淺談安科瑞電動汽車充電樁在住宅小區的構建與應用

摘要

以住宅小區的電動汽車充電樁設計為例，介紹了電動汽車充電統在住宅小區中的應用。安樁的分類、布置及安裝方式、負荷計算及配電設計等需要注意的事項，結合實際工程案例，深入探討了住宅小區充電樁的電氣設計方案，并介紹了安科瑞充電樁運營管理體系。
關鍵詞：住宅小區；充電樁；電動汽車；電氣設計

一、引言

近幾年來隨著國家對節能減排要求的提高以及相關環保政策的推進，電動汽車保有量迅速增長，作為電動汽車大規模推廣應用的重要前提和基礎，電動汽車充電設施的建設顯得尤為重要。

目前，根據國家相關政策明確規定，新建住宅小區停車位要求100%建設充電設施或預留建設安裝條件，可見充電樁已經成為目前住宅建筑電氣設計的一項重要內容。本文筆者結合工程實踐，對電動汽車充電樁的分類、布置、負荷計算及配電設計等進行深入探討，并介紹安科瑞充電樁運營管理系統的應用方案。

二、充電樁的分類

現階段電動汽車充電樁主要分為直流充電樁和交流充電樁兩種。直流充電樁自帶整流器，可以將輸入的三相交流電輸出為電壓和電流可調的直流電，充電速度較快（1~2 h滿載），又被稱作"快充樁"，缺點是裝置占地面積大、投資較高。交流充電樁需要通過電動車的車載充電機為電動汽車充電，車載充電機功率小，充電速度較慢（5~8 h滿載），又被稱作"慢充樁"，優點是裝置占地面積小、安裝方便、投資較小。

對于住宅小區而言，電動汽車充電樁均為住戶自用，其充電時間基本集中在晚上休息時間，充電時間很充足，故無需快速充電也能滿足日常使用。由此可見，住宅小區更適合采用交流充電樁，目前一般采用單相7 kW慢充型，安裝方式為壁掛或落地安裝。安科瑞AEV200-AC007D系列交流充電樁即為7kW單相交流樁，非常適合住宅小區使用。

三、充電樁平面布置及安裝方式

目前市面上的充電樁種類較多，產品參數及安裝方式也各有不同。在選擇設置充電設備的停車位時，其基本要求是不影響項目的整體規劃布局，尤其是位置緊張的住宅小區地下車庫，不能因布置充電設備而影響車位劃分。電氣設計人員應與建筑專業密切配合，合理選擇充電設備及安裝方式。

在選取設置充電樁的停車位時應考慮充電樁安裝空間。優先選擇靠墻或柱子的車位，在車尾墻上或柱子上設壁掛式充電樁；或選擇臨近車位之間有安裝空間的車位，在車側處設置落地式充電樁；其次為兩排背靠背垂直后退停車的車位，在車尾處設置落地式充電樁；當車位既不靠墻柱也沒有安裝空間時，如仍有電動汽車充電需求，可選用車擋式充電樁。

充電樁應靠近停車位布置，以便于電動汽車停放和充電人員操作，且不應妨礙其他車輛的充電和通行。目前主流觀點認為，充電設備外廓與停車位的凈距應不小于0.4 m。由于車尾處一般選擇壁掛式充電樁，基本不占用空間，如靠近兩車中間布置可以不考慮安全凈距。結合目前主流交流充電樁的參考尺寸（厚0.2~0.4 m），如不確定產品型號，可按如下要求布置充電車位：充電車位尾部與墻凈距a不宜小于0.4 m，充電車位車側凈距b、背靠背凈距c不宜小于1.2 m。考慮操作的便利及使用習慣，充電設備操作屏的中心線距地面宜為1.4~1.5 m，落地式充電樁的基礎應比車庫地面高出0.2 m。

四、負荷計算

對于住宅小區地下車庫而言，充電樁均為物業統一配置安裝，其選用型號也是一致的，目前標準型號為單相7 kW交流充電樁，故地下車庫充電樁的總計算容量可按以下公式確定：

S? = K × N × P ÷ (η × cosφ)

式中：

S?——N臺充電樁的總計算容量（kVA）；

K——充電樁的需要系數；

N——充電樁的計算數量；

P——單臺充電樁的輸出功率（kW）；

η——充電樁的工作效率，可取0.9；

cosφ——充電樁的功率因數，可取0.95。

從公式可以看出，僅充電樁的需要系數取值是未知的，并且沒有能夠參照的規范和手冊，可見合理選擇需要系數是充電樁負荷計算的關鍵。需要系數K為電動汽車充電樁同時充電的概率，與充電樁數量有直接關系。當前常見家用電動汽車的續航里程為150~300 km，按每天通勤里程30~40 km考慮，再計入天氣、路況、駕駛習慣、計量誤差及居民的充電習慣等多種因素，私家車在小區停車庫充電的間隔時間約為3天左右。再者，目前市場上主流電動汽車的車載充電機功率一般為3.3 kW和6.6 kW，在充電時實際消耗的功率并沒有達到7 kW，所以負荷計算時需要系數可進一步降低。供電干線或區域配電箱和變壓器側充電樁的需要系數如表1所示。

表1 住宅小區停車庫交流充電樁需要系數

五、配電設計注意事項

（1）住宅小區充電車位一般設在地下車庫內，短時間停電也不會造成較大損失，故住宅小區的充電設備按三級負荷配電設計即可。

（2）充電樁配電一般可從專用變壓器引出獨立回路，如當地供電局不允許，則需要預留專設變壓器或配電房，以方便計量及物業管理。

（3）充電樁盡量集中分區域布置，并就近設置區域配電箱，區域配電箱采用三相進線，進線斷路器應帶分勵脫扣器，火災時自動切斷供電電源。

（4）充電樁的末端配電回路采用斷路器，應具備短路保護和剩余電流保護功能，其剩余電流保護的額定動作電流為30 mA，動作時間不大于0.1 s。安科瑞充電樁產品均具備保護功能，包括輸入過欠壓保護、輸出短路保護、過溫保護、過流保護、漏電保護、電池反接保護等多重安全防護。

六、典型案例分析

根據公安部2026年1月發布全國機動車保有量統計數據，截至2025年底，全國電動汽車保有量達到3022萬輛，占全國汽車總保有量比例為8.26%。現如今電動汽車保有量逐年大幅上漲，但小區車位充電配套負荷仍不宜一次性全額建設，新建住宅配建停車位依舊可以分為先期、遠期兩個階段規劃建設。先期按照10%~20%比例安裝充電樁，所有車位遠期統一預留100%充電樁管線及配電安裝條件。

以建筑面積28萬m2的住宅小區為工程案例，小區地下車庫共計車位2268個。先期按照15%車位配比建設充電樁，合計安裝340臺7kW單相交流充電樁，負荷同時系數K取值0.25。

先期充電負荷計算：S?? = 0.25 × 340 × 7 ÷ (0.9 × 0.95) = 696 kVA。該部分先期充電負荷無需新增專用變壓器，就近分攤接入小區現有6臺公用配電變壓器即可。

遠期剩余85%車位配套充電樁負荷計算，充電樁數量1928臺，同時系數K取值0.24：S?? = 0.24 × 1928 × 7 ÷ (0.9 × 0.95) = 3788 kVA。遠期充電負荷配套選用6臺800 kVA專用充電變壓器。項目前期僅預留變配電房土建空間以及高低壓配電柜安裝位置，高低壓配電柜體全部按照100%全車位充電容量提前預留安裝倉位。

本方案前期可滿足小區15%車位業主即時充電使用需求，后期電動汽車使用率升高后，僅需加裝配電設備即可快速完成擴容改造，既符合國家充電設施建設規范，又避免前期配電設備投資閑置浪費。項目配套安科瑞AcrelCloud-9000充電樁收費運營云平臺，實現充電樁遠程監控、計費管理、負荷調控一體化智能運維，提升場站整體運營管理效率。

七、安科瑞充電樁系統產品介紹

7.1 系統簡介

安科瑞響應國家節能環保、綠色出行的號召，為廣大用戶提供慢充和快充兩種充電方式，壁掛式、落地式等多種類型的充電樁，包含智能7kW交流充電樁，30kW壁掛式直流充電樁，智能60kW/120kW直流一體式充電樁等來滿足新能源汽車行業快速、經濟、智能運營管理的市場需求，提供電動汽車充電軟件解決方案，可以隨時隨地享受便捷安全的充電服務。

AcrelCloud-9000安科瑞充電樁收費運營云平臺系統通過物聯網技術對接入系統的汽車充電站以及各個充電樁進行不間斷地數據采集和監控，實時監控充電樁運行狀態，進行充電服務、支付管理，交易結算，資源管理、電能管理、明細查詢等，同時對充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警。用戶通過微信、支付寶、云閃付掃碼即可啟動充電，無需下載專屬APP，操作流程簡單。

7.2 系統功能

（1）智能化大屏

智能化大屏展示站點分布情況，對設備狀態、設備使用率、充電次數、充電時長、充電金額、充電度數、充電樁故障等進行統計顯示，同時可查看每個站點的站點信息、充電樁列表、充電記錄、收益、能耗、故障記錄等。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。

（2）實時監控

實時監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態、回路狀態、充電過程中的充電電量、電流電壓功率等信息，以及充電開始結束時間，便于及時發現問題。

（3）充電服務

充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結算，導航等。用戶通過微信小程序掃碼充電，充電賬單支付。運營商和物業管理人員均可通過小程序管理，監測充電樁狀態和充電交易情況。

（4）交易結算

財務管理、充值退款、財務對賬等功能。以運營商為維度以日月維度查看平臺運營商的財務信息，并可通過站點明細按鈕查看站點明細財務信息，同時可對有異議的財務信息做平賬操作。

（5）安全預警

對平臺連接的所有充電樁狀態進行監視，充電樁發生異常情況時可通過APP、短信及時向運營人員發出報警信號，及時消除火災隱患。充電過程中，電壓、電流、電量等參數實時同步至云平臺，過溫、漏電、過壓等故障自動預警，搭配硬件層面的多重安全防護，讓補能更安全。

（6）統計分析

運營趨勢可以按日/月/季度/年查詢期間內充電金額、充電度數、充電次數的浮動曲線和數據。變壓器監控和運營分析功能，系統會根據供配電系統以及變壓器負荷率來動態控制和調整充電功率，避免過負荷，提高供電系統穩定性。

7.3 系統架構

充電樁可選配WIFI/4G/以太網接入互聯網，配合加密技術和秘鑰分發技術，基于TCP/IP的數據交互協議，與云端進行直連。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，包括財務管理、變壓器監控和運營分析等功能。系統架構分為感知層、網絡層、平臺層和應用層四個層次：

（1）感知層：主要為交流充電樁、直流充電樁等充電設備，負責電能轉換和數據采集；

（2）網絡層：通過4G/WIFI/以太網等通信方式將充電樁數據上傳至云平臺；

（3）平臺層：包括數據存儲、數據處理、安全認證、業務管理等核心功能模塊；

（4）應用層：面向用戶、運營商、物業管理人員提供Web端、APP端、小程序端等多種訪問方式。

八、安科瑞設備選型

針對住宅小區充電樁建設需求，安科瑞提供完整的產品解決方案，主要設備選型如下：

九、結語

充電樁的設計較為繁瑣，貫穿于整個規劃、方案設計、施工階段，電氣設計人員應與相關專業密切配合，只有確定合理的配置數量，選取合適的安裝位置，確定合理的供電方案，選擇合理的需要系數，充電樁設計才能達到經濟節能、遠近兼顧的目標。

安科瑞作為智能電網用戶端的多面發展企業，提供從充電樁硬件設備到運營管理云平臺的完整解決方案。其AEV系列充電樁產品性能可靠、安全防護，AcrelCloud-9000充電樁運營云平臺功能豐富、操作便捷，能夠有效提升住宅小區充電樁的運營管理水平，為新能源汽車的推廣應用提供有力支撐。隨著電動汽車保有量的持續增長，安科瑞充電樁系統將在住宅小區及更多場景中發揮越來越重要的作用。

參考文獻

[1] 張式磊. 住宅小區電動汽車充電樁的電氣設計探討[J]. 電氣工程與自動化, 2019(7): 1-2.

[2] 吳斌, 孟煥平. 住宅小區車庫交流充電樁需要系數取值探討[J]. 建筑電氣, 2017(12): 3-8.

[3] 丁學鵬, 唐建. 新建住宅小區電動汽車充電樁配電設計[J]. 智能建筑電氣技術, 2017(3): 1-4.

[4] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2026.1月版

[5] 安科瑞充電樁運營及有序充電解決方案 [R]. 2026