11月20日-22日，2024中国汽车充换电生态大会在山西太原举办。本届大会由国家能源局电力司和中国汽车工业协会指导，中国电动汽车充电基础设施促进联盟、中国汽车工业协会充换电分会主办，以“新格局，新未来——构建智慧补能服务生态体系”为主题，共设置“1+1+9+1”项议程，围绕高速公路充换电基础设施建设、充电桩下乡、大功率充电、换电模式、海外出口、车网互动、居住区充电模式等方面展开深入沟通与交流，研讨构建产业高质量发展格局的对策、方法与路径。其中，在11月22日上午进行的“主题论坛七：居住区充电设施建设研讨”环节，悉地（北京）国际建筑设计顾问有限公司电气副总工程师徐学民发表了精彩演讲。以下内容为现场发言实录：
悉地国际可能大家不太了解，我们是一家建筑设计公司，知名度可能在充电领域不太知名，但是我们国家的工程建设领域第一本国标图集《电动汽车充电基础设施设计与安装》是我们在2018年编制并发布的，学会标准《电动汽车充换电设施系统设计标准》是我们在2021年编制并发布的。
我们专门成立了一个团队，我们这个团队的负责人是李炳华李总，他带领我们从2015年开始，就对电动汽车充电设施在建筑领域的应用做了大量广泛深入的研究。我今天汇报的主题是《电动汽车充电设施对建筑的挑战和应对策略》，主要内容分三方面：
1、负荷计算
2、对建筑防火的挑战及应对策略
3、对标准的展望
说到负荷计算，是建筑电气一个最基本的工作，我们要对电动汽车充电设施进行供配电，首先就要了解在工程设计的范围内，到底具体要安装多少充电车位，充电车位里面有多少交流桩，有多少直流桩，还有充电设备的使用情况、用电量、用电使用情况我们也需要了解，所以就需要对它的负荷计算进行深入分析。
我们从2015年开始对全国各地的民用建筑、公建、小区进行了大量分析研究，这是北京某小区的17天电动汽车充电设施的连续充电情况的跟踪情况。根据我们研究的结果，在居住小区交流充电桩的使用频率是相对较高的，非车载充电机（快充）的使用频率是比较低的。交流桩和直流桩的充电使用频率之比大概是15：1，这就说明了在居住小区电动汽车还是以交流充电桩为主，直流充电桩为辅的特点。
住宅小区的充电高峰一般是出现在晚上、下班以后、夜间，凌晨电动汽车充电是低谷期，和充电小区住户的用电情况可能是不太一致的，我们可以充分利用这个特点。
经过我们的大量研究，在我们编制的规范里给出了一个充电设备需要系数推荐的表格，包括交流桩、非车载充电机的系数。右边这个曲线和表格是交流充电桩需要系数的数据和曲线，因为交流充电桩刚才李主任说了占比比较大，应用比较广泛，技术也相对简单成熟，所以我们得到的数据量是比较大的，我们认为这个表格给出的数据也比较详细，可以作为工程建设设计的时候作为参考。
对于直流充电桩，非车载充电机的需要系数是从0.3-1，这个取值就比较宽，决定因素是设备的台数、充电的功率、使用情况，台数越多、充电设备的容量越大系数越低，因为直流充电桩在前期的应用还不是特别普及，另外近些年的发展也比较迅猛，这两年的技术发展也很快。因此，我们这个数据采集的样本还不是特别充足，所以没法像交流充电桩那样给出一个很详细的区间数据，还有待于进一步完善。
电动汽车充电设备的桩位比和交直比，我们根据国家的相关政策给出了电动汽车桩位比、交直流充电桩的配比。左边这个表格是充电桩的桩位比，以新建建筑物的车库为例，我们是建议配置不少于10%的充电车位，另外还要预留10%的充电车位。改扩建的最低不少于5%的充电车位，预留充电车位不少于10%。对于居住小区要求100%建设充电设施或者是预留充电设施的建设安装条件。这里所说的预留充电设施安装条件具体是指电动汽车充电点设施供配电装置，我们需要给它预留安装位置、空间和进出线电缆的路由。另外就是在停车位要预留消防改造条件，以便满足未来实际安装充电设施时候的消防需求。
关于交流充电桩和非车载充电机的比例，在居住方面别墅我们建议安装交流充电桩或者是预留充电桩的安装条件，在别墅小区和普通的居民小区，我们建议要设置一定数量的非车载充电机，以应对访客临时快充的需求。其他的公共建筑我们也给出了一定的交直流充电桩的比例，如果没有特别的要求，我们一般是建议非车载充电机的安装比例是不低于10%，社会的公共停车场不低于25%，如果各地有自己更高的车桩比和交直配比的要求，还应该执行当地的规范要求。
有了这些需要系数、桩位比、交直比，我们就可以展开住宅小区供配电变压器的选择设计。以北京某新建住宅小区为例，假设有1000个车位，按照北京市的规定充电车位的安装比例是不低于18%，我们就按18%来算，1000个车位就需要有180个充电车位，这180个充电车位里非车载充电机按10%设置，交流充电桩按90%交流，非车载充电机容量是60千瓦，交流充电桩是7千瓦，计算的公式是下面这个公式，18台非车载充电机的容量加在一起，乘以0.45的需要系数（前面表格里有），剩下的162个交流充电桩的容量加在一起，乘以0.28的需要系数，把这两部分的容量加在一起，再取0.8的同时系数，最后就得到了充电设备总的计算容量，实际的使用容量是642千瓦。这里顺便要提一下，交流充电桩一般是单相设备，我们设计的时候尽量按三相平衡来做的，但是实际使用的时候我们是没法控制的，没法做到三相平衡，因此我们在计算的时候应该取最大相的3倍来作为等效的三相负荷来计算。有了计算功率，充电设备的视在功率是计算功率除以功率因数，得到了714千伏安，这样可以选择一台800千伏安的变压器，为所有的充电设备配电。
前面是供配电方面的问题，下面是电动汽车充电设施的消防安全问题。这个是上海某小区发生的电动汽车火灾的事故。电动汽车火灾的隐患大家都比较清楚，主要有这几方面：动力电池系统、充电系统、高压动力总线系统。根据消防部门的研究，目前所有电动汽车的动力电池防护系统都不足以保证电动汽车的电池不发生热失控，换句话说电动汽车着火是个大概率事件，这些年电动汽车着火的案例屡见报端。所以，在用户和物业方面引起了很多焦虑，因此全国各地有些小区已经出现了禁止新能源汽车进入地下车库的情况发生，给新能源车主造成了一定的困扰。
根据消防部门对电动汽车动力电池的研究，无论是三元锂电池、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池，热失控的时间都是非常短暂的，大概在210-230秒左右，温度、烟雾、火焰、一氧化碳的浓度都会达到最高值。三元锂电池火灾失控的特点就是火灾蔓延迅速快，燃烧温度高，持续时间长，存在爆燃的现象，电池内部发生热反应的时候与外部无关，外部采取防护措施、灭火措施，对灭火的影响比较小，复燃的可能性比较大，燃烧过程中也会产生大量的烟气、有毒气体（一氧化碳、二氧化碳），存在中毒、爆炸的危险。
既然动力电池发生热失控的情况是不可避免的，我们就需要采取一定措施，一个是尽量避免火灾发生，一个是在火灾发生后，就要把火灾的影响限制在最小。左上角的规范是我们主编的《电动汽车充换电设施系统设计标准》，在这个标准里面我们就对电动汽车在民用建筑里的安装提出了具体的要求。一个是在车库里设置防火单元，一个是要限制充电设备的容量，另外就是要针对充电设备设置专门的消防报警、消防灭火的相关系统。
根据我们规范的8.2.1条，我们是建议大于7kW的电动汽车充电设备是不应设在建筑物内的，换言之就是目前的这些非车载充电机是不应该安装在建筑物的里面的。8.2.2条，即使采用不大于7kW的充电桩安装在建筑物内，也是还采取相应的措施，才能保证相对的消防安全。要在地下车库设置防火单元，需要单独设置，而且防火单元的汽车位数量我们是建议不大于12辆。
我们都知道地下车库一般都是有若干个防火分区，所谓的防火单元就是在防火分区内部采用防火的隔墙、楼板、防火门、防火卷帘等等，组成一个相对封闭的局部空间，使得在电动汽车发生火灾的时候尽量避免火灾向防火区域的其他部分蔓延，这样对防火单元的隔墙、楼板和卷帘、水喷淋等等提出了一个耐火极限的要求。
在我们规范的8.2.2条就提出了不大于7kW的充电电动汽车充电设备可设置在建筑物的首层和地下一层或者是外墙敞开式的多层停车库，地下二层以下我们是要求不能设置电动汽车充电设备的。
另外除了安装在地下一层和首层以外，我们从7个方面对建筑物内的充电设备安装也提出了要求：
1、在防火单元的充电车位顶部需要至少设置一支感烟探测器
2、对防火卷帘我们也需要在他的行车道上设防火卷帘，根据感烟探测器和感温探测器的动作，可以降到1.8米或者是降到地面，做到可以彻底阻断火灾的蔓延。
3、对于末端的配电回路我们要求设置限流式的电器保护装置。
4、对于电动汽车充电设施的配电线路，我们要求线缆采用燃烧性能不低于B1级，燃烧滴落物不低于d1级，产烟毒性不低于t1级。
5、对于防火单元的隔墙、楼板和卷帘的耐火极限我们是提出不能低于2小时，持续喷淋和消防水枪的持续供水时间也不能小于2个小时。
6、对于防火单元里的水消防系统，我们是要求应该设置专用的水喷淋灭火系统，每个车位的喷头不少于2个。每个防火单元还应该设置能够覆盖到每个车位的2支消防水枪，还应该设置事故后的清洗和污水排放系统。
7、防火单元的排烟系统应该设置独立的排烟系统，排烟系统不能和防火分区的其他排烟系统共用或者是混用，但是可以和相邻的防火单元共用一套排烟系统。
从这些要求可以看出，电动汽车充电设施设置在建筑物内，对消防的要求是比平常普通的车库要高出很多。
关于线缆选择，我们对电动汽车充电设备的配电线路是推荐采用铜心电缆，因为铜心电缆和铝合金电缆比，在电气性能、机械性能、安全性能方面均占有明显的优势。在《电动汽车充电站设计规范》里明确要求了压电缆和低压电缆宜选用铜芯的电缆，包括交流电缆和直流电缆，都是要采用。
在《电动汽车分散充电设施工程技术标准》里也提出了，向充电设备供电的线路应采用铜导体，电力电缆选择宜放大一级截面，以便应对充电设备容量不断攀升的形势。
电动汽车的配电保护回路，末端设置线流保护电器装置也是民用建筑电气设计标准的要求，目的是在配电线路发生短路的时候能够快速切断电源，防止火灾蔓延。
别墅的充电设施安装建议安装7kW的充电桩，设置感烟探测器及火灾声警报装置，车库进入居室的门应采用丙级防火门。
随着充电设施的不断发展，相关的规定可能也有所变化，这是最新的江苏和深圳两地推出的新规范。江苏是允许在公共建筑的地下一层设置快充，和我们的要求有所突破。深圳是提出了地下车库可以设置在地下二层，另外充电设备的容量不应超过30千瓦，有所放宽，大家可以根据具体情况来考虑。
展望未来，关于在工程建设领域有几份强制性的规范正在编制和马上要实施。一个是《电动汽车充换电设施项目规范》，今年9月份召开了启动会，我们单位也是作为单位之一，预计这个规范在2026年12月要完成，它的主要内容就是对电动汽车在工程建设领域的选址、规划、设计、运行维护、报废等方面提出了一些需要强制执行的技术措施。
第二个规范是《电动汽车供电设备安全要求》的强制国家标准，这个规范是在2025年5月1日要颁布实施。
前面我们提到的国家标准图集《电动汽车充电基础设施设计与安装》，因为电动汽车充电设施的发展也很迅速，也出现了一些新技术，包括超充、光储充一体化，包括有序充电，我们都要纳入这本图集里，以方便大家的使用。
总结我今天汇报的几个主题，一个就是从工程建设的角度研究和应用电动汽车充电设施。另外负荷计算是电气专业设计的基础工作，我重点讲了三个参数：需要系数、桩位比、交直比。另外电动汽车充电设施安装对建筑消防提出了重大挑战，我们提出的应对策略一个是设置防火单元，第二是限制充电设备容量，第三是设置消防报警和消防灭火的相关系统。
展望未来，我们希望相关的电动汽车充电设施的相关标准不断健全完善，能够助力电动汽车和充电设施健康发展。
我今天汇报到此结束，感谢各位专家、同行的聆听，不对之处请大家批评指正，谢谢！
（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅）