纯电动公交车充电设计方案.docx
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纯电动公交车充电设计方案
纯电动公交车充电设计方案
1.项目概况
本项目为城市纯电动公交车充电桩项目，为满足新能源电动汽车发展带来的充电需求，现计划在停车场内增加22个充电车位，安装充电桩以提供充电服务。
项目地点：
天水市公交场地
建设充电车位数量：
22个，每个车位尺寸8米X3.5米
需要充电的车辆参数：
8米纯电动主流公交车，充电量115KWH
充电需求：
满足22辆纯电动公交车在夜间5-6小时“不倒车，不倒枪”情况下（适应工作环境温度-30℃~+50℃）充满电池，其中固定单枪工作的时候满足纯电动公交车在白天快速补电的需求；直流充电模块转换效率符合国标要求且效率≥94%。
2.充电桩配置方案
本项目采用一台高压充电桩箱变（10KV、800KVA），配置3台120KW分体式直流充电桩以及2台150KW分体式直流充电桩，配套5台250A的直流充电终端和17台125A的直流充电终端，以实现22辆公交车同时充电。
分体式直流充电桩固定某把单枪输出时可以达到120KW满量程输出、分体式直流充电桩固定某把单枪输出时可以达到150KW满量程输出；当使用任意三把枪充电的时候功率每把都为30KW完全满足22辆纯电动公交车在夜间5-6小时“不倒车，不倒枪”情况下（适应工作环境温度-30℃~+50℃）充满电池（每辆电池充电电量为115KWH），其中固定单枪工作的时候满足纯电动公交车在白天快速补电的需求；直流充电模块转换效率符合国标要求，且充电效率≥95%。
为实现充电桩的现代化、便捷化的管理需求，为本项目配置快充汽车充电运营系统平台汽车充电运营平台。
快充操作简单方便。
服务包含软件功能模块、软件运维服务以及软件运行所需的云计算云存储服务等；平台支持：
预约充电模式、智能调度充电模式、VIN车充识别系统、充电运营数据报表及数据备等对外运营时满足多种运营方式，如：
刷卡、支付宝、公众号微信支付、App微信支付等
3.设计方案执行标准
以电动车辆国家标准、以《汽车加油加气设计与施工规范》GB50156、国家电网公司充电站相关的6项行业标准等技术规范文件为建设依据,以电动汽车市场需求发展为导向，采用模块化设计方法，充分体现系统扩展性和开放性。
以标准化、通用化为工程实施原则，为今后充电机推广使用奠定基础。
本设计主要参照以下标准规范：
电动汽车相关技术标准
GB50156-2002《汽车加油加气站设计与施工规范》
GB/T18487.1-2001《电动车辆传导充电系统一般要求》
GB/T18487.2-2001《电动车辆传导充电系统电动车辆与交流/直流电源的连接要求》
GB/T18487.3-2001《电动车辆传导充电系统电动车辆与交流/直流充电机（站）》
GB/T19596-2004《电动汽车术语》
GB/T20234-2011《电动汽车传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆插孔通用要求》
QC/T743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》
Q/GDW233-2009《电动汽车非车载充电机通用技术要求》
Q/GDW234-2009《电动汽车非车载充电机电气接口规范》
Q/GDW235-2009《电动汽车非车载充电机通信规约》
Q/GDW236-2009《电动汽车充电站通用要求》
Q/GDW237-2009《电动汽车充电站布置设计导则》
Q/GDW238-2009《电动汽车充电站供电系统规范》
NB/T33001-2011《电动汽车非车载传导式充电机技术条件》
NB/T33002-2011《电动汽车交流充电桩技术条件》
NB/T27930-2011《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》
电气技术标准
GB50052-95《供配电系统设计规范》
GB50053-94《10kV以下变电所设计规范》
GB50054-95《低压配电设计规范》；
GB50055-93《通用用电设备配电设计规范》
GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》
GB12326-2000《电能质量电压波动和闪变》
GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》
GB/T17215.211-2006《交流电测量设备通用要求、试验和试验条件》
GB/T17215.322-2008《静止式有功电能表0.2S级和0.5S级》
DL/T856-2004《电力用直流电源监控装置》
JB/T5777.4-2000《电力系统直流电源设备通用技术条件及安全要求》
4.技术参数
分体式直流充电机的主要性能参数如下：
（1）.设备选型
选用5台120kW分体式直流充电机（1机4终端），以及2台150KW分体式直流充电机（1机5终端），采用落地式安装方式。
（2）.性能参数
HEVD120/150K750F分体式直流充电机
型号Modul
HEVD120K750F
HEVD150K750F
额定功率Capacity
120KW
150KW
峰值功率PeakPower
144KW
180KW
制作方式Working
ZVS,PWM
输入INPUT
相数Phase
3Phase,3Wires,PE
电压Voltage
380VAC（-15%+20%）
频率Frequency
45Hz-65Hz
功率因数
PowerFactor（MAX）
≥0.99APFC
电流总谐波CurrentTHD
≤3%
输出OUTPUT
电压Voltage
0-500VDC
电流Current
0-240A
稳压精度
VoltageRegulation
≤±0.5%FS（FSResistorLoad）
稳流精度
CurrentRegulation
≤±0.5%FS（FSResistorLoad）
纹波Ripple
≤0.2%
电源调整率
PowerRegulation
≤±0.1%FS
防护等级Protection grade
IP54
效率Efficiency
96%
电压、电流的数据采样周期
＜100ms
保护Protection
1、输入过/欠压保护；2、输出过流/短路保护；3、电池防反接、过热、防雷、通讯中断、防潮、防盐雾、防霉变、防锈保护等防护措施功能
模块通讯接口Interface
CAN2.0
控制器通讯接口Interface
CAN/RS485/RS232
冷却方式Cooling
风扇强制冷却
环境Environment
运行环境operatingTemperature
-20+50℃
温度Temperature
10-90%RH
存储温度
Storage temperature
-30℃+70℃
分体桩终端尺寸Dimension（mm）
550mmW×1528mmH×285mmD
充电柜尺寸Dimension（mm）
700mmW×1438mmH×450mmD
充电枪数
2至5枪多枪灵活配置
HEVD-JC-125A/250A充电终端：
型号Modul
HEVD-JC-125A/250A
输出OUTPUT
电压Voltage
0-700VDC
稳压精度
VoltageRegulation
≤±0.5%FS（FSResistorLoad）
稳流精度
CurrentRegulation
≤±0.5%FS（FSResistorLoad）
纹波Ripple
≤0.2%
电源调整率
PowerRegulation
≤±0.1%FS
防护等级Protection grade
IP55
效率Efficiency
96%
电压、电流的数据采样周期
＜100ms
保护Protection
1、输入过/欠压保护；2、输出过流/短路保护；3、电池防反接、过热、防雷、通讯中断、防潮、防盐雾、防霉变、防锈保护等防护措施功能
模块通讯接口Interface
CAN2.0
整机通讯接口Interface
以太网
冷却方式Cooling
风扇强制冷却
环境Environment
运行环境operatingTemperature
-20+50℃
温度Temperature
10-90%RH
存储温度
Storage temperature
-30℃+70℃
重量Weight（Kg）
50
尺寸Dimension（mm）
400mmW×1628mmH×208mmD
（3）.主要功能
采用了核安全级的大功率电源模块平台，安全可靠性更高；
采用新型高效三相APFC电路拓扑结构，功率因数大于0.99，谐波畸变率低≤5%；
高频开关电源模块采用了全桥移相软开关技术，执行效率高。
先进的数字化均流技术，有效提高了均流精度和抗干扰性；
首创模块休眠技术和轮动技术，保证系统高效率运行；
智能化的充电过程控制和完善的充电过程监视及保护，傻瓜式操作；
具有定时充电、定量充电、定金额充电和自动充满等多种充电方式可供选择；
实时显示已充电量、充电时间、当前电价、充电价格等信息及运行状态；
可预留RS-485组网通讯接口，并提供选配的GPRS组网方式；
模块热插拔技术，使维护更方便；
可均充，可自动分配功率
5.总体规划
4.1功能区域划分
（1）功能区域分充电车位、充电设备、动力设备、汽车充电运营管理平台部分。
（2）车位按图采用单列垂直式布置。
4.2充电系统布置
共布置22个公交车充电工位，配置5台120KW分体式直流充电机，2台150KW分体式直流充电机；一个充电工位给一台大巴车充电，如下图：
充电箱变的的位置根据现场情况布置，以便于高压接入为主。
汽车充电运营管理平台布置在室内，一是将车场的情况通过摄像头监控传至监控平台，二是将充电桩的运行监控通过网络将桩内数据时时上传至充电站的运营管理平台，三是实现现代化管理。
第四节货物结构功能技术参数说明、配置说明、使用说明
◆箱变技术规范
本部分规定了10kV箱式变电站设计的总则、技术参数和性能要求、试验、包装、运输、交货及工厂检验和监造的一般要求。
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其新科版本适用于本文件。
所有螺栓、双头螺栓、螺纹、管螺纹、螺栓夹及螺母均应遵守国际标准化组织（ISO）和国际单位制（SI）的标准。
1.结构、实现功能、货物配置说明
1.1 通用要求
1.1.1 结构要求
1.1.1.1 新科箱式变电站结构要求：
a）新科箱式变电站由高压室、变压器室、低压室三个独立小室组成。
其内部布置结构按标准设计图纸要求设定。
箱式变电站采用自然通风方式，自然通风条件下，在额定和1.5倍短时过负荷运行状态下的温升，应符合《国家电网公司输变电工程通用设备66kV及以下变配电站典型规范（2008版）》规定。
箱式变电站内部应采取除湿、防爆和防凝露措施。
站用电控制箱应具有照明、检修维护等功能。
b）高压设备选用环网式或终端式开关柜；产品结构紧凑体积小、安装方便、性能可靠、少维护。
具有完备的“五防”联锁功能，联锁装置强度满足操作的要求。
开关柜内套管、隔板、活门、绝缘件等所有附件应为耐火阻燃材料。
负荷开关组合电器的熔断器安装位置应便于运行人员更换熔断器。
c）环网柜柜体钢板均应采用冷轧钢板或敷铝锌板，表面经过酸洗、磷化处理后静电喷塑，柜内的安装件均经镀锌、钝化处理，提高“三防”性能。
d）低压开关设备具体配置按具体方案图。
e）新科箱式变电站外壳当选用冷轧钢板时，箱体表面应进行喷砂、喷锌、喷涂优质防腐涂料。
f）顶盖采用双层、斜顶结构，有隔热作用，减少日照引起的变电站室内温度升高，顶部承受不小于2500N/m2负荷，并确保站顶不渗水、滴漏。
g）箱体整体防护等级不低于IP33D，除变压器室外的其他隔室对外界的防护等级不得低于IP43D。
1.1.2 低压配置低压无功自动补偿装置，按变压器容量10%～30%配置电容器补偿容量，电容器采用干式自愈型低压电容器，系统停电5min以后自放电电压残压低于50V。
采用分组分相投切方式。
电容器自动控制器具备保护、测量、显示、控制等功能。
无功补偿投切控制器、投切开关的技术参数应符合GB/T14048、GB/T13729的规定等。
1.1.3 设备接线端子
a）设备应配备接线端子，其尺寸应以满足回路额定电流及连接要求。
b）接线端子的接触面应镀锡，160kVA及以上变压器套管端子要求配置旋入式接线端子。
c）设备应有专用接地端子，适合于连接。
接地连接线应为铜质，其截面应与可能流过的短路电流相适应。
1.1.4 接地
变压器主要接地点应有明显的接地标志。
箱体中应设有不少于两个与接地系统相连的端子，需要接地的高低压电器元件及金属部件均应有效接地。
1.1.5 焊接
变压器内部焊接应由电弧焊完成，不得发生虚焊、裂缝及其他任何缺陷。
1.1.6 箱体外（不含基础）无外露可拆卸的螺栓，所有锁盒采用户外铝合金锁盒。
所有的门应向外开，开启角度应大于90°，并设定位装置，门的设计尺寸应与所装用的设备尺寸相配合。
1.1.7 耐地震要求
设备及设备支座必须按承受地震荷载时能保持结构完整来设计。
1.1.8 铭牌
a）箱式变电站的铭牌应清晰，其内容应符合GB1984的规定。
b）铭牌应为不锈钢材料，设备零件及其附件上的指示牌、警告牌应标识清晰。
1.1.9 运输和存放
a）应避免在运输过程中受损，应可存放两年（如未另外说明存放期）。
b）运输限制，长、宽、高等参见技术数据表。
c）如因施工方措施不当，导致运输过程中设备受损，施工方应负责修复或替换，费用自负。
d）箱式变电站运输包装应满足运输方的要求。
e）在运输过程中需保持设备内部和外部的清洁。
1.1.10 其他要求
a）箱式变电站在使用寿命期内，用户按正常条件使用产品，产品不会因温度变化导致设备出现任何损伤。
b）产品阻燃性好，绝缘材料具有自动熄火的特性，遇到火源时不产生有害气体。
2.性能、试验
箱式变电站的型式试验、出厂试验均应符合国家相关标准要求。
2.1 型式试验
2.1.1 满足GB3804要求的负荷开关型式试验。
2.1.2 满足GB/T17467要求的箱式配电站、箱式开关站壳体的机械强度型式试验。
2.1.3 满足GB/T17467要求的型式试验（箱式变电站）。
2.1.4 满足GB14048.2要求的0.4kV受总断路器电子脱扣器电磁场骚扰抗干扰、热冲击型式试验。
2.1.5 型式试验有效期为5年。
2.2 出厂试验
2.2.1 每台箱式变电站均应在工厂内进行整台组装和出厂试验，并附有满足国家出厂试验标准的测试数据和文件。
出厂试验的技术数据应随产品一起交付设计人。
产品在拆前应对关键的连接部位和部件做好标记。
2.2.2 试验项目及要求按照DL/T537第9章执行。
2.3 现场交接试验
按GB50150执行。
3.货物/技术服务、工厂检验和监造
3.1 技术服务
3.1.1 概述
a）施工方应根据设计人要求，指定售后服务人员，对安装承包商进行相关业务指导。
b）施工方应该根据工地施工的实际工作进展，及时提供技术服务。
3.1.2 任务和责任
a）施工方指定的售后服务人员，应在合同范围内全面与设计人代表充分合作与协商，以解决合同
b）有关的技术和工作问题。
双方的代表，未经双方授权，无权变更和修改合同。
c）施工方售后服务人员代表施工方，完成合同规定有关设备的技术服务。
d）施工方售后服务人员有义务协助设计人在现场对运行和维护的人员进行必要的培训。
e）施工方售后服务人员的技术指导应是正确的，如因错误指导而引起设备和材料的损坏，施工方应负责修复、更换和/或补充，其费用由施工方承担，该费用中还包括进行修复期间所发生的服务费。
设计人的有关技术人员应尊重施工方售后服务人员的技术指导。
3.1.3 在本合同有效期内，招使用双方应及时回答对方提出的技术文件范围内有关设计和技术的问题，由任一方提出的所有有关合同设备设计的修正或修改都应由对方参与讨论并同意。
3.2 工厂检验和监造
3.2.1 设计人有权对正在制造或制造完毕的产品选择一定数量进行抽查测试，检测产品质量或验证供应商试验的真实性，施工方应配合设计人做好抽查测试，费用由设计人承担。
3.2.2 若有合同设备经检验和抽检不符合本技术规范的要求，设计人可以拒收，并不承担费用。
4.技术参数
表1 技术参数特性表
序号
名 称
单位
标准参数值
一
12kV环网柜
1
额定电压
kV
12
2
高压侧接线方式
终端型
3
12kV负荷开关工位
三工位
4
额定频率
Hz
50
5
额定电流
A
630（负荷开关）
6
温升试验电流
1.1Ir
7
额定工频1min耐受电压（相对地）
kV
42
8
额定雷电冲击耐受电压峰值
（1.2/50μs，相对地）
kV
75
9
额定短路开断电流
kA
20（断路器）
22
方案
进线+计量+出线（参见图纸）
二
变压器
1
型号
SCB10
2
额定容量
kVA
800
3
分接范围
2×±2.5%
4
高压绕组额定电压
10
5
变压器铁心材料
硅钢片
6
联结组别
Dyn11
7
绝缘
水平
高压绕组雷电冲击（全波）
kV
75
高压绕组雷电冲击（截波）
85
高压绕组工频耐压
35
低压绕组工频耐压
5
三
框架断路器（0.4kV）
1
额定电流
A
GTW1-2000
2
额定工作电压
V
400
3
额定绝缘电压
V
660
4
极数
3P
5
额定运行短路分断能力
kA
50
6
智能脱扣器选型
电子式脱扣
7
低压安装方式
低压开关组屏
四
塑壳断路器（0.4kV）
1
额定电流
A
参见图纸
2
额定工作电压
V
400
3
额定绝缘电压
V
660
4
极数
3P
5
额定运行极限分断能力
kA
35
6
脱扣器选型
热磁式
五
电流互感器（0.4kV）
1
型号
BH-0.66
2
变比
参见图纸
3
测量用TA精度
0.5
六
电容器（0.4kV）
1
额定工作电压
V
400
2
额定容量
kvar
参见图纸
七
低压母线
1
母线材质
铜排（电解铜）/母线系统
2
电流密度
A/mm2
≤0.9
八
箱式变电站噪声水平
1
噪声水平
≤50
5.使用环境
10kV新科箱式变电站专用技术规范使用环境条件见表2。
特殊环境要求根据项目情况进行编制。
表2 使用环境条件表
序号
名 称
单位
项目需求值
1
额定电压
kV
10
2
最高运行电压
kV
12
3
系统中性点接地方式
不直接接地
4
额定频率
Hz
50
5
污秽等级
IV
6
环境温度
最高日温度
℃
40
最低日温度
-30
最大日温差
K
25
最热月平均温度
℃
35
最高年平均温度
20
7
湿度
日相对湿度平均值
%
≤95
月相对湿度平均值
≤90
8
海拔高度
m
≤1000
9
太阳辐射强度
W/cm2
0.1
10
最大覆冰厚度
mm
10
11
离地面高10m处，维持10min的平均最大风速
m/s
35
12
耐受地震能力
地面水平加速度
m/s2
2
正弦共振3个周期安全系数
≥1.67
13
安装场所（户外）
户外
注：
环境最低气温超过-25℃的需要进行温度修正。
◆充电机技术规范
1.产品功能、特点
一次线路由三相五线交流电做输入，经过防雷器、漏电保护器给电源模块供电，电源模块主要作用是将三相交流电变成直流电即AC转DC，经过汇流之后，作为充电桩直流输出，需要特别说明的是直流输出侧有两路输出，两路输出均配有直流电表、分流器，高压直流接触器与高压直流熔断器，两路输出可以同时工作，并且可以双输出功率自动分配.
采用了核安全级的大功率电源模块平台，安全可靠性更高；
采用新型高效三相APFC电路拓扑结构，功率因数大于0.99，谐波畸变率低≤5%；
高频开关电源模块采用了全桥移相软开关技术，执行效率高。
先进的数字化均流技术，有效提高了均流精度和抗干扰性；
首创模块休眠技术和轮动技术，保证系统高效率运行；
智能化的充电过程控制和完善的充电过程监视及保护，傻瓜式操作；
具有定时充电、定量充电、定金额充电和自动充满等多种充电方式可供选择；
实时显示已充电量、充电时间、当前电价、充电价格等信息及运行状态；
可预留RS-485组网通讯接口，并提供选配的GPRS组网方式；
模块热插拔技术，使维护更方便；
宽电压输出，使用方便，根据不同的应用需求，有两种规格的充电模块：
0-500V，0-700V,宽范围可调，满足不同蓄电池组端电压的充电需求，可供不同电压等级的电动汽车充电。
2.保护功能
充电机输入与输出电气隔离；输出有防止电池组给充电机输出滤波电容充电的装置，防止充电机输出端在接通电池组时出现瞬间大电流；充电机耐压等级、绝缘等级、EMC符合国际《GB_T20234.3-2015电动汽车传导充电用接装置》相关规定；
依据Q/GDW485-2010《电动汽车直流充电桩技术条件》及NB/T33001-2010《电动汽车非车载传导式充电桩技术条件》的相关要求，并参照《电动汽车充电设施典型设计》的部分功能进行设计。
该产品完全符合国家电网公司电动汽车充电站的建设要求。
3.产品命名
4.安全规定
Ø使用前应该注意的规定和事项！
！
！
（1）导线线径选用请参照充电桩接线说明及导线线径与电流规格表，见附录一。
（2）开机前请确定输入电源是否连接正确。
（3）开机前请确定输出电压与负载之间配合（建议先移除负载）。
（4）使用本产品以前，请先了解电源使用和相关的安全标志，以保证安全。
（5）请勿将易燃易爆或可燃材料、化学物、可燃蒸汽等危险物品靠近充电桩。
（6）严禁在充电枪或充电线缆存在缺陷、出线裂痕、磨损、充电线缆裸露等情况下使用充电桩，如有发现，请及时联系工作人员。
（7）在使用过程中应经常检查防雷器上的指示窗口，如果窗口由绿色变成红色，则表示防雷器已经损坏，应立即更换。
Ø安全标志
电压警告符号
高压危险符号
机体接地符号
接地符号
为防止意外伤害或触电发生，在搬移和使用本产品时，请务必先观察清楚，然后再进行操作。
5.主要性能及技术指标
●模块参数表
模块主要为（0-500VDC,0-30A）（0-700VDC,0-22A）两种规格，参数如下表：
型号Modul
EVC50030
EVC70022
额定功率Capacity
15KW
15KW
峰值功率PeakPow
升级会员 