北京2008年奧運會電動車充電站規(guī)劃及運營模式方案

-.z2008年奧運會電動車充電站規(guī)劃及運營模式方案1

引言

面臨能源和環(huán)境的巨大壓力，人們在不斷地尋求清潔的代用燃料，以改善日益惡化的交通排放現(xiàn)狀，電動汽車逐漸成為各國政府和汽車制造商關(guān)注的焦點。在國內(nèi)，電動汽車充電的技術(shù)和設(shè)備也在不斷的開展，取得了很大的成就[1]。奧運臨近，我國在奧運工程建立中始終把可持續(xù)開展理念放在首位，減少能源和資源消耗，爭取把2008年奧運會辦成真正的綠色奧運會。為此，由市科委立項，市公交總公司作為業(yè)主，投入50輛純電動公交車，并配套建立一個地面充電站，為奧運場館及相關(guān)設(shè)施效勞。2

充電站地點及整體構(gòu)造

經(jīng)業(yè)主及相關(guān)主管部門屢次討論研究，充電站地點及構(gòu)造已確定，位置的選擇參見圖1。電動汽車電池的充電采用集中充電和應(yīng)急充電相接合的充電模式。大規(guī)模的充電設(shè)施不需要安置在空間比擬緊*的奧運村中心區(qū)，而只預(yù)留兩臺應(yīng)急充電機，這樣既可以減小平安隱患，也可以降低建立本錢。集中充電區(qū)建立在離奧運中心區(qū)比擬適宜的距離外〔如10km遠〕，車輛到集中充電區(qū)更換電池，同時集中充電區(qū)配備適當?shù)碾姵鼐S護設(shè)備[2]。應(yīng)急充電區(qū)建立在奧運中心區(qū)，建造兩臺充電機，便于車輛運行中應(yīng)急情況下的補充充電，也具有一定的顯示度。充電站地點最終選擇在熊貓環(huán)島附近。圖1

充電站位置圖2

充電站3維效果圖

充電站的主體是一封閉式充電間，如圖3所示，充電間的主要局部及功能如下：圖3

充電站平面剖視圖

(1)配電站

充電站的配電站包括高壓配電和照明及其它用電配電兩局部。前者將10KV供電電網(wǎng)通過變壓器等設(shè)備供應(yīng)充電機充電；后者用于滿足照明、控制設(shè)備的供電。配電站配備計量設(shè)備，計量輸入電量。

(2)監(jiān)控室

監(jiān)控室用于監(jiān)控充電機的運行情況、數(shù)據(jù)庫管理、報表打印等。

(3)充電機

充電機完成電池能量的補給。既可以滿足應(yīng)急性整車充電要求，也支持日常地面補充充電。

(4)充電平臺

用于擺放卸載下來的電池。內(nèi)有充電插座、電池管理系統(tǒng)供電、電池管理系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、與充電機之間的通訊網(wǎng)絡(luò)等接口。

(5)電池更換庫

充滿電的電池箱按車輛編組完畢后，放于電池更換庫，車輛卸載完畢電池之后，從這里領(lǐng)取電池裝車。

(6)維護車間

維護車間包括篩選和維護、充電間以及備用電池庫。電池進入維護車間后，首先進展電池的篩選，確定電池的好壞。不能使用的電池進展恰當處理，防止污染環(huán)境；可以繼續(xù)使用的電池進展維護和活化。維護完的電池送充電間充滿電后，進展裝箱，為編組準備電池。

(7)更換電池區(qū)

需要更換電池的車輛進入更換電池區(qū)進展電池更換。更換電池區(qū)是更換電池的場所。另外，需要應(yīng)急充電的車輛也?？吭诟鼡Q電池區(qū)，通過充電延長線引到車上，進展補電。3

充電站運作流程

充電站的總體運作原理為：需要更換電池的車輛進站后駛?cè)敫鼡Q電池區(qū)，進展故障診斷，出具故障診斷報告，然后更換上更換電池庫的整組電池，最后回停車區(qū)。更換下來的電池按有無故障就地別離，故障電池送維護車間，無故障電池送充電區(qū)。充電區(qū)充滿電后就地編組，所缺電池箱到維護車間的備用電池庫補齊后按車為單位送更換電池庫。車上卸載下來的故障電池到達維護車間后，進展篩選、維護、充電和裝箱[3]?？梢姵潆娬镜闹饕ぷ骺梢詣澐譃?個局部：更換電池、充電、維護和電池編組。

3.1更換電池

為了更加有效的利用電動車輛，電池日常補充充電采用地面充電的方式。電池電量缺乏的電動車進站后更換充滿的電池。更換電池的過程要求快捷。更換電池流程圖參見圖2。運營過程中，不需要更換電池的車輛到站后直接?？客＼噮^(qū)；需要更換電池的車輛按如下步驟更換電池：

步驟1：更換請求

為了使得更換更加快捷，需要更換電池的車輛進站之前應(yīng)向站臺提出電池更換請求，以便站臺調(diào)度安排停車位置、通知電池更換庫準備整車更換電池并運至更換電池區(qū)、準備卸載設(shè)備。

步驟2：車輛進入更換區(qū)

已經(jīng)提出更換請求的車輛進站后，根據(jù)調(diào)度指令將車開到更換電池區(qū)準確位置，準備更換電池。

步驟3：故障診斷

更換電池前，必須仔細翻閱車載監(jiān)控裝置故障記錄，檢查車輛電池在運營過程中是否故障。如果有故障記錄，則記錄故障信息〔包括故障位置和類型〕。然后去除故障記錄。

步驟4：更換電池

首先斷開整車的上下壓供電，然后才能卸載電池。卸載的時候，將故障電池和無故障電池分開擺放。卸載完畢后，將已經(jīng)準備好的電池裝車。

步驟5：故障診斷

接通整車的上下壓供電，再進展一次故障診斷，確保更換完電池之后整車運行正常后將車駛出更換電池區(qū)，轉(zhuǎn)到步驟7。如果仍然出現(xiàn)故障，轉(zhuǎn)到步驟6。

步驟6：故障排除

仔細閱讀車載監(jiān)控的故障診斷結(jié)果，查找故障原因。

〔1〕可立即排除的故障。如連接線未接通等可立即排除的故障，立即排除；然后轉(zhuǎn)到第5步。

〔2〕屬于電池箱內(nèi)部故障，則通知備用電池庫所需電池箱的類型和編號以及車輛位置、記錄故障信息〔包括故障位置和類型〕。然后去除故障記錄。收到備用電池庫的電池后，返回第4步。

步驟7：更換后處理

對于故障電池箱，將故障電池和故障信息一并送維護車間；無故障的電池箱送充電區(qū)充電。

3.2電池充電

充電局部主要是有效完成電池的能量補給。要求既可以滿足應(yīng)急性整車充電要求，也支持日常地面補充充電。

3.3

電池維護

維護的主要任務(wù)如圖5所示，是將運營過程中的故障電池進展維護和挑選。挑選完成后，不能再使用的電池進展妥善處理，能用的電池作必要的維護后充滿電，以電池單體的形式送備用電池庫。圖4

更換電池流程圖圖5

電池維護運作流程

3.4

電池編組

電池編組完成按整車為單位準備出電池。編組完畢的電池〔包括電池管理系統(tǒng)以及電池自身完全正常，電池箱編號完畢〕可以直接更換到電動車輛上。

電池編組在如下幾個地方實現(xiàn)：

(1)

充電平臺

充電機完畢后，就地編組，缺乏的電池箱從備用電池庫補齊，利用充電平臺診斷電池及其管理系統(tǒng)，確保送往電池更換庫的電池和電池管理系統(tǒng)無故障后，送電池更換庫。

(2)

電池更換庫

備用電池庫的電池具有編組能力的時候〔備用電池數(shù)量較多，到達整車數(shù)量〕，對電池箱進展編組，診斷無故障后，送電池更換庫。

3.5

整個充電站運作流程圖

綜合上述四個局部的工作，得到整個充電站運作流程圖參見圖6。圖6

充電站整體運作模式流程圖4

完畢語

經(jīng)相關(guān)主管部門審批，及屢次會議討論并征求專家及業(yè)主意見，該運營方案現(xiàn)已大致敲定，各方面準備工作已進入具體實施階段。到07年7月為止，50輛電動車中已有7輛在通州區(qū)試運行，充電機等相關(guān)電氣設(shè)備的樣機均以成型，充電站的施工建立預(yù)計在07年年底至08年初完成，之后按照此方案投入試運營。作者簡介

*維戈

男

交通大學電氣工程學院副教授研究方向：電力電子技術(shù)，微機測控技術(shù)。參考文獻