Ano ang mga aspeto na kasangkot sa disenyo ng mga istasyon ng pagcharge ng sasakyan na elektriko

Bilang isang frontliner na disenador, nagtatrabaho ako sa EV charging piles araw-araw. Sa gitna ng lumalala pang pagbabago ng global na klima at mabilis na paglago ng ekonomiya ng Tsina, ang green mobility tulad ng e-bikes at electric cars ay lumaganap, subalit ang mga isyung kaugnay ng charging ay naging sentral na pag-aalala. Ang mapanganib na “Bypass Wire” charging ay nagpataas ng malaking demand para sa mga propesyonal na charging piles. Bilang isang miyembro ng proyektong renovation ng residential charging pile ng CNPC First Construction, ibinabahagi ko ang aking handog na karanasan.

I. Kontekstong Industriyal
(1) Electric Vehicles: Pag-unlad na Dibin-direkta ng Teknolohiya

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

(2) Charging Piles: Nagbubulaklak na Pamilihan

Hinihiwalay sa AC/DC (ang AC ay mas karaniwan), ang pamilihan ng charging pile sa Tsina ay lumago, umabot sa 10.804 milyong yunit noong Hulyo 2024. Ito ay inilalatag nang sentral (para sa malalaking lote, transportasyon) o decentrally (para sa maliliit na lote, komunidad). Ako ay nakatuon sa mga low-power decentralized AC piles, na nagbibigay ng power sa on-board chargers (na binabago sa DC).

II. Disenyo ng Charging Pile: Mula sa Standards Hanggang sa Custom Builds
(1) Pangkalahatang Pangangailangan: Kaligtasan, Function, Installation

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

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

Installation: Ang floor-mounted piles ay 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 nang bertikal sa mga pader, operable height, at usable with/without sheds.

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

Bago ang renovation, ang “flying lead” charging ay mapanganib. Nilikha 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 mga circuit ay naglilingkod sa 6–8 piles, gamit ang 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, na may single-phase sockets sa mga shed. Ang mga cable (0.6/1kV copper-core) at wires (halogen-free, flame-retardant) ay gumagamit ng PVC troughs/pipes sa loob, direct burial sa labas (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 mga piles ay nagsasala 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: Renovation ng Parking Lot

Idinagdag ang mga decentralized AC piles (1 bawat parking space) para sa madaling pamamahala, na posisyunado para sa convenience.

• Power Distribution: Ang 6.8kW/220V piles ay gumagamit ng circuit breakers (short-circuit/residual current protection, no shared breakers). Ang high-quality cables/wires ay nagse-secure ng compliance sa voltage. Ang complete grounding system (with equipotential wiring) ay nagse-secure ng kaligtasan.

• Interface: Standard-compliant, dust/water-resistant, universal para sa lahat ng 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 para sa mga user/operators.

III. Load Calculation: Mahalaga para sa Planning

Para sa mga decentralized AC piles, tuklasin ang mga spec ng pile, kalkulahin gamit ang formulas (1)/(2), at gamitin ang demand coefficients sa Table 1. Ito ay nagse-secure ng rational power distribution design.

Sa formulas (1) at (2), S_js kumakatawan sa calculated capacity ng charging equipment (in kVA); P₁, P₂, at P₃ kumakatawan sa total rated power ng iba't ibang uri ng charging equipment. Karaniwan, ang load grouping at classification ay ginagawa ayon sa single-phase AC charging piles, three-phase AC charging piles, off-board chargers, atbp. (in kW); P₁, P₂, at P₃ kumakatawan sa working efficiency ng iba't ibang uri ng charging equipment, karaniwang 0.95; cosφ₁, cosφ₂, at cosφ₂ ang power factors ng iba't ibang uri ng charging equipment, karaniwang mas mataas sa 0.9; Kt ang coincidence factor, karaniwang 0.8-0.9; K ang demand factor, tulad ng ipinapakita sa Table 1.

Kaklusan

Bilang tumaas ang kamalayan ng publiko sa kapaligiran at ang pag-unlad ng teknolohiyang EV, ang mga EV, na may mas mahabang range, mas mababang cost, at mas magandang cost-effectiveness, ay papasok sa milyun-milyong bahay. Ang mga charging piles, na mahalagang imprastraktura ng EV, ay lubos na tinatanggap. Sa pamamagitan ng collaboration ng gobyerno at korporasyon, ang malaking konstruksyon ng charging piles sa mga public/private parking lots, garages, komunidad, at estasyon ay hindi maiiwasan. Kaya, ang standardized design, uso, at scientific management ng mga charging piles ay mahalaga. Ang paper na ito, gamit ang tunay na mga proyekto, ay sumasara sa electrical design ng mga non-motorized at motorized vehicle charging piles, nagbibigay ng reference para sa katulad na mga proyekto sa hinaharap.