充電樁設計規范及原理

智能充電樁的研究是與電動汽車產業化同步發展的，我國與西歐、北美等發達國家基本上處于同一起跑線上。但在一些簡易充電樁的建設上，北美等發達國家顯然已經走在前頭，譬如美國，由于政府的鼓勵與法律政策的扶持，電動汽車數量相對較多，通用汽車公司生產的EVl、日本豐田公司的RAV4EV等已經在美國進入了家庭，在其大多數城市內均已建立了多個簡易充電樁，包括非接觸式充電樁與接線式充電樁。在我國，充電樁的研究隨著電動汽車示范運行的開展也已經開始取得了一些突破性的進展。

充電樁設計規范性引用文件

下列文件中的條款通過本規范的引用而構成本規范的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本規范，然而，鼓勵根據本規范達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本規范。

GB 50052-2009 供配電系統設計規范

GB 50053 10kV及以下變電所設計規范

GB 50054 低壓配電設計規范

GB 12325-2008 電能質量供電電壓允許偏差

GB/T 14549 電能質量公用電網諧波

GB 17625.1-2003 電磁兼容限值諧波電流發射限值（設備每相輸入電流≤16A）

GB/Z 17625.6-2003 電磁兼容限值對額定電流大于16A的設備在低壓供電系統中產生諧波電流的限制

GB/T 50063-2008 電力裝置的電測量儀表裝置設計規范

GB 50217-2008 電力工程電纜設計規范

GB 50229-2006 火力發電廠與變電站設計防火規范

GB 50016-2006 建筑設計防火規范

GB 50058 爆炸和火災危險環境場所電力裝置設計規范

GB 50057 建筑物防雷設計規范（2000年版）

GB 50034-2004 建筑照明設計標準

GB 50156-2006 汽車加油加氣站設計與施工規范

GB 50289 城市工程管線綜合規劃規范

GB 4208-2008 外殼防護等級（IP代碼）

GB 3096-2008 聲環境質量標準

DL/T 5137-2008 電測量及電能計量裝置設計技術規程

DL/T 621 交流電氣裝置的接地

DL 5027 電力設備典型消防規程

Q/CSG 11516.1—2010 2 電監安全［2008］23號關于加強重要電力用戶供電電源及自備應急電源配置監督管理的意見

Q/CSG 10001-2004 變電站安鍵環設施標準

Q/CSG 11516.1-2010 電動汽車充電設施通用技術要求

Q/CSG 11516.3-2010 電動汽車非車載充電機技術規范

Q/CSG 11516.4-2010 電動汽車交流充電樁技術規范

Q/CSG 11516.5-2010 電動汽車非車載充電機充電接口規范

Q/CSG 11516.7-2010 電動汽車充電站監控系統技術規范

充電樁設計原理

交流充電樁電氣系統設計如圖所示，主回路由輸入保護斷路器、交流智能電能表、交流控制接觸器和充電接口連接器組成；二次回路由控制繼電器、急停按鈕、運行狀態指示燈、充電樁智能控制器和人機交互設備（顯示、輸入與刷卡）組成。

充電樁設計規范及原理

主回路輸入斷路器具備過載、短路和漏電保護功能；交流接觸器控制電源的通斷；連接器提供與電動汽車連接的充電接口，具備鎖緊裝置和防誤操作功能。

二次回路提供“啟停”控制與“急停”操作；信號燈提供“待機”、“充電”與“充滿”狀態指示；交流智能電能表進行交流充電計量；人機交互設備則提供刷卡、充電方式設置與啟停控制操作。

整體系統由四部分組成：電動汽車充電樁、集中器、電池管理系統系統（BMS）、充電管理服務平臺。

電動汽車充電樁的控制電路主要由嵌入式 ARM 處理器完成，用戶可自助刷卡進行用戶鑒權、余額查詢、計費查詢等功能，也可提供語音輸出接口，實現語音交互。用戶可根據液晶顯示屏指示選擇4種充電模式：包括按時計費充電、按電量充電、自動充滿、按里程充電等。

電動汽車充電機控制器與集中器利用CAN總線進行數據交互，集中器與服務器平臺利用有線互聯網或無線GPRS 網絡進行數據交互，為了安全起見，電量計費和金額數據實現安全加密。

充電樁設計規范及原理

電池管理系統系統（BMS）的主要功能是監控電池的工作狀態（電池的電壓、電流和溫度）、預測動力電池的電池容量（SOC）和相應的剩余行駛里程，進行電池管理以避免出現過放電、過充、過熱和單體電池之間電壓嚴重不平衡現象，最大限度地利用電池存儲能力和循環壽命。

充電服務管理平臺主要有三個功能：充電管理、充電運營、綜合查詢。充電管理對系統涉及到的基礎數據進行集中式管理，如電動汽車信息、電池信息、用戶卡信息、充電樁信息;充電運營主要對用戶充電進行計費管理;綜合查詢指對管理及運營的數據進行綜合分析查詢。

工作原理：1、充電機沒有與動力蓄電池總成建立連接時，充電機經過自檢后自動初始化為常規控制充電方式（可選擇手動，IC卡或充電機監控刺痛操作方式）。充電機采用手動操作時，應具有明確的操作指導信息。

2、充電機與動力蓄電池總成建立連接后，通過通信獲得動力蓄電池總成ECU自動控制方式（簡稱自動控制充電方式）

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