北京2008年奧運會電動車充電站規(guī)劃及運營模式方案

1、北京2008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)備也在不斷的發(fā)展，取得了很大的成就奧運臨近，我國在奧運工程建設(shè)中始終把可持續(xù)發(fā)展理念放在首位，減少能源和資源消耗，爭取把2008年北京奧運會辦成真正的綠色奧運會。為此，由北京市 科委立項，北京市公交總公司作為業(yè)主，投入 50輛純電動公交車，并配套建設(shè) 一個地面充電站，為奧運場館及相關(guān)設(shè)施服務(wù)。2 充電站地點及整體結(jié)構(gòu)經(jīng)業(yè)主及相關(guān)主管部門多次討論研究，充電站地點及結(jié)構(gòu)已確

2、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較緊張的奧運村中心區(qū)，而只預(yù)留兩臺應(yīng)急充電機，這樣既可以減小安全隱患，也可以降低建設(shè)成本。集中充電區(qū)建 設(shè)在離奧運中心區(qū)比較合適的距離外（如 10k m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(dāng)?shù)碾姵鼐S護設(shè)備2。應(yīng)急充電區(qū)建設(shè)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。北土城蹌充電站圖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，充電間的主要部分及功

3、能如下：1 Wri ifY圖3 充電站平面剖視圖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部分。前者將 10KV供電電網(wǎng)通過變壓器等設(shè)備供給充電機充電；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

4、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，首先進行電池的篩選，確定電池的好壞。不能使用的電池進行恰當(dāng)處理，避 免污染環(huán)境；可以繼續(xù)使用的電池進行維護和活化。 維護完的電池送充電間充滿 電后，進行裝箱，為編組準(zhǔn)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)進行電池更換。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，進行補電。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)， 進行故障診斷，出具故障診斷報告，然后更換上更換電池庫

5、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分離， 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，進行 篩選、維護、充電和裝箱3?？梢姵潆娬镜闹饕ぷ骺梢詣澐譃?4個部分：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。 電池電量不足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＼?區(qū)；需要更換電池的車輛按如下步驟更換電

6、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(zhǔn)備整車更換電池并 運至更換電池區(qū)、準(zhǔn)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(zhǔn) 確位置，準(zhǔn)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） 然后清除故障記錄。步驟4:更換電池首先斷開整車的高低壓供電，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(zhǔn)備好的電池

7、裝車。步驟5:故障診斷接通整車的高低壓供電，再進行一次故障診斷，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）。然后清除故障記錄。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

8、充電部分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行維護和挑 選。挑選完成后，不能再使用的電池進行妥善處理， 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(zhǔn)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)：充電平臺充電機結(jié)束后，就地編組，不足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

9、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，達到整車 數(shù)量），對電池箱進行編組，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部分的工作，得到整個充電站運作流程圖參見圖6。岀處故隔檢斷車進站陽）加哥龜換電池電世更袂庫布址里換 電池匿電.池區(qū)更換電池記錄故障類申敵璋讒斷通迂孑用 庫卷備更 按電池紀(jì)刃；電池剝F充電平臺記錄故彈罐滬車閭故隔診斷*申池 更換庫j I處理送達蚩換 處準(zhǔn)備好相應(yīng)電池收劉準(zhǔn)備 電池指合更按電池充電二編組1 r建知備用 電池庫圖6充電站整體運作模式流程圖4

10、結(jié)束語經(jīng)相關(guān)主管部門審批，及多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(zhǔn)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輛在北京通州區(qū)試運行，充電機等相關(guān)電氣設(shè)備的樣機均 以成型，充電站的施工建設(shè)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。作者簡介張維戈 男北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)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1 吳智強基于嵌入式實時操作系統(tǒng)的電動汽車充電站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng) 的研究北京：北京交通大學(xué),20072 王云燕.電動汽車充電站管理系統(tǒng)微機發(fā)展,2005,15(11):57-593 王健.電動汽車充電站信息管理系統(tǒng)

11、的設(shè)計與實現(xiàn)微計算機信 息,2006,22(5):16-17出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂， 今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣 不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報之于陛下也。誠宜開張圣聽，以光 先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其 刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費祎、董允等，此皆良實，志慮忠純，是以先帝簡拔以遺陛下：愚 以為宮中之事，事無大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，曉?/p>

12、軍事，試用于昔日，先帝稱之曰能”是以眾議舉寵為督：愚以為營中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。親賢臣，遠小人，此先漢所以興隆也； 親小人，遠賢臣，此后漢所以傾頹也。 先帝在時, 每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。侍中、尚書、長史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣， 愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計日而待也 -臣本布衣，躬耕于南陽，茍全性命于亂世，不求聞達于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當(dāng)世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于 敗軍之際，奉命于危難之間，爾來二十有一年矣。先帝知臣謹(jǐn)慎，故臨崩寄臣以大事也。受命以來，夙夜憂嘆，恐托付不效，以傷先帝之 明；故五月渡瀘，深入