Anong mga aspeto ang kasama sa disenyo ng mga istasyon ng pagcharge ng sasakyan na elektriko

Bilang isang frontliner na disenyer, nagtatrabaho ako sa EV charging piles araw-araw. Sa gitna ng pagiging mas malubhang global climate change at mabilis na ekonomikong paglago ng China, ang green mobility tulad ng e-bikes at electric cars ay lumaganap, ngunit ang mga isyu sa pag-charge ay naging pangunahing pakialam. Ang mapanganib na "Bypass Wire" charging ay nagpataas ng malaking demand para sa mga propesyonal na charging piles. Matapos makilahok sa residential charging pile renovation ng CNPC First Construction, ina-share ko ang aking hands-on experience.

I. Konteksto ng Industriya
(1) Electric Vehicles: Tech-Driven Evolution

Ang kasalukuyang mga EV, mula sa e-bikes/tricycles hanggang sa electric cars, lahat ay gumagamit ng AC charging piles. Ang mga pag-unlad sa battery tech — mas mataas na energy density mula sa R&D, lithium-ion/solid-state batteries, at mga pagkamalaki sa fast-charging — bukod pa sa smart driving at vehicle-to-network tech (na nagbibigay-daan sa auto-drive, cruise control, remote monitoring, etc.) ay nag-reshape ng mga EV.

(2) Charging Piles: Booming Market

Nahahati sa AC/DC (mas karaniwan ang AC), ang merkado ng charging pile sa China ay sumiklab, umabot na sa 10.804 milyong yunit noong Hulyo 2024. Ito ay inilalapat nang sentral (para sa malalaking lote, transit) o de-sentral (para sa maliliit na lote, komunidad). Nagfo-focus ako sa mga low-power decentralized AC piles, na nagbibigay ng power sa on-board chargers (na iniconvert sa DC).

II. Disenyo ng Charging Pile: Mula sa Standards hanggang sa Custom Builds
(1) General Requirements: Safety, Function, Installation

Dapat na ang layout ay isipin ang power, fire, at flood infrastructure. Ilagay ang mga piles para madaling ma-access ang power, malayo sa mga panganib, sa mga lugar na may mababang dust, hindi corrosive (o downwind kung kinakailangan). Iwasan ang mga vibration, tiyakin ang access sa traffic, at panatilihin ang safe distance na ≥40cm mula sa mga structure para sa maintenance.

Sa functional aspect, ang mga interface ay sumusunod sa unified standards para sa universal compatibility. Kinakailangan ang multiple power options, efficient conversion, anti-interference, remote monitoring, fault diagnosis (kasama ang alarms/info upload), at diverse payments (WeChat/Alipay/cards).

Installation: Ang floor-mounted piles nangangailangan ng 0.2m-high foundation (≥0.05m mas malaki kaysa sa pile) para sa mga lugar na walang shed. Ang wall-mounted piles ay nakakabit pababa sa mga pader, operable height, at usable with/without sheds.

(2) E-Bike Piles: CNPC First Construction Project

Bago ang renovation, ang "flying lead" charging ay naging mapanganib. In-disenyo namin ang mga piles para sa e-bikes, idinagdag ito sa mga entrance ng unit (sa mga komunidad na walang shed tulad ng Zhongyou Garden) o sa mga shed (tulad ng Zhongyou Huayuan).

• Power Distribution: Ang circuits ay naglilingkod sa 6-8 piles, gumagamit ng WDZ-BYJ (F) - 0.8/1KV - 3×6 mm² wires (protected by steel pipes to distribution boxes, connected to upper-level standby circuits). TN-S grounding: ang floor-mounted piles ay konektado sa main grid, ang wall-mounted piles (at sheds) ay grounded via 40×4 galvanized flat steel. Bawat pile ay sumusuporta ng ≤1200W e-bikes, single-phase sockets sa mga shed. Ang cables (0.6/1kV copper-core) at wires (halogen-free, flame-retardant) ay gumagamit ng PVC troughs/pipes indoors, direct burial outdoors (with galvanized steel pipes for building entry, sealed to prevent water). Ang floor-mounted piles ay nasa open spaces sa mga entrance ng unit; ang wall-mounted ones ay sa mga pader ng unit (0.7-1.1m height, uniform per community, 1.2-1.5m spacing).

• Selection: Bawat socket ay may 220V/10A/50Hz, 2.0%-accuracy static energy meter (storing 2 settlement periods' data, protected from loss/tampering). Ang piles ay nagrerecord ng charge start/end, power before/after (reset to zero post-charge), with card/QR code payments and IP54+ protection (load/short-circuit/leakage protection).

(3) Electric Car Piles: Parking Lot Renovation

Idinagdag ang mga decentralized AC piles (isa bawat car space) para sa madaling pamamahala, naka-position para sa convenience.

• Power Distribution: Ang 6.8kW/220V piles ay gumagamit ng circuit breakers (short-circuit/residual current protection, no shared breakers). High-quality cables/wires ensure voltage compliance. A complete grounding system (with equipotential wiring) ensures safety.

• Interface: Standard-compliant, dust/water-resistant, universal for all EVs.

• Control Circuit: Precise current/voltage control (damage-free, smart mode-switching, over-charge/short-circuit protection).

• Metering/Billing: Accurate metering, flexible billing (adapting to needs/time), with data management for users/operators.

III. Load Calculation: Critical for Planning

Para sa mga decentralized AC piles, tukuyin ang specs ng pile, calculate via formulas (1)/(2), at gamitin ang demand coefficients sa Table 1. Ito ay tiyak na magbibigay ng rational power distribution design.

Sa formulas (1) at (2), S_js represents the calculated capacity of the charging equipment (in kVA); P₁, P₂, at P₃ represent the total rated power of various types of charging equipment. Generally, the load grouping and classification are carried out according to single-phase AC charging piles, three-phase AC charging piles, off-board chargers, etc. (in kW); P₁, P₂, at P₃ represent the working efficiency of various types of charging equipment, generally taken as 0.95; cosφ₁, cosφ₂, at cosφ₂ are the power factors of various types of charging equipment, generally greater than 0.9; Kt is the coincidence factor, generally taken as 0.8 - 0.9; K is the demand factor, as shown in Table 1.

Conclusion

Bilang tumaas ang publikong environmental awareness at ang teknolohiya ng EV, ang mga EV, na may mas mahabang range, mas mababang cost, at mas mahusay na cost-effectiveness, ay papasok sa milyon-milyong bahay. Ang mga charging piles, na kritikal na EV infrastructure, ay lubos na tinatanggap. Sa pamamagitan ng government-enterprise collaboration, ang malaking construction ng charging piles sa public/private parking lots, garages, communities, at stations ay hindi matatawid. Kaya, ang standardized design, use, at scientific management ng mga charging piles ay napakahalaga. Ang paper na ito, gamit ang real projects, ay sumasaraan ng electrical design ng non-motorized at motorized vehicle charging piles, nagbibigay ng reference para sa mga katulad na future projects.