“新能源汽車(chē)進(jìn)行時(shí)”——新能源汽車(chē)之充電站
作為電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的重要一環(huán)，充電站的建設(shè)是電動(dòng)汽車(chē)大規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵。
電動(dòng)汽車(chē)充電站是指為各類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)提供充電的站點(diǎn)，與現(xiàn)有的加油站相似。電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)在汽車(chē)電能將要耗盡的時(shí)候，可以通過(guò)充電樁為汽車(chē)電池進(jìn)行充電。
2014主要城市充電站建設(shè)計(jì)劃
北京：2014年內(nèi)完成1000個(gè)公用快充樁布局建設(shè)。
上海：到2015年，完成電動(dòng)車(chē)運(yùn)行總量1萬(wàn)輛的目標(biāo)，并在全市布局6000個(gè)以上的充電樁。
杭州：將在原有2個(gè)“微公交”站點(diǎn)的基礎(chǔ)上，新增17個(gè)“微公交”站點(diǎn)，其中16個(gè)在西湖區(qū)，1個(gè)在濱江區(qū)，未來(lái)還將規(guī)劃更多站點(diǎn)。
深圳：到2015年將建168座公交充電站，50座出租車(chē)充電站，526個(gè)快速充電樁，39000個(gè)慢速充電樁。
廣州：在2013-2015年，將安排地方財(cái)政安排補(bǔ)貼資金20.26億元，可爭(zhēng)取中央補(bǔ)貼資金9.66億元。未來(lái)計(jì)劃建設(shè)各類(lèi)充電站105個(gè)，各類(lèi)充電樁（機(jī)）9970個(gè)，形成網(wǎng)絡(luò)化、智能化的充電服務(wù)體系。
天津：到2015年底，將推廣應(yīng)用1.2萬(wàn)輛新能源汽車(chē)，并建設(shè)66個(gè)充、換電站和6700個(gè)充電樁,形成電動(dòng)車(chē)快充網(wǎng)絡(luò)。
自動(dòng)化助力充電站
充電站按照功能可以劃分為四個(gè)子模塊，配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、電池調(diào)度系統(tǒng)、充電站監(jiān)控系統(tǒng)。充電站給汽車(chē)充電一般分為三種方式：普通充電、快速充電、電池更換。普通充電多為交流充電，可以使用220V或380V的電壓。快速充電多為直流充電。充電站主要設(shè)備包括充電機(jī)、充電樁、有源濾波裝臵、電能監(jiān)控系統(tǒng)。設(shè)備性能方面，最主要關(guān)注安全與高效。
企業(yè)代表之ABB
作為智能電網(wǎng)建設(shè)的組成部分，ABB已參與國(guó)內(nèi)外多個(gè)電動(dòng)汽車(chē)充電項(xiàng)目的建設(shè)，在確保電動(dòng)汽車(chē)站安全可靠的同時(shí)，也解決電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的的問(wèn)題。同時(shí)，ABB與電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)商合作，解決兼容問(wèn)題。例如：ABB與沃爾沃汽車(chē)合作，將充電樁，包括工業(yè)插頭和插座等產(chǎn)品大量應(yīng)用于沃爾沃的電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)備中。
2010年，全球領(lǐng)先的電力和自動(dòng)化技術(shù)集團(tuán)ABB全面參與中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充電站的建設(shè)，為充電站的低壓配電柜提供低壓空氣斷路器、塑殼斷路器、微型斷路器及控制類(lèi)產(chǎn)品。目前中國(guó)最大的電動(dòng)汽車(chē)充電站——深圳市大運(yùn)中心電動(dòng)汽車(chē)充電站項(xiàng)目，ABB為充電站的低壓配電柜提供了低壓空氣斷路器及塑殼斷路器類(lèi)產(chǎn)品。這也是ABB的產(chǎn)品全面應(yīng)用于國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)充電站建設(shè)領(lǐng)域。
ABB交流充電樁方案
交流充電樁一般是指固定在地面上，為具有車(chē)載充電機(jī)的電動(dòng)汽車(chē)提供交流電源，主要安裝于公共建筑（辦公樓宇、商場(chǎng)、公共停車(chē)場(chǎng)等）、居民小區(qū)停車(chē)場(chǎng)和充電站內(nèi)，充電時(shí)間比較長(zhǎng)。
因設(shè)計(jì)方案的不同，一個(gè)交流充電樁可同時(shí)為一輛或多輛電動(dòng)汽車(chē)充電?；诔潆娯?fù)荷特點(diǎn)和節(jié)能環(huán)保的要求，交流充電樁以安全性和可靠性為基礎(chǔ)，以實(shí)用性、智能化和標(biāo)準(zhǔn)化為導(dǎo)向，集供配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、充電站監(jiān)控系統(tǒng)和計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)于一體，實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)、計(jì)電度、計(jì)金額充電等全面智能化。
針對(duì)交流充電樁的應(yīng)用對(duì)象和安裝場(chǎng)合，對(duì)設(shè)備安全性的要求非常高，包括輸入輸出過(guò)流和短路保護(hù)、漏電保護(hù)、IP等級(jí)、溫度控制、濕度控制、抗震能力等。
基于交流充電樁特殊的要求，ABB提供多種可供選擇的解決方案和全系列的保護(hù)和控制產(chǎn)品，提高設(shè)備的可靠性和運(yùn)行能力。
方案一（如圖1）
ABB為電動(dòng)汽車(chē)交流充電解決方案提供以下低壓產(chǎn)品：
■微型斷路器S200
■剩余電流動(dòng)作保護(hù)器S200+DDA200
■電表Meter
■電涌保護(hù)器OVR
■接觸器A
■插拔式接口繼電器CR
■開(kāi)關(guān)電源CP
■專(zhuān)用工業(yè)插頭IPS
■接線端子
■按鈕指示燈
■可編程控制器PLC
方案二（如圖2）
ABB為電動(dòng)汽車(chē)交流充電解決方案提供以下低壓產(chǎn)品：
■微型斷路器S200
■剩余電流動(dòng)作保護(hù)器S200+DDA200
■電表Meter
■電涌保護(hù)器OVR
■開(kāi)關(guān)電源CP
■專(zhuān)用工業(yè)插頭IPS
■接線端子
■按鈕指示燈
■可編程控制器PLC
企業(yè)代表之新松
如何給電動(dòng)汽車(chē)充電，讓它“跑得更遠(yuǎn)”是企業(yè)必須面對(duì)的一個(gè)難題。目前電動(dòng)汽車(chē)充電主要有兩種方式：插充和換充。業(yè)界普遍認(rèn)為，解決大型電動(dòng)車(chē)輛的供電問(wèn)題，較好的方法是建設(shè)換電站，即通過(guò)給汽車(chē)更換電池的方法代替漫長(zhǎng)的充電過(guò)程。
自動(dòng)換電機(jī)器人是電動(dòng)汽車(chē)換電站的核心工作系統(tǒng)，新松機(jī)器人公司自主研發(fā)的全自動(dòng)式電池交換機(jī)器人系統(tǒng)集成了鋁合金輕型框架、伺服控制系統(tǒng)、POS絕對(duì)定位、激光安全檢測(cè)和激光自動(dòng)定位系統(tǒng)等多項(xiàng)高新技術(shù)，具有換電作業(yè)時(shí)間短、工況穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，在電池更換過(guò)程中無(wú)需人工介入。目前，該系統(tǒng)已在北京航天橋換電站、北京北士城換電站、北京馬家樓電池?fù)Q電站等成功運(yùn)行。
新松自動(dòng)換電機(jī)器人方案
針對(duì)目前電動(dòng)汽車(chē)電池更換過(guò)程自動(dòng)化程度低、與車(chē)輛對(duì)接可靠性差、電池充電環(huán)境溫度無(wú)法控制等問(wèn)題，新松公司開(kāi)發(fā)了全自動(dòng)式和分步式兩種電池?fù)Q裝系統(tǒng)兩種方案。
方案一：全自動(dòng)式電池?fù)Q裝系統(tǒng)（如圖3）
電動(dòng)汽車(chē)換電站采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的方式設(shè)計(jì)，每個(gè)換電站根據(jù)服務(wù)車(chē)輛的數(shù)量和型號(hào)由若干換電單元模塊組合而成。系統(tǒng)主要由自動(dòng)換電機(jī)器人、電池充電貨架、汽車(chē)定位裝置、地面控制臺(tái)、電池充電監(jiān)控系統(tǒng)等幾部分組成。每個(gè)單元在電動(dòng)汽車(chē)左右各有一條環(huán)線，每個(gè)環(huán)線設(shè)計(jì)兩臺(tái)自動(dòng)換電機(jī)器人，分別負(fù)責(zé)取電池和送電池。機(jī)器人與電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)對(duì)位，在兩分鐘自動(dòng)更換完電池。
方案二：分步式兩種電池?fù)Q裝系統(tǒng)（如圖4）
換電單元模塊分為車(chē)輛換電區(qū)、電池存儲(chǔ)區(qū)和充電機(jī)充電區(qū)，每個(gè)區(qū)域相對(duì)獨(dú)立，通過(guò)接口設(shè)備相連，符合電池?fù)Q電站對(duì)充電溫度、安全防護(hù)和消防控制等要素的要求。
每個(gè)單元由自動(dòng)換電機(jī)器人、電池充電貨架、電池轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備、助力機(jī)械手、控制臺(tái)、電池充電監(jiān)控管理系統(tǒng)組成。一次換電工作分解為幾個(gè)步驟，每個(gè)步驟有專(zhuān)門(mén)設(shè)備完成，各設(shè)備可并行工作，減少了汽車(chē)換電時(shí)間，降低了設(shè)備的技術(shù)開(kāi)發(fā)和系統(tǒng)運(yùn)行故障風(fēng)險(xiǎn)，為設(shè)備的技術(shù)改造搭建了柔性開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)平臺(tái)。
地面控制臺(tái)通過(guò)SIMENSPROFIBUS總線與電池充電貨架、堆垛機(jī)、電池轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)、觸摸操作屏等設(shè)備通訊，實(shí)時(shí)監(jiān)控的設(shè)備的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)各設(shè)備運(yùn)行的電氣聯(lián)鎖保護(hù)，保證系統(tǒng)運(yùn)行安全。計(jì)算機(jī)電池充電監(jiān)控管理系統(tǒng)與地面控制臺(tái)通過(guò)SIMENSPROFINET工業(yè)以太網(wǎng)通訊，自動(dòng)下達(dá)換電任務(wù)，實(shí)時(shí)圖標(biāo)顯示設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)和換電任務(wù)完成情況。
