摘 要

现如今，随着经济的飞速发展，人们的出行越来越方便，全世界的私家车数量也在不断增长，原油的消耗量也随之不断飙升，相对应的，资源以及环境都面临非常严峻的挑战。也因此，激发了世界各国节能环保的意识，随之，零排放的电动汽车成为世界各国研究的焦点。电动汽车不但是一种零排放、能源利用率高、噪声小的绿色出行的交通工具，而且也是解决未来石油危机以及环境污染问题的有效办法，发展前景很可观。电动汽车为了实现大规模，工业化，充电站的建设是非常重要的一环。

本文正是基于以上的研究背景，开展了纯电动汽车充电站电气设计与优化的课题设计，主要内容如下：本文通过对国内外纯电动汽车充电设施以及充电站的现状和研究动态的综述，学习了解充电站的分类以及充电需求，完成了面向各种类型的电动汽车的大中小型充电站的结构与方案设计，同时也进行了充电站的主接线设计，以及根据充电站本身的需求，对其内部的主要设备进行选择；另外，还介绍了大、中型充电站的信息管理与监控部分的设计以及功能需求。

关键词：纯电动汽车；充电站；电气设计；监控

Abstract

Nowadays, with the rapid development of economy, people travel more and more convenient, the number of private cars around the world is also growing, the consumption of crude oil also will continue to surge, corresponding to the resources and the environment are facing a very serious challenge. And therefore, inspired the world's awareness of energy saving and environmental protection, followed by zero-emission electric vehicles to become the focus of research around the world. Electric vehicles are not only a zero-emission, high energy efficiency, low noise green travel, but also to solve the future oil crisis and environmental pollution problems effective way, the development prospects are considerable. The electric car in order to achieve large-scale, industrialization, the construction of the charging station is a very important part.

This paper is based on the above research background, carried out pure electric vehicle charging station electrical design and optimization of the subject design, the main contents are as follows:in this paper, through the domestic and international pure electric vehicle charging facilities and charging station status and research trends, learn to understand the charging station classification and charging needs, completed for all types of electric vehicles for large and medium-sized charging station structure and program Design, but also carried out the main wiring design of the charging station, and according to the needs of the charging station itself, the main equipment within its choice; In addition, also introduced large and medium-sized charging station information management and monitoring part of the design and function demand.

Key words: Pure electric vehicle; Charging station; Electrical design; Monitoring

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章绪论 1

1.1选题背景以及研究意义 1

1.2国内外充电站的现状以及研究动态 1

1.3论文研究的主要内容 3

第2章 充电站的分类以及需求分析 5

2.1充电站的分类 5

2.1.1交流充电桩 5

2.1.2直流充电桩 6

2.2充电站充电需求分析及建设形式 6

2.3本章小结 7

第3章 充电站总体方案与电气设计 8

3.1充电站总体架构设计 8

3.1.1充电站的具体组成 8

3.1.2充电站系统框图 8

3.1.3充电站充电单元示意图 8

3.2大型充电站主接线设计 9

3.2.1大型充电站10kV侧接线形式 9

3.2.2大型充电站0.4kV侧接线形式 11

3.3充电站配电容量计算 12

3.3.1充电机容量计算 12

3.3.2变压器容量计算 13

3.4充电站内主要设备选择 14

3.4.1变压器选择 14

3.4.2滤波器选择 15

3.4.3断路器选择 17

3.5本章小结 18

第4章 充电站的监控系统设计 20

4.1 监控系统结构设计 20

4.2 监控系统功能需求 22

4.3充电站监控系统的实现与应用 22

4.3.1软件系统架构设计 22

4.3.2充电监控系统的实现 23

4.4 本章小结 24

第5章 总结与展望 26

5.1总结 26

5.2展望 26

参考文献 27

致 谢 29

第1章绪论

1.1选题背景以及研究意义

随着全球经济的迅猛发展，能源消耗的问题日趋严重。我们都知道，交通行业是全球温室气体排放最大的行业之一，在人类文明的发展过程中，汽车对现代文明做出了巨大的贡献，与此同时，也对我们的自然环境产生了严重的影响。由于过度消耗化学能如石油，导致大量二氧化碳等有害气体排放，大气污染日益严重，全球气温不断上升，对环境造成了一定程度的破坏。面对这样的现状，人们开始思考如何才可以缓解当前的环境与资源的压力。要想缓解当前资源危机与环境污染的问题，汽车工业必须要减少对石油资源的依赖，要推广节能、环保的清洁能源。基于这样的现状，电动汽车成为了传统汽车的最佳替代品，可以有效缓解石油化工资源过度消耗的问题，同时也相应地减轻了环境的压力。

电动汽车使用蓄电池作为能量来源，通过电动机转化为动力，在整个使用过程中不消耗石油资源，不产生废气，基本实现了零排放，不仅如此，还减少了水污染引起的漏油，操作相对稳定，发动机燃烧效率提高。电动汽车工作时，内部电动机产生的噪声很小，而且，很多清洁能源，例如风能，水能，太阳能，地热能等等都可以为电动汽车的蓄电池提供能量。除此之外，纯电动汽车对电能的利用率明显高于传统燃油汽车对石油资源的利用率，这样可以有效降低能源的消耗以及环境污染的问题。所以，目前世界各国的汽车企业开始逐渐将研究的方向转移到了研究纯电动汽车的技术和推广电动汽车的应用方面。

目前，针对能源危机以及环境污染的现状，全世界各国达成共识，大力发展节能减排技术，控制温室气体以及其他有害气体的排放，不断开发应用新的清洁能源，加快传统产业升级换代，建设健康环保的地球家园。我国也高度重视节能减排的工作，一方面应对温室气体的排放对环境造成的各种压力，另一方面要不断开发应用新的清洁能源，尽可能避免过度依赖石油化工等资源，加快优化我国产业结构和能源结构。