Jaké aspekty zahrnuje návrh nabíjecích stanic pro elektrická vozidla

Jako návrhář na první linii pracuji každý den na nabíjecích stanicích pro elektrická vozidla. V důsledku zhoršující se globální změny klimatu a rychlého ekonomického růstu Číny zažívají zelená doprava, jako jsou elektrické kolečka a automobily, boom, přičemž otázka nabíjení se stala klíčovou oblastí zájmu. Riskantní „Bypass Wire“ nabíjení vedlo k obrovské poptávce po profesionálních nabíjecích stanicích. Po účasti na rekonstrukci rezidenčních nabíjecích stanic společnosti CNPC First Construction sdílím své praktické zkušenosti.

I. Kontext odvětví
(1) Elektrická vozidla: Evoluce pod vedením technologií

Dnešní elektrická vozidla, od elektrických kol a tricyklů po elektrické automobily, všechna používají AC nabíjecí stanice. Pokroky v technologii baterií - vyšší energie z výzkumu a vývoje, lithiové-iontové a tuhé baterie, průlom v rychlém nabíjení - spolu s chytrým řízením a technologiemi vozidlo-síť (umožňující autonomní jízdu, tempomat, vzdálené monitorování atd.) transformovaly elektrická vozidla.

(2) Nabíjecí stanice: Rychle rostoucí trh

Rozdělené do AC/DC (AC je běžnější), čínský trh s nabíjecími stanicemi zažil explozi, dosahující 10,804 milionů jednotek do července 2024. Jsou nasazeny centralizovaně (pro velké parkoviště, dopravu) nebo decentralizovaně (pro malá parkoviště, komunity). Soustředím se na nízkoenergetické decentralizované AC stany, které dodávají energii palubním nabíječkám (převedené na DC).

II. Návrh nabíjecích stanic: Od standardů k vlastním konstrukcím
(1) Obecné požadavky: Bezpečnost, funkce, instalace

Rozvržení musí brát v úvahu energetickou, protipožární a protipovodňovou infrastrukturu. Stanice umístěte tak, aby byl snadný přístup k elektřině, mimo ohrožené oblasti, v prostorách s nízkým obsahem prachu a bez korozivních látek (nebo do vítrné strany, pokud je to nutné). Zamezte vibracím, zajistěte přístup silniční dopravy a udržujte bezpečnou vzdálenost ≥40 cm od budov pro údržbu.

Funkčně musí rozhraní splňovat unifikované standardy pro univerzální kompatibilitu. Je třeba mít více možností napájení, efektivní převod, ochranu proti rušení, vzdálené monitorování, diagnostiku poruch (s upozorněním a nahráním informací) a různé platby (WeChat/Alipay/karty).

Instalace: Plošné stanice potřebují základnu vysokou 0,2 metru (≥0,05 metru větší než stanice) pro oblasti bez stánků. Stěnové stanice jsou montovány vertikálně na stěny, s vhodnou pracovní výškou, použitelné s/v bez stánků.

(2) Stanice pro elektrická kola: Projekt CNPC First Construction

Před rekonstrukcí bylo riskantní „flying lead“ nabíjení. Navrhli jsme stanice pro elektrická kola, které jsme umístili u vchodu do jednotek (bez stánků, jako v Zhongyou Garden) nebo ve stánkách (např. Zhongyou Huayuan).

• Rozvod energie: Okruhy slouží 6-8 stanicím, používají WDZ-BYJ (F) - 0.8/1KV - 3×6 mm² dráty (chráněné ocelovými trubkami do distribučních boxů, spojené s nadřazenými okruhy). TN-S zemlení: plošné stanice jsou připojeny k hlavní síti, stěnové stanice (a stánky) jsou zazemleny pomocí 40×4 zinkovaného plochého ocelového plechu. Každá stanice podporuje ≤1200W elektrická kola, s jednofázovými zásuvkami ve stánkách. Kabely (0.6/1kV měděné jádro) a dráty (bez halogenu, odpalovzdorné) používají PVC žlabky/trubky uvnitř, přímo zakopané venku (s zinkovanými ocelovými trubkami pro vstup do budovy, uzavřené pro prevenci vody). Plošné stanice jsou umístěny v otevřených prostorech u vchodu do jednotek; stěnové na stěnách jednotek (výška 0,7-1,1m, uniformní pro komunitu, rozestup 1,2-1,5m).

• Výběr: Každá zásuvka má 220V/10A/50Hz, 2,0% přesný statický měřicí přístroj (uložení dat ze dvou období uspořádání, chráněný před ztrátou/podvodem). Stanice zaznamenávají začátek a konec nabíjení, energii před a po (resetováno na nulu po nabíjení), s platebními kartami/QR kódy a ochranou IP54+ (ochrana před přetížením/krátkým obvodem/únikem energie).

(3) Stanice pro elektrická automobily: Rekonstrukce parkoviště

Přidány jsou decentralizované AC stanice (jedna na každé místo pro auto) pro snadnou správu, umístěné pro pohodlí.

• Rozvod energie: 6,8kW/220V stanice používají přerušovače okruhů (ochrana proti krátkému obvodu a reziduálnímu proudu, bez sdílených přerušovačů). Vysokokvalitní kabely a dráty zajišťují soulad s napětím. Úplný systém zemlení (s rovnocenným vedením) zajišťuje bezpečnost.

• Rozhraní: Standardní shoda, odolné proti prachu a vodě, univerzální pro všechna EV.

• Řídicí okruh: Přesná kontrola proudu a napětí (bez škody, inteligentní přepínání režimů, ochrana proti přetížení a krátkému obvodu).

• Měření/Fakturace: Přesné měření, flexibilní fakturace (adaptabilní na potřeby/čas), s datovou správou pro uživatele a provozovatele.

III. Výpočet zatížení: Klíčový pro plánování

Pro decentralizované AC stanice určete specifikace stanic, vypočítejte pomocí vzorců (1)/(2) a použijte koeficienty poptávky z tabulky 1. To zajišťuje racionální návrh rozdělení energie.

Ve vzorcích (1) a (2) S_js představuje vypočtenou kapacitu nabíjecího zařízení (v kVA); P₁, P₂ a P₃ představují celkový nominální výkon různých typů nabíjecích zařízení. Obvykle se skupiny a klasifikace zatížení provádí podle jednofázových AC nabíjecích stanic, třífázových AC nabíjecích stanic, externích nabíječek atd. (v kW); P₁, P₂ a P₃ představují pracovní efektivitu různých typů nabíjecích zařízení, obvykle se bere 0,95; cosφ₁, cosφ₂ a cosφ₂ jsou faktory využití různých typů nabíjecích zařízení, obvykle větší než 0,9; Kt je koeficient současnosti, obvykle se bere 0,8-0,9; K je koeficient poptávky, jak je uvedeno v tabulce 1.

Závěr

S rostoucí veřejnou povědomostí o životním prostředí a pokroky v technologii elektrických vozidel, která nabízejí delší dojezd, nižší náklady a lepší nákladovou efektivitu, budou elektrická vozidla vstupovat do milionů domácností. Nabíjecí stanice, klíčová infrastruktura pro elektrická vozidla, jsou stále více přijímány. S podporou vládně-podnikové spolupráce je masivní stavba nabíjecích stanic v veřejných a soukromých parkovištích, garážích, komunitách a stanicích nevyhnutelná. Proto je standardizovaný návrh, použití a vědecká správa nabíjecích stanic klíčová. Tento článek, používající reálné projekty, shrnuje elektrický návrh nabíjecích stanic pro neautomobilové a automobilové vozidlo, poskytující referenční materiál pro podobné budoucí projekty.