【IBE】浅谈新建居住区充电桩配建比例提升的电气问题

  【导读】2023年，国务院办公厅和北京市政府相继出台政策，要求逐步加强新建居住小区充电桩配建，并提出了《电动汽车分散充电设施工程技术标准》DB11/T 1455-2017的修编任务。作为规范参编人，笔者结合本规范在颁布执行以来遇到的问题进行总结，并通过对国家电网、消防救援局、建筑设计企业、物业单位、充电设施制造商、平台运营商、电池厂商等进行的多方调研，对政策的落实方案提出了一些粗浅的分析和建议。

  本文引用格式：[1]吴威.浅谈新建居住区充电桩配建比例提升的电气问题[J].智能建筑电气技术,2024,18(04):21-24.

  2023年，国务院办公厅印发《关于进一步构建高质量充电基础设施体系的指导意见》，要求压实新建居住区建筑设计企业主体责任，严格落实充电基础设施配建要求，确保固定车位按规定100%建设充电基础设施或预留安装条件，满足直接装表接电要求。为落实有关要求，2023年10月，北京市有关部委联合印发了《关于逐步加强充电基础设施建设管理工作三年行动计划（2023-2025年）》 （以下简称“三年行动计划”），进一步明确将100%建设充电基础设施或电力线缆入固定车位纳入新建住宅配建要求，确保具备直接装表接电条件。

  “三年行动计划” 中最引人注目的关键词是“100%”和“具备直接装表接电条件”。而在现行规范《电动汽车分散充电设施工程技术标准》GB/T 51313-2018、《电动汽车充电基础设施规划设计标准》DB11/T 1455-2017中针对“新建住宅” 而言，满足“18％直接建设，100％预留条件”，并“预留低压柜、二级配电总箱的安装空间”以及“干线电缆敷设条件”即可满足要求。

  由建筑设计企业负责执行“100％具备直接装表接电条件”意味着项目竣工验收时需按要求执行到位。由此引发的问题涉及与规范冲突、投资增加、消防安全、总图规划等多种类跨专业问题。

  《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB 50067中规定：“ 地下车库不应设置充电间”。但《电动汽车分散充电设施工程技术标准》中“新建汽车库内配建的分散充电设施在同一防火分区内应集中布置” 又在事实上形成了集中的充电间。不同规范的各自表达对条文执行造成了困惑。

  《电动 汽 车 分 散 充 电 设 施 工 程 技 术 标 准》GB/T 51313-2018中规定：“分散充电设施不宜设在有可能积水的场所”；《电动汽车分散充电设施工程技术标准》DB11/T 1455-2017中同时强调：“新建汽车库内配建的分散充电设施…当设置在地下或半地下时，宜布置在地下车库的首层，不应布置在地下建筑四层及以下”；《平战结合人民防空工程设计规范》DB11/994-2021中也提出了：“与人防工程无关的电力管、电信管不宜穿过人防围护结构。”对人防内车位设置充电设施的规范形成阻碍，从而也影响到“三年行动计划” 100％配建的目标落实。

  根据首创、中海、融创等建设单位反馈，仅包括计量表具、桥架、电缆，单桩建设成本中位数约1.5万元。按此标准，以1万ｍ2的新建小区地下车库为例，配建比例的提升将带来约330万的投资增加。另外必须要格外注意的是，包括电力增容以及充电桩占用车库面积而导致停车数量不足等一系列问题所引发的次生影响尚不涵盖在内。按照“三年行动计划”，强化建筑设计企业主体责任，如成本增幅较大并最终转嫁在房价中，或许会引发部分燃油车主的不同意见。

  “100%具备直接装表接电条件”意味着涉及消防安全的应对措施应一次实施到位。地下汽车库将以防火单元的形式全部覆盖，消防报警联动设施增多的同时，排烟系统关联的风机、机房、管道及窗井、动力桥架、防火卷帘均大幅度增长，势必带来空间的占用。

  目前小区内的充电桩由公用配电室（低基）供电，享受居民电价。如充电桩数量呈五倍增长，将对现有的常规批复指标及电力统筹调配造成冲击。而公用配电室数量的增多除带来建设成本的增加外，还将会影响到小区总体的布局规划以及容积率、绿化率等多项指标。

  以某新建居住小区配建2万ｍ2地下车库为例，地下总停车位数610辆，按现规范110辆即可满足18％的实装配建指标要求，距离达到100％的配建指标尚缺500辆。按单相交流充电桩7kW/台计算，总设备容量增值3500kW。在如此巨大的基数之下，同时系数的选取将直接影响到供电方案的制定。

  通过图1可查最大充电桩数量为60台，表1中给出的最大数量也不过80台。与610台的数量存在数量级差异。从图1中能够正常的看到曲线的变化趋势随充电桩数量的增多趋平，表1中的需要系数走向也印证了需要系数在50至80台之间就没有变化。暂按最小值0.28取值，则示例中计算容量为Pjs=3500×0.28=980kW。

  笔者认为，对需要系数的选取，主观推断为0.28缺乏科学论证。需要系数的合理取值需要大量的运维数据支撑，但为决策提供数据基础的研究对象－已安装的私家桩（见图2），受限于不同安装时间的技术代差、产权等综合问题而并未纳入监管平台。据e充网、星星充电等平台提供的部分大数据平台统计，居住区平均利用率为8.8％，而从表2提供的全国主要城市统计数据也与此基本吻合。

  虽然平均利用率并不等同于需要系数，但也旁证了当统计对象规模达到数量级增长时，数据的差异并非如图1的走向趋平不变。研究报告表明：“私家车月均行驶里程仅为1030km。在所有车型中私人乘用车的月均充电次数最少，仅有8.0次，月均充电电量不足200kWh，平均充电功率不到7kW，次均充电时长高达3.6h。”截至2024年5月，虽然新能源汽车渗透率已近50％，但截至2023年底，电动汽车在机动车中的占比仅为10.1％，燃油汽车存量仍有极大占比。充电桩配比上调至100％，并等同于充电桩实际使用率的同比上涨。综上所述，当充电桩规模达到数百台时，需要系数的区间大致在0.1~0.28。仍以610辆的地下车库为例，则可不必为此单独增设小区公共配电室。

  统计中发现，“将平常周的充电需求按时段进行划分，不难发现夜间时段是所有乘用车共同的充电高峰，充电车次规模在23:00-1:00达到最高峰。”能够准确的看出通过实施分时电价，以“惠”驱动，居民能自主错开用电晚高峰。在此基础上，如推出举措进一步细化分时时段、加大峰谷电价差，并依托智能充电桩、物联网、移动支付、云计算等先进的技术的普及，

  ，比如对低密度住宅区或电网压力较小的五环、六环区域制定相比来说较高的实施比例；而对有客观困难的地区实施分步走，制定近、中、远期目标和计划；也能够尝试与不同建设目标的绿建星级加以捆绑，确保“三年行动计划”的实施力度。2.2 建议住宅区仍设置慢充

  以目前的制造水平，充电功率的高低与充电机的体积成正比。出于这方面的考量，车企一般会选择7kW 的车载充电机，对交流充电桩的功率需求也就无需过大，由此在人们的印象中，交流充电桩就成了“慢充”的代名词。其实交、直流与快、慢充并无必然联系。《电动汽车充电基础设施规划设计标准》DB11/T 1455-2017 中并未对快、慢充电桩比例提出明确要求，实际上决定快、慢充的重要的因素是用户实际的需求。私家车行驶里程相对较短、总体充电需求少，停驶状态占比高，有利于一次性充入更多电量，补电行为少。同时，非车载交流机体积小、布点灵活，建设和经营成本低，从居民需求角度，慢充方式更适合居民使用习惯。从远期发展来看，交流充电桩功率固定，不足以满足用户更高功率车型的充电需求，无法“向上兼容”是其主要短板。

  在小区周边配以容量大的直流桩公共充电站可以同时解决居民较小概率的快充及高功率车型充电需求。将全部充电模块集中在一起构建充电堆。通过功率切换单元，按电动汽车实际要充电功率，对充电模块进行动态分配。充电堆可根据车辆BMS下发的充电需求，按需分配充电功率，有利于充电设备工作在最佳负载率范围，提升充电桩的设备利用效率。

  根据e充网、星星充电、特来电等平台统计的平均时间利用率，中位数仅为10％左右，暴露出目前公共充电设施效率不高的特征。另据研究报告显示，截至2022年底，同比我国36个主要城市，对社会车辆开放的公共充电桩各项排名中，北京在公共桩密度、覆盖率中处于中上位置（分别为15/36、11/36），但不同维度的两个利用率考核中，却位列榜尾（36/36、34/36）。同样问题暴露的更加凸出的是深圳市，其公共桩密度最高达154.9台／km2，遥遥领先第二名上海一倍有余，但其利用率、周转率均排名最末位。分析中发现，两座城市在直流桩占比的排行中，分别列在第31和第36名，这或许才是症结所在。从提升充电设施综合效率的角度整体看来，相比于追求充电设施绝对数量与覆盖度，调整公共充电站直流桩占比，加快超充站的布局建设，丰富和适配用户使用需求，更能真正激活和挖掘出公共充电站的潜力。同时也贴合规范中“公共建筑物停车场、社会公共停车场、路内临时停车位配建充电设备宜采用直流充电方式”的相关要求。

  ，居民不仅可享受峰谷电价带来的红利，交流慢充相对也更有益于电池健康，对于V2G业务的推广也起着基础的铺垫作用。而加大居民区500ｍ范围内的公共充电站快充、超充建设，不但可以丰富居民的充电需求，也有助于发挥社会公共资源的潜能。2.3 期待消防措施的破局

  在相关国家标准条款未做修订之前，消防主管部门仍将以现行国家相关条文为优先，做为审查与验收依据。但作者觉得，解决消防问题，不建议以堆叠划分防火单元、增加消防排烟等灾害发生后的应对手段作为主要研究方向

  。目前，包括《电动汽车用动力蓄电池安全要求》《电动汽车供电设施安全要求》《电动汽车供电设施安全要求及试验规范》在内的多本国家规范均在紧张的修编和征求意见中，更高、更严的标准将大幅度的提高电池自身的安全性能。同时能通过加强智能充电桩的普及和充电设施监控平台的建设，实时掌握充电接口温升、回路异常、绝缘监测、触点粘连、冷却系统故障等重要信息，并有可靠迅速的电源切除措施，将危险化解在预警阶段。以加强防患管控手段，换取防火单元划分等条款的适度放宽，不但可以提高资金利用效率，也可以保障空间的合理与舒适，最终推动“三年行动计划”的落地实施。3

  国务院及北京政府政策的发布表达了对于基础民生的关怀，但政策落实的过程需要规范编制人多方调研、严谨论证。对需要系数，应结合目前电动车发展现状及未来规划远期目标综合确定，细化取值区间分段，设立切合发展实际的分步措施。缺乏依据的主观评判会带来不必要的投资浪费，也偏离了政策颁布的初衷。同时随着电池本身安全的技术突破和充电设施监控平台的普及，也将进一步消除用户、物业以及消防审批部门对于电池安全的顾虑。