การออกแบบสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้ามีด้านใดบ้าง

ในฐานะนักออกแบบแนวหน้า ฉันทำงานกับเสาชาร์จไฟฟ้าสำหรับยานพาหนะไฟฟ้าทุกวัน ในสถานการณ์ที่ภาวะภูมิอากาศโลกแย่ลงและการเติบโตทางเศรษฐกิจของจีนอย่างรวดเร็ว ยานพาหนะสีเขียวเช่น จักรยานไฟฟ้าและรถยนต์ไฟฟ้าได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น แต่ปัญหาในการชาร์จไฟได้กลายเป็นประเด็นสำคัญ "การชาร์จด้วยสายผ่าน" ที่มีความเสี่ยงได้กระตุ้นความต้องการในเสาชาร์จไฟฟ้าแบบมืออาชีพมากขึ้น หลังจากได้มีส่วนร่วมในการปรับปรุงเสาชาร์จไฟฟ้าในโครงการ CNPC First Construction ฉันขอแบ่งปันประสบการณ์จริงของฉัน

I. บริบทของอุตสาหกรรม
(1) ยานพาหนะไฟฟ้า: การพัฒนาโดยเทคโนโลยี

ยานพาหนะไฟฟ้าในปัจจุบัน ไม่ว่าจะเป็นจักรยาน/สามล้อไฟฟ้าหรือรถยนต์ไฟฟ้า ใช้เสาชาร์จไฟฟ้า AC ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของแบตเตอรี่ เช่น ความหนาแน่นพลังงานสูงจากการวิจัยและการพัฒนา แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน/แบตเตอรี่แบบแข็ง และการพัฒนาการชาร์จไฟอย่างรวดเร็ว รวมถึงเทคโนโลยีการขับขี่อัจฉริยะและการเชื่อมต่อระหว่างยานพาหนะกับเครือข่าย (ทำให้สามารถขับขี่อัตโนมัติ ควบคุมความเร็วอัตโนมัติ ตรวจสอบจากระยะไกล เป็นต้น) ได้เปลี่ยนแปลงยานพาหนะไฟฟ้า

(2) เสาชาร์จไฟฟ้า: ตลาดที่กำลังเฟื่องฟู

เสาชาร์จไฟฟ้าแบ่งออกเป็น AC/DC (AC พบมากกว่า) ตลาดเสาชาร์จไฟฟ้าของจีนได้ขยายตัวอย่างมาก ถึง 10.804 ล้านหน่วยในเดือนกรกฎาคม 2024 พวกเขาถูกติดตั้งอย่างกระจาย (สำหรับที่จอดรถขนาดใหญ่ การขนส่ง) หรือกระจาย (สำหรับที่จอดรถขนาดเล็ก ชุมชน) ฉันมุ่งเน้นไปที่เสาชาร์จไฟฟ้า AC แบบกระจายกำลังไฟต่ำ ซึ่งให้กำลังไฟแก่เครื่องชาร์จบนยานพาหนะ (แปลงเป็น DC)

II. การออกแบบเสาชาร์จไฟฟ้า: จากมาตรฐานสู่การสร้างแบบกำหนดเอง
(1) ข้อกำหนดทั่วไป: ความปลอดภัย ฟังก์ชัน การติดตั้ง

การวางโครงสร้างต้องคำนึงถึงระบบไฟฟ้า ระบบป้องกันไฟไหม้ และระบบป้องกันน้ำท่วม ติดตั้งเสาชาร์จไฟฟ้าให้เข้าถึงแหล่งพลังงานได้ง่าย ห่างจากอันตราย ในพื้นที่ที่มีฝุ่นน้อย ไม่กัดกร่อน (หรืออยู่ทางลมถ้าจำเป็น) หลีกเลี่ยงแรงสั่นสะเทือน ให้แน่ใจว่าสามารถเข้าถึงทางการจราจรได้ และรักษาระยะปลอดภัยอย่างน้อย 40 ซม. จากโครงสร้างเพื่อการบำรุงรักษา

ในด้านฟังก์ชัน ตัวเชื่อมต่อต้องปฏิบัติตามมาตรฐานที่รวมกันเพื่อความเข้ากันได้ทั่วไป มีตัวเลือกกำลังไฟหลายแบบ การแปลงกำลังไฟอย่างมีประสิทธิภาพ การป้องกันการรบกวน การตรวจสอบระยะไกล การวินิจฉัยข้อผิดพลาด (พร้อมการแจ้งเตือน/อัปโหลดข้อมูล) และการชำระเงินหลากหลายวิธี (WeChat/Alipay/บัตรเครดิต)

การติดตั้ง: เสาชาร์จไฟฟ้าที่ติดตั้งบนพื้นต้องมีฐานสูง 0.2 เมตร (ใหญ่กว่าเสาชาร์จไฟฟ้าอย่างน้อย 0.05 เมตร) สำหรับพื้นที่ที่ไม่มีหลังคา เสาชาร์จไฟฟ้าที่ติดตั้งบนผนังติดตั้งแนวดิ่งบนผนัง ความสูงที่สามารถใช้งานได้ สามารถใช้งานได้ทั้งมีหลังคาและไม่มีหลังคา

(2) เสาชาร์จไฟฟ้าสำหรับจักรยานไฟฟ้า: โครงการ CNPC First Construction

ก่อนการปรับปรุง "การชาร์จด้วยสายผ่าน" มีความเสี่ยง เราได้ออกแบบเสาชาร์จไฟฟ้าสำหรับจักรยานไฟฟ้า ติดตั้งที่ทางเข้าอาคาร (ชุมชนที่ไม่มีหลังคา เช่น Zhongyou Garden) หรือในหลังคา (เช่น Zhongyou Huayuan)

• การกระจายกำลังไฟ: วงจรให้บริการ 6-8 เสาชาร์จไฟฟ้า ใช้สาย WDZ-BYJ (F) - 0.8/1KV - 3×6 มม² (ป้องกันด้วยท่อเหล็กไปยังกล่องกระจายกำลังไฟ ต่อเข้ากับวงจรสำรองระดับบน) TN-S ต่อกราวด์: เสาชาร์จไฟฟ้าที่ติดตั้งบนพื้นต่อเข้ากับระบบไฟฟ้าหลัก เสาชาร์จไฟฟ้าที่ติดตั้งบนผนัง (และหลังคา) ต่อกราวด์ด้วยเหล็กแผ่นชุบสังกะสี 40×4 มม. แต่ละเสาชาร์จไฟฟ้ารองรับจักรยานไฟฟ้าไม่เกิน 1200W ด้วยปลั๊กไฟเฟสเดียวในหลังคา สายไฟ (ทองแดง 0.6/1kV) และสายไฟ (ไม่มีฮาโลเจน ทนไฟ) ใช้ราง PVC หรือท่อภายใน ฝังใต้ดินภายนอก (ใช้ท่อเหล็กชุบสังกะสีสำหรับการเข้าสู่อาคาร ปิดสนิทเพื่อป้องกันน้ำ) เสาชาร์จไฟฟ้าที่ติดตั้งบนพื้นติดตั้งในพื้นที่เปิดทางเข้าอาคาร เสาชาร์จไฟฟ้าที่ติดตั้งบนผนังติดตั้งบนผนังอาคาร (ความสูง 0.7-1.1 เมตร สม่ำเสมอตามชุมชน ระยะห่าง 1.2-1.5 เมตร)

• การเลือก: แต่ละปลั๊กมีมิเตอร์ไฟฟ้าสถิต ความแม่นยำ 2.0% (220V/10A/50Hz จัดเก็บข้อมูล 2 รอบการชำระเงิน ป้องกันการสูญหายและการปลอมแปลง) เสาชาร์จไฟฟ้าบันทึกเวลาเริ่ม/สิ้นสุดการชาร์จ กำลังไฟก่อน/หลัง (รีเซ็ตเป็นศูนย์หลังการชาร์จ) ด้วยการชำระเงินด้วยบัตร/QR code และการป้องกัน IP54+ (ป้องกันการโหลดเกิน/การลัดวงจร/การรั่วไหล)

(3) เสาชาร์จไฟฟ้าสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า: การปรับปรุงที่จอดรถ

เสาชาร์จไฟฟ้า AC แบบกระจายกำลังไฟถูกเพิ่ม (1 ต่อที่จอดรถ) เพื่อการจัดการที่ง่าย ติดตั้งในตำแหน่งที่สะดวก

• การกระจายกำลังไฟ: เสาชาร์จไฟฟ้า 6.8kW/220V ใช้เบรกเกอร์ (ป้องกันการลัดวงจร/กระแสไฟฟ้าคงที่ ไม่ใช้เบรกเกอร์ร่วมกัน) สายไฟ/สายเคเบิลคุณภาพสูงเพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าเหมาะสม ระบบต่อกราวด์ที่สมบูรณ์ (พร้อมสายไฟที่มีศักย์เท่ากัน) เพื่อความปลอดภัย

• ตัวเชื่อมต่อ: ปฏิบัติตามมาตรฐาน ทนทานต่อฝุ่นและน้ำ ใช้งานได้กับยานพาหนะไฟฟ้าทุกประเภท

• วงจรควบคุม: ควบคุมกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าอย่างแม่นยำ (ไม่ทำลาย สามารถเปลี่ยนโหมดการทำงานอัตโนมัติ ป้องกันการชาร์จเกิน/การลัดวงจร)

• การวัด/การชำระเงิน: การวัดที่แม่นยำ การชำระเงินที่ยืดหยุ่น (ปรับตามความต้องการ/เวลา) พร้อมการจัดการข้อมูลสำหรับผู้ใช้และผู้ดำเนินการ

III. การคำนวณโหลด: สำคัญสำหรับการวางแผน

สำหรับเสาชาร์จไฟฟ้า AC แบบกระจายกำลังไฟ กำหนดคุณสมบัติของเสาชาร์จไฟฟ้า คำนวณโดยใช้สูตร (1)/(2) และใช้สัมประสิทธิ์ความต้องการในตาราง 1 นี้ จะช่วยให้การออกแบบการกระจายกำลังไฟเป็นไปอย่างสมเหตุสมผล

ในสูตร (1) และ (2) S_js แทนกำลังไฟฟ้าที่คำนวณของอุปกรณ์ชาร์จไฟ (ใน kVA); P₁, P₂, และ P₃ แทนกำลังไฟฟ้าทั้งหมดของอุปกรณ์ชาร์จไฟประเภทต่างๆ ทั่วไปแล้ว การจัดกลุ่มและจำแนกโหลดจะทำตามเสาชาร์จไฟฟ้า AC เฟสเดียว เสาชาร์จไฟฟ้า AC สามเฟส และอุปกรณ์ชาร์จไฟภายนอก (ใน kW); η₁, η₂, และ η₃ แทนประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์ชาร์จไฟประเภทต่างๆ ทั่วไปแล้วจะใช้ 0.95; cos φ₁, cos φ₂, และ cos φ₃ แทนค่ากำลังของอุปกรณ์ชาร์จไฟประเภทต่างๆ ทั่วไปแล้วจะมากกว่า 0.9; Kt คือสัมประสิทธิ์การเกิดขึ้นพร้อมกัน ทั่วไปแล้วจะใช้ 0.8-0.9; K คือสัมประสิทธิ์ความต้องการ ดังแสดงในตาราง 1

สรุป

เมื่อความตระหนักรู้ทางสิ่งแวดล้อมสาธารณะเพิ่มขึ้นและการพัฒนาเทคโนโลยียานพาหนะไฟฟ้า ยานพาหนะไฟฟ้าที่มีระยะทางวิ่งยาว ต้นทุนต่ำ และมีประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจสูง จะเข้ามาในครอบครัวหลายล้านครอบครัว เสาชาร์จไฟฟ้า ซึ่งเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญสำหรับยานพาหนะไฟฟ้า กำลังได้รับการยอมรับมากขึ้น ด้วยความร่วมมือระหว่างภาครัฐและภาคเอกชน การสร้างเสาชาร์จไฟฟ้าจำนวนมากในที่จอดรถสาธารณะและส่วนตัว โรงจอดรถ ชุมชน และสถานีรถไฟเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังนั้น การออกแบบ การใช้งาน และการจัดการเสาชาร์จไฟฟ้าอย่างมีมาตรฐานและวิทยาศาสตร์จึงเป็นสิ่งที่สำคัญ บทความนี้สรุปการออกแบบทางไฟฟ้าของเสาชาร์จไฟฟ้าสำหรับยานพาหนะที่ไม่ใช่ยานยนต์และยานยนต์ โดยใช้โครงการจริง เพื่อให้เป็นแนวทางสำหรับโครงการในอนาคต