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摘 要：近几年，电动汽车已经越来越被人们熟知，但仍然没有大范围地进入人们的日常生活。对这个问题的原因已经有研究证明，除了电动汽车的电池技术有待提高之外，电动汽车充电基础设施的完善程度也极大地影响着人们的购买选择。本文对电动汽车充电设施建设与电气设计进行研究，为未来充电站网点选址布局的进一步研究提供了方向。
关键词：电动汽车；充电设施；电气设计
1 电动汽车充电设施建设的主要影响因素
1.1 充电设施要充分考虑场所和服务车辆
充电设施的布局与建设会因为停车场地的不同做出调整。比如公交停车场会选择大功率快充桩，大型公共停车场会按照一定比例选择不同功率等级的快充桩或者慢充桩，而在商业地下停车场会以慢充桩为主。同时服务车辆的不同也会影响充电设施的布局和规划。
1.2 充电设施建设要考虑建设经济因素
任何基础设施的建设都要受到建设成本的限制。要建立一个完善的充电设施网络，除了要考虑满足用户的现有需求和未来的发展空间，还要考虑充电站的建设成本、运营成本以及投资回收期等。在满足以上条件的情况下，建设时要尽可能地降低成本，争取更大的利益。
1.3 充电设施要满足不同充电时间的需要
电动汽车现行充电模式主要包括常规充电、快速充电和，其充电所需的时间从几十分钟到几个小时不等。在快速充电时，用户希望电动汽车能够随到随充，能在尽量短的时间内补足需要电量，这些就需要大功率的充电设施来满足客户的要求；在常规充电时，一般会利用上班时间或夜晚空闲时间，充电时间较长，那么需要足够多以及便捷的充电设施。
2 充电设施建设的原则
2.1 便捷性
充电设施布点不足、不合理以及单次充电时间过长，都会制约电动汽车的快速发展。所以在规划充电设施建设中，要全面的考虑用户对使用充电设施的便捷性，对不同充电方式的设施进行合理的分配布局，方便电动汽车可以随时充电。
2.2 经济性
规划充电设施建设的过程中，要秉着经济性的原则，在符合当地电动车充电需求的前提下需合理的降低建设成本。一方面，在单个充电设施的建设过程中充分利用政府补贴的政策减少建设成本，争取在一定投资总量的情况下达到覆盖范围最广化，以加快形成充电设施网络化；另一方面，采用风险共担的形式，积极鼓励多方参与市场建设，降低单个投资个体的投资成本，减少投资者建设初期的投入，并尽可能地实现投资回收。
2.3 一致性
充电设施建设规划在满足城市电动汽车充电需求的基础上，要秉着一致性的原则，与城市总体规划和交通以及电网等多方面布点规划一致。同时还需充分考虑充电设施使用效率，在满足充电需求的同时，优先与交通密度、电动汽车的发展保持一致，以提高充电设施的使用效率，避免资源浪费。
3 充换电建设规划方案
3.1 电动汽车充电站建设规划
在电动汽车充电站建设中，需要考虑到用户需求的增长以及充换电站服务能力的提升。为了满足“充电设施规划应考虑区域电动汽车发展趋势”思路，充电站建设应适度超前于电动汽车发展，经过调查显示电动汽车换电需求年增长率平均60%，但考虑到充换电站建设周期（一般为半年）等因素，故设定超前系数为30%。
3.2 电动汽车充电桩建设计划
在制定充电桩建设计划当中，跟电动汽车充电站一样，同样需要考虑用户充电需求的增长和充电桩服务能力的提升。并且应适度超前于电动汽车发展。经过调查显示电动汽车充电需求年增率年平均为200%，但考虑到充电桩建设周期（一般为三个月）等因素，故设定超前系数为50%。
3.3 商用车电动汽车充电需求及建设计划
公交车辆主要集中在白天运营，且运营期间不能停运，所以白天可以采用快充电的方式来进行电能补充，到了晚上停运时间，则在公交车停车场进行整车慢充充电。按一次充电电可以行驶50km，每辆电动公交车每次补电时间控制在30-60分钟以内。新能源商用车建议采用夜晚集中充电的方式满足第二天的运营需求。白天合理调整运营时间以便补电。
4 电气设计研究
目前多数项目电气设计仅根据预测的充电桩数量，将用电量预留在配电房内。对于大型项目，地下空间层高有限，管线较为复杂密集，竣工时室外地面铺装已完成，如未在土建施工阶段进行容量预留及管线预埋，建成后增加充电桩设施，免不了进行改造，给业主造成二次浪费。
4.1 线路敷设建议
（1）室外停车场地，应选择合适的部位预留户外配电箱，再分配电到各充电桩，线缆铺设可采用直埋穿管或者电缆沟方式。室外停车场充电桩建设一般采用立式安装方式，充电桩应靠近充电位布置，以便于充电，同时设备外廓距充电位边缘的净距保持不小于0.4m的安全距离，以满足充电设施的安装维护空间。
（2）地下车库电动汽车停车区域规划明确的项目，采用放射式或树干式配电方式，充电设施安装区域附件就近放置动力配电箱。配电线路可提前，明确线路路经，或预留专用电缆桥架，用电位置管线到位，方便将来物业和电力公司施工安装工作。
4.2 供配电
（1）应按照项目所在地政府要求的充电设施占总停车位的比例估算用电容量，拟定供电方案需报所在地供电部门申请，并得到批复。
（2）充电设施不占用住宅小区自用的公共电力容量（包括用于向住宅小区路灯、电梯、水泵等公用设施以及物业服务企业供电的电力容量），对小区常规的用电容量不造成影响。
（3）原则上利用已有配电设施，已有设施无法满足容量要求时，进行增容改造。
（4）低压电缆选择应满足《GB 50966-2014 电动汽车充电站设计规范》里对供配电的要求，即低压三相回路宜采用五芯铜芯阻燃交联聚乙烯绝缘电缆，单相回路电缆宜采用三芯电缆，零线和火线截面积应一致；
（5）低压配电设备及线路的保护应满足GB50053—2004《低压配电设计规范》中的相关规定，剩余电流保护装置应安装在供电电缆进线侧；在充电桩进线端加装防雷器，带有信号输出；可采用微断配置操作机构，具有带负荷分断能力和短路保护能力。
（6）谐波治理：充电桩为非线性负载，工作时产生谐波。依据GB/T14549—1993《电网质量公用电网谐波》要求，需符合0.38kV电压总谐波畸变率低于5%的规定，避免污染电网及对用户计量造成偏差，影响楼内的设备正常运行或造成干扰等。
（6）无功功率补偿：按照《GB 50966-2014 电动汽车充电站设计规范》的要求，无功功率补偿设备应放置在变压器低压侧，补偿容量可按照最大负荷时变压器高压侧功率因数不低于0.95确定；
5 结束语
在电动汽车的不同发展阶段，配套充电设施的建设重点和主要考虑因素也有所不同。然而，电动汽车成为未来汽车发展的主流趋势也是毋庸置疑的，因此，在建設充电设施时，除了要考虑当下电动汽车的发展情况，也要对未来的电动汽车市场进行合理的预测，并根据这个预测趋势进行充电设施的基础建设，并在电动汽车市场的不断发展中，对其充电设施的网络布局进行合理地补充和完善，为电动汽车充电设施的建设规划与长久发展提供理论基础，对促进产业的健康发展具有一定的理论与现实意义。
参考文献
[1] 吴春阳，黎灿兵，杜力，曹一家.电动汽车充电设施规划方法[J]. 电力系统自动化. 2010（24）.
[2] 辛建波，温宇宾，李睿.电动汽车充电设施建设需求预测方法探讨[J]. 江西电力. 2010（05）.
[3] 陈万锋，何佳君.论提高建筑电气设计的可靠性和经济性[J]. 科技与企业. 2016（08）.
[4] 赵晓华，李乃军，杨文宇，黄石，崔宇.电动汽车充电设施建设及发展趋势的研究与探讨[J]. 陕西电力. 2011（11）.
关键词：电动汽车；充电设施；电气设计
1 电动汽车充电设施建设的主要影响因素
1.1 充电设施要充分考虑场所和服务车辆
充电设施的布局与建设会因为停车场地的不同做出调整。比如公交停车场会选择大功率快充桩，大型公共停车场会按照一定比例选择不同功率等级的快充桩或者慢充桩，而在商业地下停车场会以慢充桩为主。同时服务车辆的不同也会影响充电设施的布局和规划。
1.2 充电设施建设要考虑建设经济因素
任何基础设施的建设都要受到建设成本的限制。要建立一个完善的充电设施网络，除了要考虑满足用户的现有需求和未来的发展空间，还要考虑充电站的建设成本、运营成本以及投资回收期等。在满足以上条件的情况下，建设时要尽可能地降低成本，争取更大的利益。
1.3 充电设施要满足不同充电时间的需要
电动汽车现行充电模式主要包括常规充电、快速充电和，其充电所需的时间从几十分钟到几个小时不等。在快速充电时，用户希望电动汽车能够随到随充，能在尽量短的时间内补足需要电量，这些就需要大功率的充电设施来满足客户的要求；在常规充电时，一般会利用上班时间或夜晚空闲时间，充电时间较长，那么需要足够多以及便捷的充电设施。
2 充电设施建设的原则
2.1 便捷性
充电设施布点不足、不合理以及单次充电时间过长，都会制约电动汽车的快速发展。所以在规划充电设施建设中，要全面的考虑用户对使用充电设施的便捷性，对不同充电方式的设施进行合理的分配布局，方便电动汽车可以随时充电。
2.2 经济性
规划充电设施建设的过程中，要秉着经济性的原则，在符合当地电动车充电需求的前提下需合理的降低建设成本。一方面，在单个充电设施的建设过程中充分利用政府补贴的政策减少建设成本，争取在一定投资总量的情况下达到覆盖范围最广化，以加快形成充电设施网络化；另一方面，采用风险共担的形式，积极鼓励多方参与市场建设，降低单个投资个体的投资成本，减少投资者建设初期的投入，并尽可能地实现投资回收。
2.3 一致性
充电设施建设规划在满足城市电动汽车充电需求的基础上，要秉着一致性的原则，与城市总体规划和交通以及电网等多方面布点规划一致。同时还需充分考虑充电设施使用效率，在满足充电需求的同时，优先与交通密度、电动汽车的发展保持一致，以提高充电设施的使用效率，避免资源浪费。
3 充换电建设规划方案
3.1 电动汽车充电站建设规划
在电动汽车充电站建设中，需要考虑到用户需求的增长以及充换电站服务能力的提升。为了满足“充电设施规划应考虑区域电动汽车发展趋势”思路，充电站建设应适度超前于电动汽车发展，经过调查显示电动汽车换电需求年增长率平均60%，但考虑到充换电站建设周期（一般为半年）等因素，故设定超前系数为30%。
3.2 电动汽车充电桩建设计划
在制定充电桩建设计划当中，跟电动汽车充电站一样，同样需要考虑用户充电需求的增长和充电桩服务能力的提升。并且应适度超前于电动汽车发展。经过调查显示电动汽车充电需求年增率年平均为200%，但考虑到充电桩建设周期（一般为三个月）等因素，故设定超前系数为50%。
3.3 商用车电动汽车充电需求及建设计划
公交车辆主要集中在白天运营，且运营期间不能停运，所以白天可以采用快充电的方式来进行电能补充，到了晚上停运时间，则在公交车停车场进行整车慢充充电。按一次充电电可以行驶50km，每辆电动公交车每次补电时间控制在30-60分钟以内。新能源商用车建议采用夜晚集中充电的方式满足第二天的运营需求。白天合理调整运营时间以便补电。
4 电气设计研究
目前多数项目电气设计仅根据预测的充电桩数量，将用电量预留在配电房内。对于大型项目，地下空间层高有限，管线较为复杂密集，竣工时室外地面铺装已完成，如未在土建施工阶段进行容量预留及管线预埋，建成后增加充电桩设施，免不了进行改造，给业主造成二次浪费。
4.1 线路敷设建议
（1）室外停车场地，应选择合适的部位预留户外配电箱，再分配电到各充电桩，线缆铺设可采用直埋穿管或者电缆沟方式。室外停车场充电桩建设一般采用立式安装方式，充电桩应靠近充电位布置，以便于充电，同时设备外廓距充电位边缘的净距保持不小于0.4m的安全距离，以满足充电设施的安装维护空间。
（2）地下车库电动汽车停车区域规划明确的项目，采用放射式或树干式配电方式，充电设施安装区域附件就近放置动力配电箱。配电线路可提前，明确线路路经，或预留专用电缆桥架，用电位置管线到位，方便将来物业和电力公司施工安装工作。
4.2 供配电
（1）应按照项目所在地政府要求的充电设施占总停车位的比例估算用电容量，拟定供电方案需报所在地供电部门申请，并得到批复。
（2）充电设施不占用住宅小区自用的公共电力容量（包括用于向住宅小区路灯、电梯、水泵等公用设施以及物业服务企业供电的电力容量），对小区常规的用电容量不造成影响。
（3）原则上利用已有配电设施，已有设施无法满足容量要求时，进行增容改造。
（4）低压电缆选择应满足《GB 50966-2014 电动汽车充电站设计规范》里对供配电的要求，即低压三相回路宜采用五芯铜芯阻燃交联聚乙烯绝缘电缆，单相回路电缆宜采用三芯电缆，零线和火线截面积应一致；
（5）低压配电设备及线路的保护应满足GB50053—2004《低压配电设计规范》中的相关规定，剩余电流保护装置应安装在供电电缆进线侧；在充电桩进线端加装防雷器，带有信号输出；可采用微断配置操作机构，具有带负荷分断能力和短路保护能力。
（6）谐波治理：充电桩为非线性负载，工作时产生谐波。依据GB/T14549—1993《电网质量公用电网谐波》要求，需符合0.38kV电压总谐波畸变率低于5%的规定，避免污染电网及对用户计量造成偏差，影响楼内的设备正常运行或造成干扰等。
（6）无功功率补偿：按照《GB 50966-2014 电动汽车充电站设计规范》的要求，无功功率补偿设备应放置在变压器低压侧，补偿容量可按照最大负荷时变压器高压侧功率因数不低于0.95确定；
5 结束语
在电动汽车的不同发展阶段，配套充电设施的建设重点和主要考虑因素也有所不同。然而，电动汽车成为未来汽车发展的主流趋势也是毋庸置疑的，因此，在建設充电设施时，除了要考虑当下电动汽车的发展情况，也要对未来的电动汽车市场进行合理的预测，并根据这个预测趋势进行充电设施的基础建设，并在电动汽车市场的不断发展中，对其充电设施的网络布局进行合理地补充和完善，为电动汽车充电设施的建设规划与长久发展提供理论基础，对促进产业的健康发展具有一定的理论与现实意义。
参考文献
[1] 吴春阳，黎灿兵，杜力，曹一家.电动汽车充电设施规划方法[J]. 电力系统自动化. 2010（24）.
[2] 辛建波，温宇宾，李睿.电动汽车充电设施建设需求预测方法探讨[J]. 江西电力. 2010（05）.
[3] 陈万锋，何佳君.论提高建筑电气设计的可靠性和经济性[J]. 科技与企业. 2016（08）.
[4] 赵晓华，李乃军，杨文宇，黄石，崔宇.电动汽车充电设施建设及发展趋势的研究与探讨[J]. 陕西电力. 2011（11）.