車載充電機充電曲線
為了分析交流充電樁的需要係數，首先要了解交流充電樁在充電過程中的電流、電壓、功率曲線，為此筆者進行了實際測量。受測車輛型號為眾泰雲100EV，經查其車載充電機額定功率為2. 4 kW，開始測量時車輛的SOC值（State of Charge，指電池的荷電量值）為79 %，充電完成後其SOC值為100 %。
充電過程耗時149 min。測量過程中，一人在車上監控儀表指示數據（包含充電時間、充電機溫度、充電機輸出電壓、充電機輸出電流、電池組總電壓、電池組總電流、SOC值、單體電池最高電壓、單體電池最低電壓、電池最高溫度、最低溫度），另一人在後臺監控軟件顯示數據（包含輸入電量、輸入電壓、輸入電流、輸入功率）。任何一個數據有變化時，兩人分別記錄所有監控數據的實時值。在整個監測過程中，基本上每一分鐘需要記錄一次數據。
充電過程中交流充電樁的輸入電壓、輸入電流、輸入功率、SOC、電池組總電壓曲線分別如圖1 ~ 圖4所示。
從測試數據可以得出以下結論：
a. SOC值達到98 % 之前，交流充電樁輸出功率基本都是最大值；
b. SOC值達到98 % 以後，輸出功率及充電電流緩慢下降（下降時長約30 min）；
c. 只要車輛充電時SOC值小於98%，車載充電機基本處於可允許的最大功率工作狀態。
車主充電習慣
車主的充電習慣將會對住宅小區停車場交流充電樁的配電容量計算造成較大的影響。
住宅小區停車場與社會公共停車場有一個根本區別，就是車位歸屬權基本可做到固定化。社會公共停車場的停車位任何車輛都可以停，停車時電動汽車的SOC值是隨機的，車輛的停車時長也是隨機的。而住宅小區停車場的車位大部分採用租賃或出售的形式分配到具體住戶，當住戶車輛沒有停在其車位上時，其他車輛也不能使用這個空車位。相對於單個車位來說，住戶車輛每天停車的時間段、停車時長有一定的規律可循。
在目前階段，大部分純電動私家車輛的用途是作為市內代步工具，平均每天行駛里程不會太長，根據城市大小會有一定的區別，以長沙市為例，可以按日均50 km考慮。表1為2016年全年純電動汽車銷量排行及綜合里程、行駛天數的數據（數據來源於汽車之家網站）。
表1 2016年國內純電動車排行及綜合里程、行駛天數數據
根據表1數據，按日均50 km計算，從目前市場佔有量分析，大部分純電動汽車續航時間在3 ~ 6天左右，平均可以按4. 5天計。而大部分車主不會將電池電量用盡才去充電，假設按用完70 % 電量去充電考慮，也有3. 15天的連續行駛天數。
但要指出的是，車主的充電習慣很可能不會與續航天數相符，有的車主可能兩天或三天充一次，充電的時間會較長；而有的車主則會每天充電，這樣每次充電的時間則會較短。根據參考資料［7］，住宅小區電動汽車接入電網充電的時間與人們生活工作規律基本一致，如圖5所示：78. 5 % 的充電開始於下午17：00以後，其中21：00 ~ 22：00間接入充電的樣本最多，約佔總樣本的15 %，但在18：00仍然存在一個接入高峰；凌晨4：00 ~ 7：00的負荷低谷時段沒有充電記錄。
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從圖6看出，所有樣本的平均充電時間為182 min（約3 h），38. 3 % 的樣本充電時間在3 h左右，1 ~ 2 h的佔 13. 6 %，超過4 h的佔16. 9 %。單次充電的持續時間與車輛的行駛里程、充電頻率都有關係。參考資料［7］ 引用資料為2012年數據（試驗樣本單臺車電池容量為35 kWh），由於技術進步，目前主流電動汽車的電池容量持續加大，故相同SOC值下單次充電時間會加長，同時電動汽車的續航里程也會增加。
對於不同車主，充電習慣可分為3類：一類是習慣於在負荷高峰時段集中充電（17：00 ~ 21：00）；第二類是習慣於在負荷低谷時段集中充電（21：00以後）；第三類是習慣於多次離散充電，隨時充電。如果由車主根據自身習慣自由選擇充電時間，會有自然錯峰運行的效果，不會出現所有交流充電樁都在全功率運行的情況。
根據本文第1章的實測數據及參考文獻［7］ 的數據，得到如圖7所示的不同時間段交流充電樁同時使用係數Kd：假設所有車主均在SOC值為30 % 時開始充電，目前主流電動汽車的單次充電時長約為 300 min（按7 h全充時間的70 % 計算），前270 min充電機基本為全功率運行，後30 min時會逐漸下降；每個時間段開始接入電網的車輛數量百分比根據圖5的時段分佈確定。
由圖7可以看出，22：00總體負荷達到峰值，此時約有61 % 的車載充電機都在全功率運行，故可以考慮取同時使用係數Kd = 0. 6。
圖7為按照所有電動車輛都充電5 h考慮的，但實際上考慮到續航里程因素和車主充電習慣因素，當車輛SOC值較高時，充電時長將相應縮短，故可考慮將Kd進一步取小。
假設70 % 的車主每天充電（意味著每天車輛的SOC值不會太低，充電時長相應縮短，按約150 min假設）；假設另外30 % 的車主每2 ~ 3天充一次電（意味著充電時車輛的SOC值偏低，充電時間較長，按300 ~ 400 min假設）。圖8是按上述假設得到的同時使用係數Kd取值。
根據圖8可以看到，還是在22：00總體負荷達到峰值，此時約有45 % 的車載充電機在全功率運行，考慮到一定的餘量，建議取同時使用係數Kd = 0. 4 ~ 0. 6。這個取值基於30 % 車主（每2 ~ 3天充一次電）在同一天充電的假設前提下，實際上此部分車主也並不會在同一天充電，存在一個錯峰因素，係數可以進一步減小。
由於上述充電習慣模型建立的前提是住宅小區電動車輛數量較多，故上述Kd取值僅在計入負荷計算的住宅小區交流充電樁數量較大時建議採用；如果計入負荷計算的住宅小區交流充電樁數量較少時，Kd係數取值建議適當增大。根據參考資料 ［9］ 《交流充電樁需要係數研究》，筆者對係數進行了一些調整，最終建議取值如下：
n ≤ 10（n為計入負荷計算的住宅小區交流充電樁數量）時，Kd = 0. 8 ~ 1. 0；
10 < n ≤ 30時，Kd = 0. 7 ~ 0. 8；
30 < n ≤ 50時，Kd = 0. 6 ~ 0. 7；
n > 50時，Kd = 0. 4 ~ 0. 6。
需要係數
需要係數Kx的取值最終與兩個因素相關：第一是同時充電的車輛數；第二是車輛充電系統在接入電網充電時所能承受的最大充電功率。考慮到目前主流車載充電機的功率值現狀以及電纜更換的難度，建議在計算變壓器、供電幹線時採用不同的Kx係數取值。
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變壓器低壓側（如表4所示）
表4 住宅小區停車場變壓器側建議需要係數近期取值
表4中Kz係數的取值僅針對目前主流車載充電機功率，隨著技術的發展，車載充電機的功率會越來越大，最終達到國標允許範圍的最高值7 kW，這將導致Kz係數不斷增大直至最終達到Kz = 1。但同時隨著電動汽車技術的進步，其續航里程也會越來越大，導致Kd係數不斷減小，筆者認為這兩個係數此消彼長，對最終Kx係數會帶來一定的影響，但影響不會太大，至於實際會是怎樣的變化，有待在實際操作中進一步驗證。
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配電幹線側（如表5所示）
隨著電動汽車技術的進步，其續航里程會越來越大，導致Kd係數不斷減小；另外在實際設計工作中，一條供電幹線負責給50臺以上交流充電樁提供電源的情況較少出現。
表5 住宅小區停車場配電幹線側建議需要係數近期取值
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