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2008年,北京市奧運會期間建設(shè)了國內(nèi)第一個集中式充電站,可滿足50輛純電動大巴車的動力電池充電需求。

2009年10月,上海市電力公司投資建成上海漕溪電動汽車充電站,是國內(nèi)第一座具有商業(yè)運營功能的電動汽車充電站。2009年底,北京首科集團在健翔橋建設(shè)完成了國內(nèi)第一個包含完整智能微網(wǎng)的北京純電動乘用車示范充電站。

2009年12月31日,南方電網(wǎng)投產(chǎn)的首批電動汽車充電站（樁）在深圳建成投運,建設(shè)規(guī)模為2個充電站、134個充電樁。

2010年3月31日,國家電網(wǎng)公司唐山南湖充電站建成投運,是我國首座國家電網(wǎng)典型設(shè)計充電站,可同時為10臺電動汽車按快充和慢充兩種方式進行充電作業(yè)。

截至2019年底,中國充電樁數(shù)量超120萬個。

1、通信的可靠性——通信系統(tǒng)要長期經(jīng)受惡劣環(huán)境和較強的電磁干擾或噪音干擾的考驗,并保持通信的暢通。

2、建設(shè)費用——在滿足可靠性的前提下,綜合考慮建設(shè)費用及長期使用和維護的費用。

3、雙向通信——不僅能實現(xiàn)信息量的上傳,還要實現(xiàn)控制量的下達。

4、多業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率——隨著以后終端業(yè)務(wù)量的不斷增長,主站到子站、子站到終端之間通信對實現(xiàn)多業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率要求越來越高。

5、通信的靈活性和可擴展性——由于充電樁具有控制點面多、面廣和分散的特點,要求采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議,隨著“ALL IP”網(wǎng)絡(luò)技術(shù)趨勢的發(fā)展以及電力運營業(yè)務(wù)的不斷增長,需要考慮基于IP的業(yè)務(wù)承載,同時要求便于安裝施工、調(diào)試、運行、維護

車載充電裝置指安裝在電動汽車上的采用地面交流電網(wǎng)和車載電源對電池組進行充電的裝置,包括車載充電機、車載充電發(fā)電機組和運行能量回收充電裝置,將一根帶插頭的交流動力電纜線直接插到電動汽車的充電插座中給蓄電池充電。車載充電裝置通常使用結(jié)構(gòu)簡單、控制方便的接觸式充電器,也可以是感應(yīng)充電器。它完全按照車載蓄電池的種類進行設(shè)計,針對性較強。非車載充電裝置,即地面充電裝置,主要包括專用充電機、專用充電站、通用充電機、公共場所用充電站等。它可以滿足各種電池的各種充電方式。通常非車載充電器的功率、體積和重量均比較大,以便能夠適應(yīng)各種充電方式。

另外,根據(jù)對電動汽車蓄電池充電時能量轉(zhuǎn)換的方式不同,充電裝置可以分為接觸式和感應(yīng)式。隨著電力電子技術(shù)和變流控制技術(shù)的飛速發(fā)展,高精度可控變流技術(shù)的成熟和普及,分階段恒流充電模式已經(jīng)基本被充電電流和充電電壓連續(xù)變化的恒壓限流充電模式取代。主導(dǎo)充電工藝的還是恒壓限流充電模式。接觸式充電的最大問題在于它的安全性和通用性。為了使它滿足嚴(yán)格的安全充電標(biāo)準(zhǔn),必須在電路上采用許多措施使充電設(shè)備能夠在各種環(huán)境下安全充電,恒壓限流充電和分階段恒流充電均屬于接觸式充電技術(shù)。新型的電動汽車感應(yīng)充電技術(shù)發(fā)展很快。感應(yīng)充電器是利用高頻交流磁場的變壓器原理,將電能從離車的原方感應(yīng)到車載的副方,以達到給蓄電池充電的目的。感應(yīng)充電的最大優(yōu)點是安全,這是因為充電器與車輛之間并無直接的點接觸,即使車輛在惡劣的氣候下,如雨雪天,進行充電也無觸電的危險。

交流充電樁（栓）技術(shù)要求

1、環(huán)境條件要求

① 工作環(huán)境溫度：-20℃～+50℃；

② 相對濕度：5%～95%；

③海拔高度：≤1000m；

④ 安裝地點：戶外；

⑤ 抗震能力：地面水平加速度 0.3g；

地面垂直加速度 0.15g；

設(shè)備應(yīng)能承受同時作用持續(xù)三個正弦波,并且安全系數(shù)應(yīng)大于1.67；

2、結(jié)構(gòu)要求

① 交流充電樁（栓）殼體應(yīng)堅固；

② 結(jié)構(gòu)上須防止手輕易觸及露電部分；

③ 交流充電樁（栓）應(yīng)選用厚度1.0以上鋼組合結(jié)構(gòu),表面采用浸塑處理,并充分考慮散熱的要求。充電樁（栓）應(yīng)有良好的防電磁干擾的屏蔽功能；

④ 充電樁（栓）應(yīng)有足夠的支撐強度,應(yīng)提供必要設(shè)施,以保證能夠正確起吊、運輸、存放和安裝設(shè)備,且應(yīng)提供地腳螺栓孔；

⑤ 樁（栓）體底部應(yīng)固定安裝在高于地面不小于200mm的基座上�；�座面積不應(yīng)大于500mm×500mm；

⑥ 樁（栓）體外殼應(yīng)采用抗沖擊力強、防盜性能好、抗老化的材質(zhì)；

⑦ 非絕緣材料外殼應(yīng)可靠接地；

3、電源要求

① 輸入電壓：單相220V；

② 輸出功率：單相220V/5KW；

③ 頻率：50Hz±2Hz；

④ 允許電壓波動范圍為：單相220V±15%；

4、電氣要求

① 插頭與插座正確連接確認(rèn)成功后,帶負(fù)載可分合電路方可閉合,實現(xiàn)對插座的供電；

② 漏電保護裝置應(yīng)安裝在供電電纜進線側(cè)；

③ 低壓配電設(shè)備及線路的保護應(yīng)滿足《低壓配電設(shè)計規(guī)范》（GB/50053）中的相關(guān)規(guī)定；

④ 對IT系統(tǒng)配電線路,當(dāng)?shù)谝淮谓拥毓收蠒r,應(yīng)由絕緣監(jiān)察裝置發(fā)出音響或燈光信號,當(dāng)發(fā)生第二次異相接地故障時應(yīng)由過電流保護電器或漏電電流動作保護器切斷故障電路；

⑤ 照明配電系統(tǒng)中,照明和插座回路不宜由同一回路供電。插座回路的電源側(cè)應(yīng)設(shè)置剩余 電流動作保護裝置,其額定動作電流為30mA；

6、安全防護功能

① 交流充電樁（栓）應(yīng)具備急停開關(guān),可通過手動或遠方通信的方式緊急停止充電；

② 交流充電樁（栓）應(yīng)具備輸出側(cè)的漏電保護功能；

③ 交流充電樁（栓）應(yīng)具備輸出側(cè)過流和短路保護功能；

④ 交流充電樁（栓）應(yīng)具有阻燃功能；

7、IP防護等級

交流充電樁（栓）應(yīng)遵守IP54（在室外）,并配置必要的防雨、防曬裝置；

8、三防（防潮濕,防霉變,防鹽霧） 保護

充電機內(nèi)印刷線路板、 接插件等電路應(yīng)進行防潮濕、防霉變、防鹽霧處理,其中防鹽霧腐蝕能力滿足 GB/T 4797.6-1995《電工電子產(chǎn)品自然環(huán)境條件 塵、沙、鹽霧》中表9的要求,使充電機能在室外潮濕、含鹽霧的環(huán)境下正常運行；

9、防銹（防氧化）保護

充電樁（栓）鐵質(zhì)外殼和暴露在外的鐵質(zhì)支架、零件應(yīng)采取雙層防銹措施,非鐵質(zhì)的金屬外殼也應(yīng)具有防氧化保護膜或進行防氧化處理；

10、防風(fēng)保護

安裝在平臺上的充電機以及暴露在外的部件應(yīng)能承受 GB/T 4797.5-9《電工電子產(chǎn)品自然環(huán)境條件降水和風(fēng)》中表 9 規(guī)定的不同地區(qū)、不同高度處相對風(fēng)速的侵襲；

11、防盜保護

電樁（栓）外殼門應(yīng)裝防盜鎖,固定交流充電樁（栓）的螺栓必須在打開外殼門后方能安裝或拆卸；

12、溫升要求

交流充電樁（栓）在額定負(fù)載長期連續(xù)運行,內(nèi)部各發(fā)熱元器件及各部位溫升應(yīng)不超過Q/GDW 397\2009中表2規(guī)定；

13、平均故障間隔時間（MTBF）

MTBF應(yīng)不小于8760h；

14、安裝垂直傾斜度不超過5%；

15、設(shè)備安裝地點不得有爆炸危險介質(zhì),周圍介質(zhì)不含有腐蝕金屬和破壞絕緣的有害氣體及導(dǎo)電介質(zhì)

直流式

a) 充電樁（栓）電源輸入電壓：三相四線380VAC±15%,頻率50Hz±5%；

b) 充電樁（栓）應(yīng)滿足充電對象

c) 充電樁（栓）輸出為直流電,輸出電壓滿足充電對象的電池制式要求；

d) 最大輸出電流滿足充電對象的電池制式1C的充電要求,并向下兼容；

e) 充電方式分為常規(guī)和快速2種方式,常規(guī)為5小時充電方式,快速為1小時充電方式（針對不同電池類型選擇）；

f) 實現(xiàn)智能IC管理；

g) 每個充電樁（栓）自帶操作器,以供用戶進行充電方式選擇和操作指導(dǎo),并顯示電動車電池狀態(tài)和用戶IC卡資費信息,實現(xiàn)無人管理；

h) 充電樁（栓）接口應(yīng)符合GB/TXXXXXXXX電動汽車傳導(dǎo)式充電接口(暫行)中直流充電接口的相關(guān)規(guī)定；

i) 充電樁（栓）通訊接口采用CAN通訊接口,通信協(xié)議按照GB/TXXXXXXXX電動汽車電池管理系統(tǒng)與非車載充電機之間的通信協(xié)議(暫行)的規(guī)定執(zhí)行（充電對象為鋰電池電動車）；

j) 充電樁（栓）對充電過程中的非正常狀態(tài)應(yīng)具備相應(yīng)的報警和保護功能；

k) 充電樁（栓）對電池的狀態(tài)要監(jiān)控,根據(jù)電池的溫度,電壓對充電曲線,充電電流,充電壓自動調(diào)整；

l) 充電樁（栓）采用強制風(fēng)冷；

m) 充電樁（栓）防護等級符合《GB 4208-1993 外殼防護等級(IP代碼)》IP54要求；

一體式

概述

快速充電樁（栓）設(shè)備采用交直流一體的結(jié)構(gòu)。既可實現(xiàn)直流充電,也可以交流充電。白天充電業(yè)務(wù)多的時候,使用直流方式

進行快速充電,當(dāng)夜間充電站用戶少時可用交流充電進行慢充操作。

外形特點

1、人體工學(xué)設(shè)計,充分考慮中國人特點,安裝后整機高度、屏幕高度、鍵盤高度、充電接頭安放槽高度,適宜操作；

2、上出線口的形式,節(jié)省操作者一半的體力；

3、考慮人的使用習(xí)慣和耐用性,采用觸摸和鍵盤互為備份的操控,觸摸屏和鍵盤采用防雨、防塵的設(shè)計；

4、具備緊急停機的急停開關(guān)；具備充電接頭安放槽,安放槽可防水；5米長的軟電纜。

功能特點

1、提供人機交互操作；提供直流、交流充電接口；

2、具備語音提示功能；具備刷卡功能；

3、具備打印憑條的功能；

4、和BMS實時通信,獲取動力電池類型、單體電壓、剩余容量、溫度、告警等信息；

5、向充電機發(fā)生控制指令、開關(guān)信號,控制充電機啟動與停止,獲取充電機狀態(tài)信息；

6、具備充電接口的連接狀態(tài)判斷、聯(lián)鎖、控制導(dǎo)引等完善的安全保護控制邏輯；

7、具備CAN2.0B、RS485通訊接口,可以和集中監(jiān)控通信,上送充電狀態(tài)信息；

8、具備漏電、短路、過壓、欠壓、過流等保護功能,確保充電樁（栓）安全可靠運行；防護等級IP54。

基本參數(shù)

2、高壓配電室和變壓器室門外或變電所安全同欄上應(yīng)懸掛“止步,高壓危險”警示牌。警示牌的標(biāo)示必須朝向圍欄的外側(cè)。

3、高壓配電裝置上應(yīng)有顯著的操作指示說明。設(shè)備的接地點應(yīng)有明顯可見的標(biāo)志。

4、室內(nèi)應(yīng)有明顯的“安全通道”或“安全出口”標(biāo)示牌。

另外,變電所及配電設(shè)備的布置設(shè)計應(yīng)便于安裝、操作、搬運、檢修、試驗和監(jiān)測。高低壓配電室、變壓器室、電容器室、控制室內(nèi),不應(yīng)有與其無關(guān)的管道和線路通過。當(dāng)然,即便充電站技術(shù)瓶頸得到了很好的解決,但是充電站建設(shè)可能還存在選址困難等問題。新能源汽車應(yīng)先以城市為主,但繁華Ⅸ域往往用地緊張,地價成本較高,這方面需要政府在政策上能予以傾斜．推動充電設(shè)施的建設(shè)。由電力企業(yè)發(fā)展經(jīng)營電動車充電站具有先天優(yōu)勢。電力企業(yè)將電力直接賣給車輛是一個新的業(yè)務(wù),希望電力企業(yè)能轉(zhuǎn)變。

1、有線方式

有線方式主要有：有線以太網(wǎng)（RJ45線、光纖）、工業(yè)串行總線（RS485、RS232、CAN總線）。

有線以太網(wǎng)主要優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸可靠、網(wǎng)絡(luò)容量大,缺點是布線復(fù)雜、擴展性差、施工成本高、靈活性差。

工業(yè)串行總線（RS485、RS232、CAN總線）優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸可靠,設(shè)計簡單,缺點是布網(wǎng)復(fù)雜、擴展性差、施工成本高、靈活性差、通信容量低。

2、無線方式

無線方式主要采用移動運營商的移動數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù),如：GPRS、EVDO、CDMA等。

采用移動運營商的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要將電動汽車充電樁這一電網(wǎng)內(nèi)部設(shè)備接入移動運營商的移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),需要支付昂貴的月租和年費,隨著充電樁數(shù)量的增加費用將越來越大；同時數(shù)據(jù)的安全性和網(wǎng)絡(luò)的可靠性都受到移動運營商的限制,不利于設(shè)備的安全運行；其次,移動運營商的移動接入帶寬屬共享帶寬,當(dāng)局部區(qū)域有大量設(shè)備接入時,其接入的可靠性和每個用戶的平均帶寬會惡化,不利于充電樁群的密集接入、大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)傳輸。

整體系統(tǒng)由四部分組成：電動汽車充電樁、集中器、電池管理系統(tǒng)系統(tǒng)(BMS)、充電管理服務(wù)平臺。

電動汽車充電樁的控制電路主要由嵌入式ARM處理器完成,用戶可自助刷卡進行用戶鑒權(quán)、余額查詢、計費查詢等功能,也可提供語音輸出接口,實現(xiàn)語音交互。用戶可根據(jù)液晶顯示屏指示選擇4種充電模式：包括按時計費充電、按電量充電、自動充滿、按里程充電等。

電動汽車充電機控制器與集中器利用CAN總線進行數(shù)據(jù)交互,集中器與服務(wù)器平臺利用有線互聯(lián)網(wǎng)或無線GPRS網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)交互,為了安全起見,電量計費和金額數(shù)據(jù)實現(xiàn)安全加密。

電池管理系統(tǒng)系統(tǒng)(BMS)的主要功能是監(jiān)控電池的工作狀態(tài)(電池的電壓、電流和溫度)、預(yù)測動力電池的電池容量(SOC)和相應(yīng)的剩余行駛里程,進行電池管理以避免出現(xiàn)過放電、過充、過熱和單體電池之間電壓嚴(yán)重不平衡現(xiàn)象,最大限度地利用電池存儲能力和循環(huán)壽命。

充電服務(wù)管理平臺主要有三個功能：充電管理、充電運營、綜合查詢。充電管理對系統(tǒng)涉及到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行集中式管理,如電動汽車信息、電池信息、用戶卡信息、充電樁信息；充電運營主要對用戶充電進行計費管理；綜合查詢指對管理及運營的數(shù)據(jù)進行綜合分析查詢。

1、美國

美國國土遼闊,且各州獨立性較強,在電動汽車及其充電設(shè)施設(shè)想上各州有所不同,加利福尼亞州、弗吉尼亞州等地都開展了充電設(shè)施的建設(shè)。其中加州的建設(shè)力度最大,由“美好空間項目”公司與加州北部的舊金山、奧克蘭和圣何塞等城市的政府聯(lián)手建設(shè),將于2012年在上述城市的所有居民區(qū)、商廈、停車場和政府大樓安裝充電樁,以方便電動汽車駕駛者隨時為汽車充電。該公司還將在上述地區(qū)興建電池更換站,以方便長途駕車者隨時更換電池,項目計劃總投資達10億美元。此外,美國第一太陽能公司（SolarCity）在加州101高速公路上建造了5個充電站。每個充電站能夠提供240V、70A快速充電服務(wù),能夠在3.5h內(nèi)為特斯拉純電動汽車充滿電

2、日本

截至2009年,日本擁有100多座充電站,其中60%集中在東京地區(qū)。日本政府表示,為普及電動汽車,將在三年內(nèi)建造千余座充電站。日本東京電力公司將帶頭參與有關(guān)的基礎(chǔ)建設(shè),2010年東京將率先建成200多座充電站,預(yù)計三年后將增加到1000座以上,在東京充電樁更為普及,樓宇路旁隨處可見。鄰近東京的神奈川縣計劃5年內(nèi)至少讓3000輛電動汽車上路行駛,該縣已經(jīng)承諾提供150座快速充電站。日本中央政府對這項技術(shù)表示支持,將選擇城市試點開展電動汽車充電項目。該項目將會涉及在付費停車場、超市以及餐飲連鎖店安裝電源插座,以供駕駛員們免費使用。

3、英國

在英國,倫敦市區(qū)已經(jīng)有60個免費汽車充電樁,開電力驅(qū)動車的人可以非常方便地在住宅附近、辦公樓旁邊或者繁華街道上找到充電樁,享受不計次充電和停車的服務(wù),一年只需交75英鎊的管理費。受高通無線充電技術(shù)的親睞,英國方面加速布局、發(fā)展電動車無線充電技術(shù)（WEVC）。

4、法國

在法國,電力企業(yè)在城市建設(shè)了很多的充電站供電動汽車使用,同時電動汽車也可以在家中充電。截至2008年,全法國有1萬多輛各類電動汽車,200座公共充電站,電動汽車示范應(yīng)用集中在市政、郵政、公交、電力、環(huán)衛(wèi)等公用事業(yè)部門。

5、以色列

2008年1月21日,雷諾－日產(chǎn)汽車公司攜手美國ProjectBetterPlace公司與以色列政府簽署諒解備忘錄,決定在未來三年內(nèi)開展合作,共同推動純電動汽車的市場應(yīng)用。根據(jù)合作協(xié)議,以色列政府將負(fù)責(zé)制定針對消費者的稅收優(yōu)惠政策,雷諾汽車公司將負(fù)責(zé)電動汽車的供應(yīng),而ProjectBetter已開始建設(shè)各自的電動汽車充電設(shè)施,主要以充電樁為主。

1、購車充電條件確認(rèn)

單位和個人提供所需材料、到新能源小客車生產(chǎn)企業(yè)辦理購車充電條件確認(rèn)手續(xù)。新能源小客車生產(chǎn)企業(yè)核實無誤后、會同供電公司于7個工作日內(nèi)出具《新能源小客車購車充電條件確認(rèn)書》。所需提交5項材料分別為：購車意向協(xié)議、申請人身份證明、固定車位產(chǎn)權(quán)或使用權(quán)證明、關(guān)于在停車位安裝電動汽車充電設(shè)備的申請(物業(yè)蓋章同意)、停車位(庫)平面圖(或現(xiàn)場環(huán)境照片)。

2、用電報裝及供電方案答復(fù)

單位和個人可自行或委托新能源小客車生產(chǎn)企業(yè)向所在區(qū)域供電公司營銷部(客戶服務(wù)中心)提出用電報裝申請。供電公司于7個工作日內(nèi)完成用電報裝及供電方案答復(fù)工作。

3、充電設(shè)施施工

單位和個人正式確認(rèn)供電方案后、由新能源小客車生產(chǎn)企業(yè)會同充電設(shè)施建設(shè)企業(yè)按相關(guān)協(xié)議、根據(jù)供電方案在3個工作日內(nèi)完成充電設(shè)施工程建設(shè)等后續(xù)工作。

4、驗收接電

單位和個人向所在區(qū)域供電公司客戶服務(wù)中心提出驗收申請。工程檢驗合格并辦結(jié)相關(guān)手續(xù)后、供電公司于5個工作日內(nèi)完成裝表接電工作。