伴随着经济发展，环保、低碳理念的不断提升，我国逐步推广新能源汽车。国家发改委公布的数据显示，2015年我国新能源汽车累计产量达37.9万辆，其中纯电动汽车29.07万辆、混合动力车8.82万辆。到2020年，中国新能源汽车的年销量将达到市场总需求的5%以上，2025年达到20%左右。

引文作者:上海盖能电气市场部（专注干式变压器30年）

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由于新能源汽车的普及，电动汽车充电桩的需求进一步增加。分析表明，目前电动车推广难的主要原因是充电桩数量少、充电速度慢、目标单一等。

为了帮助新能源汽车推广，我国正逐步增加对充电桩的配置。2015年10月国务院指导意见指出，在大型公共建筑配建停车场或为充电设施预留建设和安装条件的车位比例不低于10%。

但国内现行配电设计规范中，对车库容量的设计指标并未提及充电桩对车库配电指标的影响。对新建建筑来说，车库充电桩的配置和带充电桩的车库配电容量设计仍然很模糊。

该文通过对现有车库供电特点、车辆充电设施使用情况、充电桩配置类型和用电特点的调查研究，结合我国现行充电桩设计方法，提出了新建筑设计中车库充电桩配电容量的指导思想。

目前国内目前的充电桩设计方法和充电桩的具体应用：

当前，我国新建商业建筑地下车库在配建充电桩时变压器容量设计，充电负荷的计算主要参照南方电网充电桩设计规范中的计算方法：

公式中：

P1…PN—各充电桩输出功率，kW；

S∑=-充电机总输入容量，kW；

cosφ——电机充电功率因数，取0.9；

η-电机充气效率，取0.9；

K-充电机同时工作系数，取0.8。

调查研究目前已投入使用的公用充电桩有以下几种，如下图所示：

汽车修理厂变压器容量设计的现状与问题:

汽车修理厂变压器容量设计时，一般采用单元指标法进行设计。标准中给出了各类建筑物单位建筑面积用电指标，非机械式汽车库房用电指标为8~15W/m2，变压器容量指标为12~34VA/m2。

目前规范对车库是否安装充电桩、充电桩比例等问题未作详细说明，在设计中未考虑是否设置充电桩时，车库的配电通常也按最大值34VA/m2计算。工程图纸设计阶段，常规车库变压器容量设计采用需要系数法，充电桩的配电容量按(1)公式计算。

计算公式(1)每台充电机输出功率因设计者缺乏实际测试数据而采用充电桩的额定输出功率计算，表2中数据表明，实际充电功率为充电桩的额定输出功率的58%~99.5%，表中只有不到一半的充电效率在80%以上，保守估计根据公式(1)计算结果偏大10%左右。

计算公式(1)中相同工作系数为0.8，对安装充电桩少(如20台以下)的变压器容量影响较小，充电桩的变压器容量越大，在充电桩大于100台时，用于充电桩供电的变压器富余量预计可达10%~30%。

决定同步工作系数的主要因素：

a.由于汽车电池充电的特性，当电池充电0~80%时进行恒流充电，而保护电池则由80%~100%的保护电池改为恒压充电。同一段时间，不同车辆起步阶段不同，充电比例不同，充电桩同时工作系数也不同。

b.就商业建筑而言，日常充电桩主要为上下班及购物人群提供服务。有研究表明，用于上下班和社交/休闲的平均往返距离为30km，交流慢充约为1.5h，直流快充约为0.5h。

对上班族来说，占用充电桩的时间等于工作时长，对于购物人群来说，占用充电桩时间等于购物时间。规定了充电时间，当完成充电后车主未达到工作时间/购物时间，将不会离开车位。这时充电桩同时工作系数有所降低。

电动车充电桩对车库变压器容量设计的影响:

充电桩的数量影响:

在调查所有大型商业地产集团的设计指引中发现，单个车位的平摊面积均在25~45m2之间。下表所示平均停车面积：25~45m2，充电桩安装率：10%~30%时，同一种类型、不同充电桩数对车库变压器容量设计指标的影响如下。单机停车面积指标A、装桩率a对充电桩负荷设计指标的影响见下图:

同一装桩率下，随着单车位均摊面积的增大，变压器的装置指标下降。当单车位均摊面积为45m2/个时，充电桩变压器装置装置指标为单车位均摊面积25m2时的55.6%；在相同单车位均摊面积下，充电桩上的变压器装置指标上升10%。充电桩安装率为30%，变压器充电桩的装置指标是充电桩安装率10%时的3倍。

充电桩类型影响：

因为电动车大多使用锂电池，快速充电电流较大，容易影响锂电池的寿命，甚至引发爆炸，所以国内电动车在充电时厂家与充电桩通讯协议多限制充电电流。

从现有的充电技术来看，即使充电桩配置电压、电流增大，实际充电也达不到充电桩的额定功率。

当充电桩安装比例为10%，充电桩安装数量为100，单个车位的平摊面积为40m2/m2时，根据公式(2)~(4)不同充电桩组合对充电桩变压器各参数的影响，如下图所示：

调查结果表明，在151个充电桩组合形式中，约有35%的充电桩组合形式的充电桩设备指标为10~20VA/m2，其中，充电桩组合形式使充电桩变压器装置指标达到20~30VA/m2，约有74%的不同充电桩类型组合，使得充电桩变压器装置指标达到30~30VA/m2，约有74%的不同充电桩类型组合，使充电桩变压器装置指标达到30~30VA/m2。

在大型快速充电桩安装率超过73%时，变压器充电桩指标超过40VA/m2，此时对充电桩的投资较大。

未设充电桩时，停车电耗容量设计优化指标建议值为1.8~10.5W/m2，约2.3~13.4VA/m2；设置充电桩时，应在上述停车场电耗容量设计优化指标推荐值的基础上增加0~60VA/m2，具体增加充电桩的配电容量指标应根据充电桩型号配比进行计算。

商业建筑的使用性能和投资经济性能应综合考虑不同充电桩组合配置。对商业区而言，商场停车位较多，应适当增加配置大型快速充电桩以满足民众的快充需求；办公车位较多时，应适当增加中、小型低速充电桩配置。

尽管在住家停车位、工作地停车位、公共停车场和酒店停车场的充电桩大多采用中低速充电，充电总需求约占80%，快速充电占20%左右。

但由于我国目前已建住宅充电的限制，很多小区不能满足电动车充电需求，所以商业建筑应综合考虑经济性和使用性，合理配置大型快充桩的比例。