1 案例概况
长沙某室外公交首末站，用地主要功能为公交线路的始发站和终点站、站务用房等，停放3条公交线路。按照公交线路长度、发车频率、运营车速等要求，配备12~14车/线路，考虑到通常待发车辆为2~3台/线路，该公交车首末站公交车车辆总数为48台，常用车辆数为40台。
2 充电设备
2.1充电设备分类
图１为目前电动汽车充电模式的分类，电动汽车充电主要有直流充电模式和交流充电模式，俗称“快充”和“慢充”。根据电动公交车充电量大，白天运行、晚上停运等特点，其充电设施一般以直流快充为主。
直流充电模式又分为非车载充电机和充电主机系统。非车载充电机是固定安装在地面，将电网交流电能变换为直流电能，采用传导方式为电动汽车动力蓄电池充电的专用装置；目前用于公交车的主流非车载充电功率有60kW、90kW、120kW和150kW，主要是针对需要快速补给电能的公交车辆。而充电主机系统为基于功率单元矩阵控制，具有功率变换及按需动态分配功率的特点，以模块化、标准化的架构，全数字化智能充电模块，矩阵式控制为核心的集中式充电主机设施。充电主机系统一般包括整流装置和直流充电桩，对于晚上停运或者轮班的公交车辆，可以选择充电主机系统，根据各公交场站的运行情况，充电主机系统可以设置为均充、轮充、快慢充、无极调速等模式，如表1所示。
2.2 充电设备的选择
该公交车首末站公交车车辆数为48台，常用车辆数为40台。考虑到待发、车辆状况等因素，非车载充电机建议设置数量为2~3台/线路，本车站设置8台90kW的非车载充电机用于公交车辆的电能快速补给。另外配置充电主机系统，额定总功率为780kW，以保证每天每台常用公交车都是满电力运行。
充电主机系统整流装置可与配变电装置整体设计，也可独立于配变电装置设置，其充电模式平时设置为均充，特殊情况可由车站管理员登录监控管理系统设置。
3 系统设计
3.1系统框图设计
从公交首末站车辆数规模、充电设备类型不同等方面构成不同的公交首末站充电系统，由于此公交车首末站的充电设备设置有非车载充电机和充电主机系统，两者都有相互独立的集中操控平台，车站管理员通过该平台可以对每台充电设备参数进行调整。充电主机系统的整流装置与配变电装置统一设置，如图2所示。
根据上述公式进行计算，此公交首末站的安装容量如表2所示。
3.3 配电系统
公交首末站电动汽车充电设施的配电系统自成系统。非车载充电机、充电主机系统都设置单独回路供电，充电线路供电半径需满足末端电压降的要求且不宜超过250m。如果公交首末站内设有电气火灾监控系统，充电设备配电系统应设电气火灾监控装置；如果没有设电气火灾监控系统，充电设施应设置电气火灾剩余电流保护。
3.4 其他
公交首末站充电设施的防雷与接地装置应满足现行国家规范的相关规定。充电设施的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地宜与建筑物的其它电气系统共用接地装置，接地电阻值应满足规范要求，并按其中最小值确定。同时，公交首末站的充电设施应根据情况设置监控系统、管理系统、通信系统和电能计量系统。
4 平面布置及大样
4.1 平面布置
公交首末站的充电设施总体布置应便于使用、管理、维护及车辆进出，应保障人员及设施的安全，充电设施的布置宜接近供电电源，不应设在有爆炸危险场所的正上方、正下方，不应设在有剧烈振动或高温的场所；充电设施一般不设置在多尘、水雾或有腐蚀性气体的场所，无法远离时不应设在污染源盛行风向的下风侧；充电设施不应设在室外地势低洼易产生积水的场所和易发生次生灾害的地点等。此公交首末站非车载充电机局部布置如图3所示，充电主机系统的局部布置如图4所示。
4.2 布置大样
公交场站的充电设备与电动汽车的操作及检修距离应靠近停车位布置，以便于充电，设备外廓距停车位的净距不宜小于0.4m；充电设备的布置不应妨碍其他车辆的充电和通行，同时应采取保护充电设备及操作人员安全的措施。当充电设备采用落地安装方式时基础应抬高，高出场地地坪的高度室内不宜低于0.1m，室外不宜低于0.2m；底座基础应大于充电设备外廓。
图5为公交汽车充电主机系统的直流充电桩的布置大样，图6为公交汽车非车载充电机的布置大样。
5 结语
本文就公交首末站从充电设备的选型到布置示例给出了一些建议和分析，仅考虑直流“快充”充电模式的公交场站，不考虑交流充电模式的情况。研究尚存在一些问题，不足之处有待完善和深入。
长沙某室外公交首末站，用地主要功能为公交线路的始发站和终点站、站务用房等，停放3条公交线路。按照公交线路长度、发车频率、运营车速等要求，配备12~14车/线路，考虑到通常待发车辆为2~3台/线路，该公交车首末站公交车车辆总数为48台，常用车辆数为40台。
2 充电设备
2.1充电设备分类
图１为目前电动汽车充电模式的分类，电动汽车充电主要有直流充电模式和交流充电模式，俗称“快充”和“慢充”。根据电动公交车充电量大，白天运行、晚上停运等特点，其充电设施一般以直流快充为主。
该公交车首末站公交车车辆数为48台，常用车辆数为40台。考虑到待发、车辆状况等因素，非车载充电机建议设置数量为2~3台/线路，本车站设置8台90kW的非车载充电机用于公交车辆的电能快速补给。另外配置充电主机系统，额定总功率为780kW，以保证每天每台常用公交车都是满电力运行。
充电主机系统整流装置可与配变电装置整体设计，也可独立于配变电装置设置，其充电模式平时设置为均充，特殊情况可由车站管理员登录监控管理系统设置。
3 系统设计
3.1系统框图设计
从公交首末站车辆数规模、充电设备类型不同等方面构成不同的公交首末站充电系统，由于此公交车首末站的充电设备设置有非车载充电机和充电主机系统，两者都有相互独立的集中操控平台，车站管理员通过该平台可以对每台充电设备参数进行调整。充电主机系统的整流装置与配变电装置统一设置，如图2所示。
3.2 负荷计算
通常公交场站电动汽车充电设施方案设计阶段可根据电动汽车停车位数量进行负荷估算；初步设计及施工图设计阶段可采用需要系数法进行负荷计算，其负荷可按式进行计算：
| Sjs=Kx×P÷（η×cosφ） 其中： Sjs———计算容量，kVA； cosφ———充电设施的功率因数，一般大于0.95； η———充电设施工作效率，一般取0.9； P———充电设施的额定功率，kW； Kx———充电设施需要系数，非车载充电机的需要系数取值一般为0.2~0.8，非车载充电机台数越多，Kx取值就越小； 充电主机系统需要系数取值为0.45~0.65，充电主机额定功率越大，Kx取值就越小。 |
公交首末站电动汽车充电设施的配电系统自成系统。非车载充电机、充电主机系统都设置单独回路供电，充电线路供电半径需满足末端电压降的要求且不宜超过250m。如果公交首末站内设有电气火灾监控系统，充电设备配电系统应设电气火灾监控装置；如果没有设电气火灾监控系统，充电设施应设置电气火灾剩余电流保护。
3.4 其他
公交首末站充电设施的防雷与接地装置应满足现行国家规范的相关规定。充电设施的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地宜与建筑物的其它电气系统共用接地装置，接地电阻值应满足规范要求，并按其中最小值确定。同时，公交首末站的充电设施应根据情况设置监控系统、管理系统、通信系统和电能计量系统。
4 平面布置及大样
4.1 平面布置
公交首末站的充电设施总体布置应便于使用、管理、维护及车辆进出，应保障人员及设施的安全，充电设施的布置宜接近供电电源，不应设在有爆炸危险场所的正上方、正下方，不应设在有剧烈振动或高温的场所；充电设施一般不设置在多尘、水雾或有腐蚀性气体的场所，无法远离时不应设在污染源盛行风向的下风侧；充电设施不应设在室外地势低洼易产生积水的场所和易发生次生灾害的地点等。此公交首末站非车载充电机局部布置如图3所示，充电主机系统的局部布置如图4所示。
公交场站的充电设备与电动汽车的操作及检修距离应靠近停车位布置，以便于充电，设备外廓距停车位的净距不宜小于0.4m；充电设备的布置不应妨碍其他车辆的充电和通行，同时应采取保护充电设备及操作人员安全的措施。当充电设备采用落地安装方式时基础应抬高，高出场地地坪的高度室内不宜低于0.1m，室外不宜低于0.2m；底座基础应大于充电设备外廓。
图5为公交汽车充电主机系统的直流充电桩的布置大样，图6为公交汽车非车载充电机的布置大样。
本文就公交首末站从充电设备的选型到布置示例给出了一些建议和分析，仅考虑直流“快充”充电模式的公交场站，不考虑交流充电模式的情况。研究尚存在一些问题，不足之处有待完善和深入。
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