地下车库充电设施电气设计及其安全问题

地下车库充电设施系统架构

地下车库充电设施主要由以下几个系统构成（如图1所示）：



a. 供配电系统：配置变压器及高低压开关柜、终端配电箱、电线电缆；

b. 计量计费系统：充电桩内置电度表；

c. 充电系统：充电桩内置符合国家标准的充电插头，RFID识别卡（预付费卡），提供定时充电、预约充电功能；

d. 服务系统：提供本地充电监控、付费与能源管理服务，可方便接入上级运营管理服务系统。

相关设计规范依据

目前国家和行业已经颁布实施的关于地下车库充电设施设计主要设计规范依据有：

a. GB / T 29781 - 2013《电动汽车充电站通用要求》；

b. GB 50996 - 2014《电动汽车充电站设计规范》；

c. GB / T 29772 - 2013《电动汽车电池更换站通用技术要求》；

d. GB / T 28569 - 2012《电动汽车交流充电桩电能计量》；

e. GB / T 29316 - 2012《电动汽车充换电设施电能质量技术要求》；

f. Q / CSG 11516. 2 - 2010《电动汽车充电站及充电桩设计规范》；

g. Q / GDW 236 - 2009《电动汽车充电站通用技术要求》；

h. NB / T 33002 - 2010《电动汽车交流充电桩技术条件》。

相关规范依据有：

a. GB 50016 - 2014《建筑设计防火规范》；

b. GB 50116 - 2013《火灾自动报警系统设计规范》；

c. JGJ 100 - 2015《车库建筑设计规范》；

d. GB 50067 - 2014《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》；

e. GB 50034 - 2013《建筑照明设计标准》；

f.  GB 50052 - 2009《供配电系统设计规范》；

g. GB 50053 - 2013《20 kV及以下变电所设计规范》；

h. GB 50054 - 2011《低压配电设计规范》；

i. GB 50060 - 2008《3 ～ 110 kV高压配电装置设计规范》；

j. DL / T 448 - 2000《电能计量装置技术管理规程》；

k. DL / T 620 - 1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》；

l.  GB / T 50065 - 2011《交流电气装置的接地设计规范》；

m. DL / T 856 - 2004《电力用直流电源监控装置》；

n. GB / T 19826 - 2014《电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求》。

充电装置类型

地下车库充电设施按类型分为：交流充电桩和直流充电桩。交流充电桩为车载充电机提供交流电能，直流充电桩为电动汽车电池组提供小容量直流电能。按照国家电网规范的规定，充电机应采用“一机一车”充电方式，不应采用主从充电模式。

地下车库充电设施按照安装方式分为：壁挂式和落地式，按就近原则布置在车位端部，如图2所示。图3是地下车库充电桩平面布置图。





负荷等级的定性

JGJ 100 - 2015《车库建筑设计规范》7.4. 1条对车库负荷等级的定性有明确规定，可以按照这个条款对地下车库充电桩负荷等级定性。

特大型和大型车库应按一级负荷供电，中型车库应按不低于二级负荷供电，小型车库可按三级负荷供电。机械式停车设备应按不低于二级负荷供电。各类附建式车库供电负荷等级不应低于该建筑物的供电负荷等级。

供配电系统设计

1 负荷计算

在新建停车场设置充电桩时，充电桩的计算负荷应纳入供电变压器总容量中。在已建成停车场设置充电桩时，应对配电站现有变压器进行容量校验，对配电装置进行校核。当不能满足要求时，应采取相应的技术改造措施。

2 电流、电压的规格确定

对于非车载充电机输出额定电流的选择，GB 50996 - 2014《电动汽车充电站设计规范》5． 1． 2条规定如下：

“1、根据电动汽车动力蓄电池的容量和充电速度以及供电能力和设备性价比，在确保安全、可靠充电的情况下确定最大充电电流。

2、充电机输出的直流额定电流应优先采用以下值：10 A、20 A、50 A、100 A、160 A、200 A、315 A和 400 A。

3、充电机输出的直流电压范围宜优先从以下三个等级中选择：150 V ～ 350 V、300 V ～ 500 V和450 V ～ 700 V。”

GB 50996 - 2014《电动汽车充电站设计规范》5． 2． 1条规定：交流充电桩供电电源应采用220 V交流电压，额定电流不应大于32 A。

对于交流充电桩，应采用220 / 380 V电压等级供电；对于直流充电桩，应采用380 V电压等级供电。

3 充电站电源电压的确定

GB 50996 - 2014《电动汽车充电站设计规范》6． 1． 2条：充电站宜由中压线路供电；用电设备容量在100 kW及以下或需用的变压器容量在50 kVA以下的，可采用低压供电。

4 交流充电桩的安装和布置及电气要求

a. 交流充电桩配电回路应安装具有剩余电流保护功能的空气开关。

b. 多台交流充电桩的电源接线应考虑供电电源的三相平衡。

c. 落地式充电桩安装基础应高出地面0． 2 m及以上，必要时可安装防撞栏。

d. 交流充电桩应具备与上级监控管理系统的通信接口。

e. 充电桩的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地宜共用接地装置，接地电阻值与建筑物共用接地装置接地电阻值要求相同。

5 非车载充电机的安装和布置及电气要求

a. 充电机的布置应便于车辆充电，并应缩短充电机输出电缆的长度。

b. 应采用接线端子与配电系统连接，在电源侧应安装空气开关。

c. 充电机保护接地端子应可靠接地。

d. 充电机应垂直安装于与地平面垂直的立面，偏离垂直位置任一方向的误差不应大于5°。

6 配电线缆选择

a. 中压电力电缆宜选用铜芯交联聚乙烯绝缘类型，低压电力电缆宜选用铜芯交联聚乙烯绝缘类型，也可选用铜芯聚氯乙烯绝缘类型。

b. 低压三相回路宜选用五芯电缆，单相回路宜选用三芯电缆，且电缆中性线截面应与相线截面相同。

c. 充电桩电源进线宜采用阻燃电缆及电缆护管。

7 充电桩技术参数

结合一些主流生产制造商的产品，充电桩技术参数可以参考表1选择。



绿色环保、可持续发展是我们国家的未来，合理设计地下车库电动汽车充电设施，确保电动汽车在地下车库中安全充电，预防消防安全问题的发生，是我们每个电气设计师的责任所在。

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作者：

席伟，昆明市建筑设计研究院集团有限公司，教授级高级工程师，副总工程师，电气总工程师。