北京2008年奧運(yùn)會(huì)電動(dòng)車充電站規(guī)劃及運(yùn)營模式方案

-.z2008年奧運(yùn)會(huì)電動(dòng)車充電站規(guī)劃及運(yùn)營模式方案1

引言

面臨能源和環(huán)境的巨大壓力，人們?cè)诓粩嗟貙で笄鍧嵉拇萌剂?，以改善日益惡化的交通排放現(xiàn)狀，電動(dòng)汽車逐漸成為各國政府和汽車制造商關(guān)注的焦點(diǎn)。在國內(nèi)，電動(dòng)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(yùn)臨近，我國在奧運(yùn)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(zhēng)取把2008年奧運(yùn)會(huì)辦成真正的綠色奧運(yùn)會(huì)。為此，由市科委立項(xiàng)，市公交總公司作為業(yè)主，投入50輛純電動(dòng)公交車，并配套建立一個(gè)地面充電站，為奧運(yùn)場(chǎng)館及相關(guān)設(shè)施效勞。2

充電站地點(diǎn)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(diǎn)及構(gòu)造已確定，位置的選擇參見圖1。電動(dòng)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(yùn)村中心區(qū)，而只預(yù)留兩臺(tái)應(yīng)急充電機(jī)，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(yùn)中心區(qū)比擬適宜的距離外〔如10km遠(yuǎn)〕，車輛到集中充電區(qū)更換電池，同時(shí)集中充電區(qū)配備適當(dāng)?shù)碾姵鼐S護(hù)設(shè)備[2]。應(yīng)急充電區(qū)建立在奧運(yùn)中心區(qū)，建造兩臺(tái)充電機(jī)，便于車輛運(yùn)行中應(yīng)急情況下的補(bǔ)充充電，也具有一定的顯示度。充電站地點(diǎn)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(jī)充電；后者用于滿足照明、控制設(shè)備的供電。配電站配備計(jì)量設(shè)備，計(jì)量輸入電量。

(2)監(jiān)控室

監(jiān)控室用于監(jiān)控充電機(jī)的運(yùn)行情況、數(shù)據(jù)庫管理、報(bào)表打印等。

(3)充電機(jī)

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

(4)充電平臺(tái)

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(jī)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(hù)車間

維護(hù)車間包括篩選和維護(hù)、充電間以及備用電池庫。電池進(jìn)入維護(hù)車間后，首先進(jìn)展電池的篩選，確定電池的好壞。不能使用的電池進(jìn)展恰當(dāng)處理，防止污染環(huán)境；可以繼續(xù)使用的電池進(jìn)展維護(hù)和活化。維護(hù)完的電池送充電間充滿電后，進(jìn)展裝箱，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(jìn)入更換電池區(qū)進(jìn)展電池更換。更換電池區(qū)是更換電池的場(chǎng)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(zhǎng)線引到車上，進(jìn)展補(bǔ)電。3

充電站運(yùn)作流程

充電站的總體運(yùn)作原理為：需要更換電池的車輛進(jìn)站后駛?cè)敫鼡Q電池區(qū)，進(jìn)展故障診斷，出具故障診斷報(bào)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(hù)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(hù)車間的備用電池庫補(bǔ)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(dá)維護(hù)車間后，進(jìn)展篩選、維護(hù)、充電和裝箱[3]?？梢姵潆娬镜闹饕ぷ骺梢詣澐譃?個(gè)局部：更換電池、充電、維護(hù)和電池編組。

3.1更換電池

為了更加有效的利用電動(dòng)車輛，電池日常補(bǔ)充充電采用地面充電的方式。電池電量缺乏的電動(dòng)車進(jìn)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(yùn)營過程中，不需要更換電池的車輛到站后直接停靠停車區(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(qǐng)求

為了使得更換更加快捷，需要更換電池的車輛進(jìn)站之前應(yīng)向站臺(tái)提出電池更換請(qǐng)求，以便站臺(tái)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(yùn)至更換電池區(qū)、準(zhǔn)備卸載設(shè)備。

步驟2：車輛進(jìn)入更換區(qū)

已經(jīng)提出更換請(qǐng)求的車輛進(jìn)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(xì)翻閱車載監(jiān)控裝置故障記錄，檢查車輛電池在運(yùn)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(shí)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)備好的電池裝車。

步驟5：故障診斷

接通整車的上下壓供電，再進(jìn)展一次故障診斷，確保更換完電池之后整車運(yùn)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(xì)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(hào)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(duì)于故障電池箱，將故障電池和故障信息一并送維護(hù)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(bǔ)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(bǔ)充充電。

3.3

電池維護(hù)

維護(hù)的主要任務(wù)如圖5所示，是將運(yùn)營過程中的故障電池進(jìn)展維護(hù)和挑選。挑選完成后，不能再使用的電池進(jìn)展妥善處理，能用的電池作必要的維護(hù)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(hù)運(yùn)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(hào)完畢〕可以直接更換到電動(dòng)車輛上。

電池編組在如下幾個(gè)地方實(shí)現(xiàn)：

(1)

充電平臺(tái)

充電機(jī)完畢后，就地編組，缺乏的電池箱從備用電池庫補(bǔ)齊，利用充電平臺(tái)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(shí)候〔備用電池?cái)?shù)量較多，到達(dá)整車數(shù)量〕，對(duì)電池箱進(jìn)展編組，診斷無故障后，送電池更換庫。

3.5

整個(gè)充電站運(yùn)作流程圖

綜合上述四個(gè)局部的工作，得到整個(gè)充電站運(yùn)作流程圖參見圖6。圖6

充電站整體運(yùn)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(huì)議討論并征求專家及業(yè)主意見，該運(yùn)營方案現(xiàn)已大致敲定，各方面準(zhǔn)備工作已進(jìn)入具體實(shí)施階段。到07年7月為止，50輛電動(dòng)車中已有7輛在通州區(qū)試運(yùn)行，充電機(jī)等相關(guān)電氣設(shè)備的樣機(jī)均以成型，充電站的施工建立預(yù)計(jì)在07年年底至08年初完成，之后按照此方案投入試運(yùn)營。作者簡(jiǎn)介

*維戈

男

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(jī)測(cè)控技術(shù)。參考文獻(xiàn)