摘 要

全球经济飞速发展，全世界私人汽车数量增长十分迅速，原油消耗速度大幅提升，资源环境形势日益严峻。在此背景下, 世界各国达成了节能和环保的共识，零排放的电动汽车成为当代各国研究的热点。电动汽车是一种零排放、能源利用率高、噪声小的的绿色交通工具，是解决未来石油危机和环境污染问题的有效方法，发展前景无限。而电动汽车的充电问题是其大规模产业化面临的关键问题。

电动汽车充电站是为电动汽车充电的站点，电动汽车要实现规模化、产业化，其充电站的建设是十分重要的一个环节。本文研究的课题为电动汽车全类型充电站电气设计与优化，论文综述了国内外电动汽车及充电设施的发展和研究现状；完成了面向各种类型电动汽车的大中小型充电站的结构与方案设计，并进行充电站主接线设计；介绍了大、中型充电站的信息管理与监控软件设计。

关键词：电动汽车；充电站；电气设计；监控软件

Abstract

With the rapid development of the global economy, the number of private cars in the world increases rapidly, the rate of oil consumption raises sharply, resource shortage and environment pollution have become the most concerned problem. In this circumstances, each country tries their best on the energy saving and emission reduction and electric vehicle becomes the hot spot in automobile industry both at home and abroad. As one of the promising new energy vehicle, electric vehicle(EV) achieved the goal of high efficiency and low emissions, it also has the advantages of low noise and simple construction. So EV could be the one of the solutions to defuse the oil crisis and environmental pollution. The key to industrialize the electric industry is to solve the problem of battery charging.

Charging station is the equipment which provides a place for recharging of the electric vehicles and it will be indispensable energy services infrastructure when the large-scale industrialization of electric vehicles is formed. The task of this paper is to design and optimize the electrical connection of various types of electric charging stations. In this article, current development and research situation on electric vehicle and charging station in China and aborad were analyzed. In addition, the paper focuses on the design and structural optimization of various types of electric charging stations and complete electrical main wiring design. Information management and monitoring software design of electric charging stations were also introduced in the paper.

Keywords: Electric vehicle；Electric charging stations；Electrical connection；Monitoring software

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 选题背景及研究意义 1

1.2 国内外充电站的研究动态 1

1.3 论文主要研究内容 2

第2章 充电站分类及需求分析 3

2.1充电站的分类 3

2.1.1交流充电桩 3

2.1.2直流充电桩 3

2.2充电站充电需求分析及建设形式 4

2.3本章小结 5

第3章 充电站总体方案与电气设计 6

3.1充电站配电容量计算 6

3.1.1充电机容量计算 6

3.1.2变压器容量计算 6

3.2充电站总体架构设计 7

3.2.1充电站平面示意图 7

3.2.2充电站系统框图 8

3.2.3充电站充电单元示意图 9

3.3大型充电站主接线设计 9

3.3.1大型充电站10kV侧接线形式 10

3.3.2大型充电站0.4kV侧接线形式 11

3.4充电站内主要设备选择 12

3.4.2滤波器选择 13

3.4.3断路器选择 16

3.5本章小结 17

第4章 充电站的监控系统设计 18

4.1 监控系统结构设计 18

4.2 监控系统功能需求 19

4.3充电站监控系统的实现与应用 20

4.3.1软件系统架构设计 20

4.3.2充电监控系统的实现 21

4.4 本章小结 22

第5章 总结与展望 23

5.1总结 23

5.2展望 23

参考文献 24

致 谢 26

第1章 绪论

1.1 选题背景及研究意义

随着全球经济迅猛发展，近百年来的能源消耗已经超过之前人类有史以来能耗的总和。交通行业是全球温室气体排放最大的行业之一，汽车在对现代文明做出巨大贡献的同时也对世界自然环境产生了严重的影响，因为石油能源消耗过多，导致了二氧化碳及其他有害气体的大量排放，对环境造成了进一步破坏。要缓解日趋严重的能源危机与环境破坏问题，汽车工业必须减少对石油资源的依赖，推广节能、环保、清洁能源。在这种情况下，电动汽车成为传统汽车的最佳替代品，将有效缓解化石资源消耗问题。

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，基本实现了零污染、零排放。电动汽车工作时，其内部电动机产生的噪声很小，而且风能、水能、太阳能、地热能等清洁能源都能为电动汽车的蓄电池提供能量。除此之外，电动汽车对电能的利用率高于传统燃油汽车对石油资源的利用率，有效降低能耗、缓解环境污染。因此，现在世界各国的汽车企业都逐渐将研究重点转移到了研究电动汽车技术和推广电动汽车的应用方面[^[1]]。