1、概述
本設計方案充分考慮充電設施運營現狀與發展趨勢，通過規範直流充電設備電氣原理、專用部件設計、通用器件選型、結構外形、結構佈局、設備安裝等，實現充電設備統一化設計和標準化管理，全面提高充電設備的兼容性、可靠性和易維護性。
2、設計標準
GB/T 4208外殼防護等級（IP代碼）
GB/T 13384-2008機電產品包裝通用技術條件
GB/T 18487.1-2015電動汽車傳導充電系統 第1部分：通用要求
GB/T 18487.2-2017電動汽車傳導充電系統 第2部分：非車載傳導供電設備電磁兼容要求
GB/T 20234.1-2015電動汽車傳導充電用連接裝置 第1部分：通用要求
GB/T 20234.3-2015電動汽車傳導充電用連接裝置 第3部分：直流充電接口
GB/T 33708-2017靜止式直流電能表
GB/T 34657.1-2017電動汽車傳導充電互操作性測試規範 第1部分：供電設備
GB/T 34658-2017電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統之間的通信協議一致性測試
JJG 1149-2018電動汽車非車載充電機
JJG 842-2017電子式直流電能表檢定規程
JJG 1069-2011直流分流器檢定規程
NB/T 33001-2018電動汽車非車載傳導式充電機技術條件
NB/T 33008.1-2018電動汽車充電設備檢驗試驗規範 第1部分：非車載充電機
DL/T 698.45-2017電能信息採集與管理系統 第4−5部分：通信協議—面向對象的數據交換協議
Q/GDW 1233-2014電動汽車非車載充電機通用要求
Q/GDW 1591-2014電動汽車非車載充電機檢驗技術規範
Q/GDW 11709.1-2017電動汽車充電計費控制單元 第1部分：技術條件
Q/GDW 11709.2-2017電動汽車充電計費控制單元 第2部分：與充電樁通信協議
Q/GDW 11709.3-2017電動汽車充電計費控制單元 第3部分：與車聯網服務平臺通信協議
Q/GDW 11709.4-2017電動汽車充電計費控制單元 第4部分：檢驗技術規範
Q/GDW 11850-2018 直流電能表外附分流器技術規範
3、設計方案
3.1 電氣原理
160kW一體式一機雙槍充電機電氣主電路拓撲見圖3-1，配置2個250A直流充電連接裝置，提供8個充電模塊安裝位置，根據充電功率需求可選配5~8個20kW充電模塊。配置2個A型四進兩出開關模塊，實現輸出功率動態分配功能，功率分配調節級差爲20kW。內置直流電能表和計費控制單元，實現計量計費和充電控制功能。
圖3‑1 160kW一體式一機雙槍充電機主電路拓撲
3.2 專用部件設計
通過對直流充電設備的充電控制器、充電模塊、開關模塊、計費控制單元等專用部件的功能性能、接口定義、結構尺寸等要求進行統一規範設計，實現不同供貨廠家專用部件兼容互換。充電設備專用部件設計見《國家電網有限公司電動汽車充電設備標準化設計方案-直流充電設備專用部件》。
3.3 通用器件選型
160kW一體式一機雙槍充電機通用器件的選型見表3-1。
表3‑1 160kW一體式一機雙槍充電機通用器件選型
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序號 |
代號 |
名稱 |
型號規格 |
備註 |
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1 |
QF |
進線塑殼斷路器 |
額定工作電壓：AC 400V 額定工作電流：350A 極數：3P 額定短路分斷能力：≥35kA 過載脫扣類型：複式脫扣器 報警觸點：NO（正常狀態） 機械壽命：10000次 |
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2 |
KM |
交流主接觸器 |
額定工作電壓：AC 400V 額定工作電流：330A 極數：3P 線圈額定控制電源：AC 220V 輔助觸點：NO（分斷狀態） |
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3 |
FVC |
防雷器 |
保護模式：3P+1 最大持續工作電壓： L-N：385V；N-PE：255V 標稱放電電流：20kA 最大放電電流：40kA 電壓保護水平：L-N≤1.8kV，N-PE≤1kV 報警信號：NO（正常狀態） |
C級防雷 |
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4 |
QF1 |
防雷斷路器 |
額定工作電壓：AC 400V 額定工作電流：40A 極數：3P 額定短路分斷能力：6kA 脫扣特性：C型 機械壽命：10000次 |
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5 |
QF2 |
微型漏電斷路器 |
額定電壓：AC 400V 額定電流：16A 剩餘電流保護器：AC型 額定剩餘動作電流：30mA 極數：2P 額定短路分斷能力：6kA 脫扣特性：C型 機械壽命：10000次 |
控制電源開關 |
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6 |
F1，F2 |
微型斷路器 |
額定電壓：AC 230V 額定電流：16A 極數：1P 額定短路分斷能力：6kA 脫扣特性：C型 機械壽命：10000次 |
F1：散熱系統控制電源開關 F2：交流接觸器控制電源開關 |
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7 |
UP1~UP4 |
輔助開關電源 |
輸入電壓範圍：AC 220V±20% 頻率：47-63 Hz 輸出：12V/10A 安裝方式：平板 |
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8 |
UP5 |
電能表開關電源 |
輸入電壓範圍：AC 220V±20% 頻率：47-63 Hz 輸出：24V/1A 安裝方式：平板 |
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9 |
1FU，2FU |
直流熔斷器 |
額定工作電流：300A 額定工作電壓：750V 分斷能力：50kA 告警觸點：NO（正常狀態） |
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10 |
1RSX 2RSX |
直流分流器 |
額定電流：300A 額定壓降：75mV 準確度：0.2級 工作溫度：-20℃~50℃ |
用於測量 |
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11 |
1RS，2RS |
直流分流器 |
額定電流：300A 額定壓降：75mV 準確度：0.2級 工作溫度：-20℃~50℃ |
用於計量 |
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12 |
1PJ，2PJ |
直流電能表 |
工作電源：DC24V 參比電流：300A/75mV 參比電壓：700V 準確度等級：1.0級 通訊方式：2路RS485 接線方式：電壓、電流採樣採用四線制，不共地 通訊協議：按照國網充電設備招標規範 結構尺寸：160mm（長）×112mm（寬）×58mm（高） |
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13 |
1K1，1K2 2K1，2K2 |
直流接觸器 |
觸點形式：1NO 額定工作電壓：DC 750V 額定工作電流：300A 線圈工作電壓：DC 12V 機械壽命：10萬次 電氣壽命：≥1000次（負載電壓750V，負載電流250A；1s通，9s斷；阻性負載） 輔助觸點：1NO（分斷狀態） |
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14 |
1K3，2K3 |
輔助電源繼電器 |
線圈額定電壓：DC 12V 觸點形式：2NO 觸點負載：DC 30V/20A（阻性） |
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15 |
K5 |
交流主接觸器控制繼電器 |
線圈額定控制電源：DC 12V 觸點形式：1NO 觸點容量：阻性負載：AC 250V/10A 感性負載：AC 250V/5A |
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16 |
K11，K12 |
中間控制繼電器 |
線圈額定控制電源：DC 12V 觸點形式：2NC 觸點容量：阻性負載：DC 30V/5A 感性負載：DC 30V/1.5A |
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17 |
1K7，2K7 |
泄放繼電器 |
觸點形式：1NO 額定工作電壓：DC 750V 額定工作電流：10A 線圈工作電壓：DC 12V 機械壽命：10萬次 電氣壽命：≥1000次（負載電壓750V，負載電流10A；1s通，9s斷，阻性負載） |
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18 |
1R，2R |
泄放電阻 |
功率等級：200W/75Ω 外形尺寸：不大於180mm（長）*70mm（寬）*40mm（高） |
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19 |
1XT 2XT |
直流充電連接裝置 |
充電接口：GB/T 20234.3-2015 額定電壓：750V 額定電流：250A 動力線：80mm2 輔助電源線：2.5mm2 BMS通訊線、溫度採樣線、電子鎖控制及反饋線：0.75mm2 溫度傳感器：PT1000，正負極柱各1個 電子鎖控制：雙穩態電磁操作，操作電源DC 12V±10%，額定功率≤24W，正向脈衝鎖定狀態，反向脈衝解鎖狀態，控制脈衝寬度50ms～300ms 電子鎖狀態信號：NO（電子鎖斷開） 電子鎖機械壽命：10萬次 充電電纜外露長度：4m 充電電纜護套顏色：黑色 |
具備應急解鎖功能 |
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20 |
1XC 2XC |
充電槍座 |
帶充電槍歸位指示觸點 觸點形式：NO（充電槍未歸位） |
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21 |
TX |
組合天線 |
天線形式：雙模GPS/BDS+LTE 安裝方式：M12螺釘固定 防護等級：IP67 |
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22 |
HL |
狀態指示燈 |
待機指示燈：綠色 充電指示燈：紅色 告警指示燈：黃色 |
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23 |
HA |
音頻 |
工作電壓：DC 12V 輸出功率：3W 頻率響應：20Hz~20kHz |
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24 |
SA |
急停按鈕 |
額定工作電壓：AC 220V 額定工作電流：10A 機械壽命：20萬次 電氣壽命：10萬次 操作部件形狀：圓形 觸動形式：快動型觸點 按鈕形式：旋轉復位蘑菇鈕 安裝直徑：φ22 觸點形式：4NO |
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25 |
XS |
電源插座 |
額定電壓：AC 250V 額定電流：10A 寬度：36mm 安裝方式：35mm導軌 安裝方向：垂直安裝 |
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26 |
SQ |
門禁開關 |
額定電壓：220V 額定電流：5A 工作行程：3.5mm 超行程：1mm 輸出觸點：NO（打開狀態） |
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27 |
SJ |
水浸報警器 |
額定電壓：DC 12V 輸出觸點：NO（正常狀態） |
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3.4 結構外形
充電設備結構尺寸設計結合人機工程學，合理規劃設備外形和人機操作位置尺寸，方便用戶操作。160kW一體式一機雙槍充電機結構尺寸設計見圖3-2，充電機殼體採用2.0mm冷軋鋼板，表面噴塑處理，防護等級IP54。
圖3‑2 160kW一體式一機雙槍充電機結構尺寸
3.5結構佈局
充電設備結構佈局按照功能區劃分，充分考慮安裝方便、佈線美觀、維護快捷等因素，做到強弱電分離，工作安全可靠。160kW一體式一機雙槍充電機內部元器件佈置見圖3-3和圖3-4。
圖3‑3 160kW一體式一機雙槍充電機內部元器件佈置1
圖3‑4 160kW一體式一機雙槍充電機內部元器件佈置2
3.6 設備安裝
設備安裝方案充分考慮施工便捷、安裝牢固等需求，通過規範設備地腳孔，安裝維護間距，實現設備安裝基礎標準化，有效縮短項目建設週期。160kW一體式一機雙槍充電機設備安裝見圖3-5～圖3-7。
設備底座外形及開孔尺寸見圖3-5。
圖3‑5 160kW一體式一機雙槍充電機底座開孔尺寸
設備安裝地基具體尺寸見圖3-6。
圖3‑6 160kW一體式一機雙槍充電機安裝地基尺寸
設備上部與障礙物距離不小於150，四周與障礙物距離要求見圖3-7。
圖3‑7 160kW一體式一機雙槍充電機四周與障礙物距離尺寸示意