陳 偉，張?zhí)熘遥?超，鄭 非（安徽華電工程咨詢設(shè)計有限公司，安徽合肥230000）

電動公交充電站充電樁配樁計算及選擇

陳 偉，張?zhí)熘?，?超，鄭 非（安徽華電工程咨詢設(shè)計有限公司，安徽合肥230000）

隨著國家電動汽車充電設(shè)施發(fā)展指南的推出，電動公交車充電站進(jìn)入快速建設(shè)期。充電站內(nèi)的充電樁容量與其服務(wù)的電動公交車參數(shù)及運行模式密切相關(guān)，目前大多數(shù)充電樁配置多憑借經(jīng)驗，缺少精確的配樁計算。本文結(jié)合實際工程，深入探討電動公交充電站的配樁設(shè)計。

電動公交車；充電樁；配樁計算

1 設(shè)計輸入

某公交站車輛及運營參數(shù)如表1～2。

表1 電動汽車參數(shù)

表2 公交車運營模式

2 配樁計算

根據(jù)公交公司提供的公交線路及車型參數(shù)，樁型選擇如下：

2.1 按照單個充電接口滿足車輛最大充電能力配樁

2.1.1 A類公交車

充電機(jī)輸出電壓U=1.1×UA=633V；

UA-電池的額定工作電壓為576V，參照充電機(jī)制造廠家的標(biāo)準(zhǔn)電壓系列，取額定充電電壓為750V?？紤]到兼顧電動小汽車的充電要求，選擇寬幅電壓輸出為250～750V。

充電機(jī)最大充電電流I=1.2×IA=206.4A。

IA=電池能夠承受的最大充電電流172A，結(jié)參照充電機(jī)制造廠家的標(biāo)準(zhǔn)電流系列，取額定充電電流為200A；

充電機(jī)功率P=U×I=UA×IA=126kW，結(jié)參照充電機(jī)制造廠家的標(biāo)準(zhǔn)功率系列，取額定充電功率為120kW。

2.1.2 B類公交車

充電機(jī)輸出電壓U=1.1×UA=580V；

UA-電池的額定工作電壓為528V，參照充電機(jī)制造廠家的標(biāo)準(zhǔn)電壓系列，取額定充電電壓為750V?？紤]到兼顧電動小汽車的充電要求，選擇寬幅電壓輸出為250～750V。

充電機(jī)最大充電電流I=1.2×IA=288A。

IA=電池能夠承受的最大充電電流240A，結(jié)參照充電機(jī)制造廠家的標(biāo)準(zhǔn)電流系列，取額定充電電流為300A。

充電機(jī)功率P=U×I=UA×IA=174kW，結(jié)參照充電機(jī)制造廠家的標(biāo)準(zhǔn)功率系列，取額定充電功率為180kW。

該部分計算僅推算出電動汽車的最大充電能力，作為充電樁容量選型的上限值。

2.2 按照滿足夜間車輛充電能力配樁

某站夜間共?？?2輛電動公交車，其中A類公交車40輛，B類公交車2輛，按照夜間9h將所有電動車電量從0%充至100%。

W總=N1×W1+N2×W2=4212kWh

式中：W總——電動公交車夜間總充電量；

N1——A類公交車數(shù)量，40輛；

N2——B類公交車數(shù)量，2輛；

W1——A類公交車電量，99kWh；

W2——B類公交車電量，126kWh。

P總=W總/h=468kW

式中：h-夜間充電時間，9h。

P1=1.3×P÷（N1+N2）=14.82kW，取15kW；

P1-單口功率。

根據(jù)充電樁產(chǎn)品序列，選擇一機(jī)四充充電機(jī)，單臺充電機(jī)功率為：

P=4×P1=60kW

充電機(jī)數(shù)量N=（N1+N2）÷4=10.5臺，取11臺。

該方案能夠滿足夜間充電需求，如車輛運營里程較短，白天補電需求較少，則可按此方案配樁。

2.3 按照滿足白天車輛補電能力配樁

在電動汽車回站時需要進(jìn)行短時緊急補電，以滿足車輛日間穩(wěn)定運行的里程需求。根據(jù)九條公交線路的數(shù)據(jù)，結(jié)合公交車的電池參數(shù)，對各條線路的配樁需求進(jìn)行計算，并選擇樁型。計算過程如下：

W總消耗=L×η

式中：W總消耗——每輛車每天消耗的總電量，kW·h；

L——每輛車每天行使里程，km；

η——每公里消耗電量，8.2m車為0.707kW· h/km，10.5m車為1.05kW·h/km。

將電池充電曲線簡化為恒流充電模式，即用1C的充電電流需要1h將電池從0%充到100%。針對不同的充電倍率可以得到滿足白天耗電量所需要的充電時間：

T1c=（W總消耗-W）÷W

T0.5c=（W總消耗-W）÷W÷0.5

T0.25c=（W總消耗-W）÷W÷0.25

再將不同充電倍率下所需要的充電時間與每輛車白天補電總時間對比，即可選擇充電接口的最小充電功率（見表3）。

由表3中可見，S8路公交車線路較長，白天需要2個120kW功率充電接口同時輸出方可滿足充電要求。

S1、S2、S5、S7四路公交車白天共需要10個60kW功率充電接口同時輸出方可滿足充電要求。

S3、S4、S6、S9四路公交車白天共需要8個30kW功率充電接口同時輸出方可滿足充電要求。

表3 白天補電計算表

滿足白天補電、夜間充電，并考慮公交公司場地布置要求的配樁方案為有以下兩種：

主推方案：2個120kW一樁兩充+18個60kW一樁兩充，車位面對面布置。

次推方案：7個120kW一樁四充+4個60kW一樁四充，車位背靠背布置。從減少樁型，便于管理的角度出發(fā)，建議選擇11個120kW一樁四充充電樁。

3 結(jié)論

電動公交車充電站的配樁設(shè)計應(yīng)充分考慮到公交公司的運營習(xí)慣，再滿足白天補電的情況下兼顧夜間充電需求，詳細(xì)計算配樁容量及樁數(shù)，確保充電站的投資回報率達(dá)到最佳。

TM910.6

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2095-2066（2016）36-0063-02

2016-12-13