界，2018.
[2]池强稳.某大型小区地下车库电动汽车充电桩配电设计探讨[J].河南建材，2017.
作者信息
姓名：冉孟江（1987.6.29），性别：男;籍贯：重庆万州;民族：汉;学历：本科;职称：中级;职务：主任工程师;研究方向：建筑电气。
姓名：汪川（1988.11.25），性别：男;籍贯：四川邻水;民族：汉;学历：本科;职称：注册电气工程师（供配电）、中级;职务：副主任工程师;研究方向：建筑电气。