【第一電動(dòng)網(wǎng)】（特約作者 朱玉龍）在國(guó)內(nèi)的定義里，新能源車一般指純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車兩類，其基本特征就是得含有純電里程這條天然的屬性。隨著2015年新能源汽車產(chǎn)量逐漸放大，消費(fèi)者首先遇到的就是充電的困局。

如果要問任何一位普通潛在的新能源車消費(fèi)者，其得到的答案首先就是在家能不能充電，其次是在公司能不能充電，這其實(shí)是有數(shù)據(jù)支撐的。如下表1所示：

表1 消費(fèi)者充電方式

注1：充電時(shí)間以16kWh的電池包為藍(lán)本。

注2：場(chǎng)景占比，是通過美國(guó)的一項(xiàng)調(diào)研得來(lái)的。鑒于中美之間有一定的差異，而且中國(guó)地區(qū)分布差距較大，圖1所示的情況僅作參考。通過較大量的調(diào)研，是可以勾勒出中國(guó)汽車使用的停放時(shí)間的，暫時(shí)以這個(gè)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

圖1 美國(guó)某調(diào)研汽車停放區(qū)域占比

在充電這個(gè)領(lǐng)域，真正讓消費(fèi)者可以掏錢買單的，就是能不能在家里充電。家里充電的情況可以細(xì)分成以下的幾點(diǎn)：

a)單個(gè)客戶充電

不管是IEC還是GB/T的定義，面向普通消費(fèi)者的家庭充電主要有如下三種。

模式1 充電線纜：早期在GB20234.1沒有定義PWM之前，有很多國(guó)內(nèi)廠家在用，限制在6A。其實(shí)這種模式相當(dāng)危險(xiǎn)，主要的兩點(diǎn)是缺乏漏電保護(hù)和斷開的時(shí)候，車輛插頭依舊帶電，這種模式未來(lái)逐漸會(huì)被淘汰掉。

模式2 帶保護(hù)的充電線纜：模式2的使用場(chǎng)景，主要是在歐美日等具有車庫(kù)的消費(fèi)者使用，其次呢也是放在車上備用。不過鑒于國(guó)內(nèi)的16A墻插主要為空調(diào)設(shè)計(jì)，所以主流是10A插座的，實(shí)際這種模式在國(guó)內(nèi)會(huì)造成很大的隱患。

模式3 交流充電樁：家用條件下，一般充電樁直接帶線接出，后文將具體分析。

圖2 家用三種充電模式

注：騰勢(shì)的家庭10KW直流充電不在此內(nèi)，這個(gè)車由于電池容量較大，采用了這種很特殊的家庭充電戰(zhàn)略，在國(guó)內(nèi)由于需要的功率較高，很難走得通

模式2的原本規(guī)劃，是面向具有獨(dú)立車庫(kù)的。在模式2的控制器里面，具備的功能主要有：

? 地線監(jiān)測(cè)：通過PWM電路的相互檢查，實(shí)現(xiàn)對(duì)模式2與電動(dòng)汽車之間地線連接的確認(rèn)。當(dāng)然模式2的前端的地線檢測(cè)是個(gè)問題。

? 電動(dòng)汽車與模式2的連接確認(rèn)：通過PWM的電壓設(shè)定，來(lái)正確的給電，交流電給出去了就意味著危險(xiǎn)。

? 供電/控制控制功能：控制供電和斷電的過程。

? 漏電保護(hù)：模式2的線纜很容易給各種車輛碾過，絕緣層長(zhǎng)久使用下磨損，極端條件下金屬裸露，就得靠這個(gè)功能了

? 過流保護(hù)：這個(gè)功能，是因?yàn)楹芏嚯姽榱伺侣闊?，給經(jīng)常跳閘的配電盒一般給多路10A的供電配16A的分?jǐn)嗥鳎灾荒芸磕Ｊ?

雖然它能提供很大的保護(hù)，其典型使用定義，如“家用交流充電是使用車輛配備的交流充電連接裝置進(jìn)行充電的。推薦使用220V 50Hz，10A的專用交流電路和電源插座。專用電路是為了避免線路破壞或者由于給動(dòng)力電池充電時(shí)的大功率導(dǎo)致線路跳閘保護(hù)，如果沒有使用專用線路，可能影響線路上其他設(shè)備的正常工作。如果一個(gè)專用線路已經(jīng)不能使用，應(yīng)由專業(yè)電工來(lái)安裝。”這里的前提是專用線路，和不能使用延長(zhǎng)線和拖線板?？墒窍M(fèi)者一般很少去閱讀使用手冊(cè)，更不會(huì)按這個(gè)道理的，實(shí)踐中出現(xiàn)了這樣的應(yīng)用場(chǎng)景：

在這樣的情況下，可能發(fā)生漏電、導(dǎo)線過熱等問題。這里需要重點(diǎn)提一下，墻插和導(dǎo)線的事情。在GB2099.1對(duì)于墻插的定義中，對(duì)于溫升實(shí)驗(yàn)是通電一小時(shí)，溫升不超過45degC，而一般模式2充電是按照10小時(shí)來(lái)記的。導(dǎo)線的問題更加五花八門，好點(diǎn)的10A拖線板也只有1.5平方的線徑，在多個(gè)脫線板(10M+10M)的情況下，計(jì)入導(dǎo)線的阻抗，插頭和插座的接觸電阻，整個(gè)電壓降不折不扣的會(huì)引起火災(zāi)的危險(xiǎn)。

注：合格的墻插、拖線板都頂不住，所以這事情建議諸位消費(fèi)者看到千萬(wàn)別用這種方法。某次調(diào)研，大部分消費(fèi)者確實(shí)把充電想當(dāng)然的將底樓和拖線板聯(lián)系在一起。

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模式3的充電樁，是在模式2的升級(jí)版本，主要目的就是在固定車位上對(duì)新能源充電，可是在中國(guó)有以下的障礙，如圖3所示充電樁安裝申請(qǐng)流程：

圖3 充電樁安裝流程

1)你必須要有房產(chǎn)和固定車位產(chǎn)權(quán)，這個(gè)價(jià)格不是個(gè)小數(shù)目，而且很多小區(qū)根本不對(duì)外賣車位

2)車位分地上和地下，為了安全的將充電樁連接到充電樁，選用的線也是個(gè)問題，如圖某小區(qū)地下車庫(kù)示意圖

圖4 小區(qū)地下車位示意圖和充電位置與配電盒距離分布

為了保證充電過程中的損耗，一般根據(jù)最大電壓降來(lái)確認(rèn)線徑的使用范圍。以1.5～10平的線每米 4.5、7、11和17元記，安裝的線束(火線、零線和地線外加保護(hù)線管)成本可不低。

b)很多客戶充電

假定國(guó)家給予補(bǔ)貼或者廠家予以解決，這事情就變成了先到先得的游戲了。在地下車庫(kù)甚至是小區(qū)的配電網(wǎng)的容量設(shè)計(jì)是沒有考慮電動(dòng)汽車的容量，其體量本來(lái)設(shè)計(jì)就較為保守的，而且由于大功率電器的使用，相對(duì)而言是捉襟見肘的。如圖5所示的小區(qū)地下停車庫(kù)內(nèi)為所有的電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)配電電路，這也是一個(gè)較為困難的事情，特別是地下車庫(kù)也具有人防工事的屬性。以參考文獻(xiàn)【1】中提供的細(xì)致數(shù)據(jù)，地下車庫(kù)內(nèi)電力負(fù)荷主要有風(fēng)機(jī)、水泵及消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備等，照明負(fù)荷主要有正常照明和應(yīng)急照明負(fù)荷等，所有用電設(shè)備均為220/380V低壓用電負(fù)荷。其中消防水泵、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火、排煙設(shè)備、火災(zāi)應(yīng)急照明及疏散指示標(biāo)志等消防用電屬一級(jí)負(fù)荷,地下車庫(kù)平時(shí)的用電負(fù)荷為1100KW。

由于消防的要求，本身的停車位都是按照防火區(qū)的要求進(jìn)行間隔的，當(dāng)某個(gè)位置需要將連接線束連接的時(shí)候，需要根據(jù)法規(guī)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

由于本身配電系統(tǒng)不考慮用戶在地下車庫(kù)停電，充電的負(fù)荷只能從備用的負(fù)荷中取點(diǎn)，在各個(gè)配電柜里面連接是有限的。

由于非預(yù)裝的系統(tǒng)，就面臨先后次序干涉的問題，當(dāng)電動(dòng)汽車在小區(qū)內(nèi)普及之時(shí)，公共區(qū)域的設(shè)計(jì)系統(tǒng)升級(jí)是個(gè)很復(fù)雜的問題。

圖5 某小區(qū)地下停車示意圖

由上敘述，由于中國(guó)當(dāng)前的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從電氣標(biāo)準(zhǔn)上就沒有考慮電動(dòng)汽車，而且配電系統(tǒng)的更新成本耗費(fèi)巨大，所以采用固定負(fù)荷疊加的辦法是行不通的。這點(diǎn)電網(wǎng)是做過一定的研究的，如參考文獻(xiàn)【2】中所示的那樣，文獻(xiàn)中使用的是蒙特卡羅的方法，可能與事實(shí)存在較大的差異。

小結(jié)

充電問題，對(duì)新能源汽車有著一票否決權(quán)，特別是當(dāng)前國(guó)內(nèi)的車輛在混動(dòng)模式下油耗并不低的情況下。充電問題，需要從自家這邊想辦法。有幾條路子可以借鑒：

1)允許商業(yè)企業(yè)在小區(qū)內(nèi)租用車位，安裝家用充電樁以解決充電問題，這條可以極大限度將車位的所有權(quán)繞過去

2)開發(fā)小區(qū)智能充電系統(tǒng)，采用PLC或者Zigbee的一定范圍內(nèi)的協(xié)調(diào)機(jī)制，構(gòu)筑局部可調(diào)節(jié)的體系

參考文件

【1】地下車庫(kù)電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn) 劉寶川

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