Τι περιλαμβάνει η σχεδίαση σταθμών φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων;

Ως πρώτη γραμμή σχεδιαστής, εργάζομαι καθημερινά σε φορτιστές ηλεκτρικών οχημάτων. Στο πλαίσιο της επιδείνωσης της παγκόσμιας κλιματικής αλλαγής και της γρήγορης οικονομικής ανάπτυξης της Κίνας, η πράσινη μετακίνηση όπως οι ηλεκτρικές ποδήλατα και αυτοκίνητα έχει αναπτυχθεί, αλλά τα ζητήματα φόρτισης έχουν γίνει ένα κύριο εστίαση. Η ριψοκίνδυνη «Bypass Wire» φόρτιση έχει ενθαρρύνει τη μεγάλη ζήτηση για επαγγελματικούς φορτιστές. Συμμετέχοντας στην αναβάθμιση των φορτιστών στις κατοικίες της CNPC First Construction, μοιράζομαι την πρακτική μου εμπειρία.

I. Πλαίσιο Τομέα
(1) Ηλεκτρικά Οχήματα: Εξέλιξη Τεχνολογικά Δρομολογημένη

Τα σημερινά ηλεκτρικά οχήματα, από ηλεκτρικές ποδήλατα/τρίκυκλα έως ηλεκτρικά αυτοκίνητα, χρησιμοποιούν φορτιστές AC. Οι προόδους στην τεχνολογία ακμών (υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα από την έρευνα και ανάπτυξη, λιθιοϊονικές/στερεές ακμές, διασπορική φόρτιση) καθώς και η νοημονική οδήγηση και η τεχνολογία οχήματος-σε-δίκτυο (που επιτρέπει αυτόματη οδήγηση, ρυθμιστήρα σταθερής ταχύτητας, απομακρυσμένη παρακολούθηση κλπ.) έχουν μετατρέψει τα ηλεκτρικά οχήματα.

(2) Φορτιστές: Ανθούσα Αγορά

Χωρισμένοι σε AC/DC (το AC είναι πιο κοινό), ο Κινέζικος αγοράς φορτιστών έχει εκραγεί, φθάνοντας στα 10.804.000 μονάδες έως τον Ιούλιο 2024. Είναι εγκατεστημένοι κεντρικά (για μεγάλα πάρκινγκ, μεταφορά) ή αποκεντρωμένα (για μικρά πάρκινγκ, κοινότητες). Εστιάζω σε χαμηλή ισχύ αποκεντρωμένους φορτιστές AC, οι οποίοι παρέχουν ισχύ σε εγκατεστημένους φορτιστές (μετατρέποντας σε DC).

II. Σχεδιασμός Φορτιστών: Από Πρότυπα έως Προσαρμοσμένες Κατασκευές
(1) Γενικές Απαιτήσεις: Ασφάλεια, Λειτουργία, Εγκατάσταση

Η διάταξη πρέπει να λαμβάνει υπόψη την ηλεκτρική, πυρηνική, καταστροφική υποδομή. Τοποθετήστε τους φορτιστές για εύκολη πρόσβαση στην ηλεκτρική ενέργεια, μακριά από επικίνδυνα, σε χαμηλό σκόνη, μη επιβλαβή περιοχές (ή κάτω από τον άνεμο αν απαιτείται). Αποφύγετε τις δονήσεις, διασφαλίστε την πρόσβαση της κυκλοφορίας και διατηρήστε ασφαλή απόσταση ≥40cm από τις κατασκευές για συντήρηση.

Λειτουργικά, οι διεπαφές ακολουθούν ενιαία πρότυπα για παγκόσμια συμβατότητα. Χρειάζονται πολλές επιλογές ισχύος, αποτελεσματική μετατροπή, αντιπαρείρηση, απομακρυσμένη παρακολούθηση, διάγνωση παρακμών (με ειδοποιήσεις/ανέβασμα πληροφοριών) και διάφορες πληρωμές (WeChat/Alipay/κάρτες).

Εγκατάσταση: Οι φορτιστές στο δάπεδο χρειάζονται θεμέλιο 0.2m ύψους (≥0.05m μεγαλύτερο από τον φορτιστή) για περιοχές χωρίς κατασκευή. Οι τοίχους εγκαταστάνται κατακόρυφα σε τοίχους, λειτουργική ύψος, χρησιμοποιούμενοι με/χωρίς κατασκευή.

(2) Φορτιστές Ηλεκτρικών Ποδηλάτων: Έργο CNPC First Construction

Πριν την αναβάθμιση, η «flying lead» φόρτιση ήταν επικίνδυνη. Σχεδιάσαμε φορτιστές για ηλεκτρικά ποδήλατα, προσθέτοντάς τους στις είσοδους των μονάδων (κοινότητες χωρίς κατασκευή όπως η Zhongyou Garden) ή σε κατασκευές (π.χ., Zhongyou Huayuan).

• Διανομή Ρεύματος: Τα κύκλωμα υπηρετούν 6-8 φορτιστές, χρησιμοποιώντας WDZ-BYJ (F) - 0.8/1KV - 3×6 mm² καλώδια (προστατευμένα από χάλυβα σωλήνες σε διανομικά κουτιά, συνδεδεμένα με επιπλέον κύκλωμα). TN-S γείωση: οι φορτιστές στο δάπεδο συνδέονται με το κύριο δίκτυο, οι τοίχους (και κατασκευές) γειώνονται μέσω 40×4 βαμμένων επίπεδων χάλυβα. Κάθε φορτιστής υποστηρίζει ≤1200W ηλεκτρικά ποδήλατα, με μονοφάσεις σύνδεσεις σε κατασκευές. Τα καλώδια (0.6/1kV χαλκού) και καλώδια (χωρίς αλόγιστα, αντιπυρικά) χρησιμοποιούν PVC κανάλια/σωλήνες εσωτερικά, άμεση απόθεση εξωτερικά (με βαμμένες χάλυβα σωλήνες για είσοδο κτιρίων, σφραγισμένες για πρόληψη νερού). Οι φορτιστές στο δάπεδο βρίσκονται σε ανοιχτά χώρα στις είσοδους των μονάδων, οι τοίχους στους τοίχους των μονάδων (0.7-1.1m ύψος, ομοιόμορφα ανά κοινότητα, 1.2-1.5m απόσταση).

• Επιλογή: Κάθε σύνδεση έχει 220V/10A/50Hz, 2.0% ακρίβεια στατικό μετρητή ενέργειας (αποθηκεύει δεδομένα 2 περιόδων, προστατευμένο από απώλεια/τροποποίηση). Οι φορτιστές καταγράφουν την έναρξη/λήξη φόρτισης, την ισχύ πριν/μετά (επαναφορά σε μηδέν μετά τη φόρτιση), με πληρωμές κάρτας/QR κώδικα και προστασία IP54+ (φορτίο/σύνδεση/διαρροή προστασία).

(3) Φορτιστές Ηλεκτρικών Αυτοκινήτων: Αναβάθμιση Πάρκινγκ

Προστίθενται αποκεντρωμένοι φορτιστές AC (1 ανά θέση αυτοκινήτου) για εύκολη διαχείριση, τοποθετημένοι για ευκολία.

• Διανομή Ρεύματος: 6.8kW/220V φορτιστές χρησιμοποιούν σπάσιμα (προστασία από σύνδεση/επιστροφικό ρεύμα, χωρίς κοινά σπάσιμα). Υψηλής ποιότητας καλώδια/καλώδια εξασφαλίζουν τη συμμόρφωση με την τάση. Πλήρης σύστημα γείωσης (με ισοποτενσιακή σύνδεση) εξασφαλίζει την ασφάλεια.

• Διεπαφή: Συμβατή με πρότυπα, αντοχή σε σκόνη/νερό, παγκόσμια για όλα τα ηλεκτρικά οχήματα.

• Κύκλωμα Έλεγχου: Ακριβής έλεγχος ρεύματος/τάσης (χωρίς βλάβη, προσαρμοσμένη μετατροπή καθεστώτος, προστασία από υπερφόρτιση/σύνδεση).

• Μέτρηση/Πληρωμή: Ακριβής μέτρηση, ευέλικτη πληρωμή (προσαρμοσμένη σε ανάγκες/χρόνο), με διαχείριση δεδομένων για χρήστες/επιχειρήσεις.

III. Υπολογισμός Φορτίου: Κρίσιμος για Προγραμματισμό

Για αποκεντρωμένους φορτιστές AC, καθορίστε τις προδιαγραφές των φορτιστών, υπολογίστε μέσω των τύπων (1)/(2) και χρησιμοποιήστε τους συντελεστές απαίτησης του Πίνακα 1. Αυτό εξασφαλίζει έναν λογικό σχεδιασμό διανομής ηλεκτρικής ενέργειας.

Στους τύπους (1) και (2), S_js αντιπροσωπεύει την υπολογισμένη ικανότητα του εξοπλισμού φόρτισης (σε kVA); P₁, P₂ και P₃ αντιπροσωπεύουν τη συνολική ρυθμισμένη ισχύ διάφορων τύπων εξοπλισμού φόρτισης. Συνήθως, η ομαδοποίηση και ταξινόμηση του φορτίου γίνεται σύμφωνα με μονοφάσεις AC φορτιστές, τριφάσεις AC φορτιστές, εξωτερικοί φορτιστές κλπ. (σε kW); P₁, P₂ και P₃ αντιπροσωπεύουν την απόδοση διάφορων τύπων εξοπλισμού φόρτισης, συνήθως 0.95; cosφ₁, cosφ₂ και cosφ₂ είναι οι συντελεστές δύναμης διάφορων τύπων εξοπλισμού φόρτισης, συνήθως μεγαλύτεροι από 0.9; Kt είναι ο συντελεστής συντονισμού, συνήθως 0.8-0.9; K είναι ο συντελεστής απαίτησης, όπως φαίνεται στον Πίνακα 1.

Συμπέρασμα

Με την αύξηση της δημόσιας επίγνωσης του περιβάλλοντος και την πρόοδο της τεχνολογίας ηλεκτρικών οχημάτων, τα ηλεκτρικά οχήματα, με μεγαλύτερες αποστάσεις, χαμηλότερο κόστος και καλύτερη αποδοτικότητα, θα εισέλθουν σε εκατομμύρια οικογένειες. Οι φορτιστές, οι οποίοι είναι θεμελιώδης υποδομή για τα ηλεκτρικά οχήματα, είναι όλο και πιο ευρέως αποδεκτοί. Με τη συνεργασία κυβέρνησης-επιχειρήσεων, η μαζική κατασκευή φορτιστών σε δημόσια/ιδιωτικά πάρκινγκ, γκαράζ, κοινότητες και σταθμούς είναι αναπόφευκτη. Συνεπώς, η προτυποποιημένη σχεδίαση, χρήση και επιστημονική διαχείριση των φορτιστών είναι κρίσιμη. Αυτό το έγγραφο, χρησιμοποιώντας πραγματικά έργα, συνοψίζει το ηλεκτρικό σχεδιασμό των φορτιστών ηλεκτρικών οχημάτων, παρέχοντας αναφορές για παρόμοια μελλοντικά έργα.