隨著電動(dòng)汽車占據(jù)了越來(lái)越多的汽車市場(chǎng)，越來(lái)越多的人將目光投向了與電動(dòng)汽車相關(guān)的方方面面。相比于燃油車的加油速度，電車充電速度慢導(dǎo)致的“里程焦慮”困擾著很多電車車主。

　　而在充電樁之外，有一種換電設(shè)備能夠解決這一痛點(diǎn)，即換電站。換電服務(wù)只需要“3分鐘”，堪比燃油車加油速度!

　　在德克威爾產(chǎn)品和技術(shù)的支持下，該設(shè)施成為節(jié)約能源，成就可持續(xù)未來(lái)的優(yōu)秀產(chǎn)品。一起來(lái)看!

　　01、行業(yè)解析

　　換電站又稱共享?yè)Q電柜、共享電池柜，電池交換站，顧名思義，是用來(lái)進(jìn)行電池更換的，是為電動(dòng)車的動(dòng)力電池提供快速更換的能源站。

　　換電是一種更快的電動(dòng)車充電方式，在這種方式下，不用將電動(dòng)車插入充電插座，而只需將充滿電的電池替換掉即可。

　　該過(guò)程非常簡(jiǎn)單，用戶只需要從電動(dòng)車中取出現(xiàn)有電池，放入新充電的電池，最后付款，這樣就完成了使用換電模式為車輛充電的過(guò)程。整個(gè)更換過(guò)程僅需2-3分鐘，模仿了現(xiàn)有加油站的經(jīng)驗(yàn)。

　　02、換電站組成系統(tǒng)

　　1.換電站四大組成

　　換電站結(jié)構(gòu)可分為四部分：換電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、換電平臺(tái)及控制系統(tǒng)組成。

　　1.1換電系統(tǒng)

　　換電系統(tǒng)的作用是從電動(dòng)汽車上卸下虧電電池，運(yùn)送到電池倉(cāng)中，并從電池倉(cāng)中獲取滿電電池，運(yùn)送到換電平臺(tái)完成換電工作。

　　換電機(jī)器人是換電系統(tǒng)最重要的設(shè)備之一。加解鎖平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)車輛電池包的更換與加解鎖功能，碼垛機(jī)用于運(yùn)輸和交換電池，鎖止鏈接組件可快速自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池與車身的鎖止和分離。

　　快換電連接器、液冷連接器、水連接器主要起連接作用。

　　1.2充電系統(tǒng)

　　換電站內(nèi)充電系統(tǒng)主要設(shè)備是充電倉(cāng)，以集中充電，交流慢充的方式對(duì)更換下來(lái)的電池進(jìn)行充能。

　　充電系統(tǒng)中，電池箱體設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)環(huán)境控制、安全防護(hù)、鎖止及快速解鎖技術(shù)等有較高的要求。

　　1.3換電平臺(tái)

　　換電平臺(tái)包括換電集裝箱和停車底座，用于停放與定位電動(dòng)汽車。

　　目前的解決方案中，一種是采用下沉式的電動(dòng)汽車定位平臺(tái)，這種設(shè)計(jì)是現(xiàn)在換電站常用的方式，但存在土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)麻煩、部署施工時(shí)間長(zhǎng)、需增設(shè)排水措施和無(wú)法搬遷等問(wèn)題;另一種是將電動(dòng)汽車應(yīng)用頂升裝置抬起。

　　由于汽車懸架作用的存在，對(duì)頂升裝置的設(shè)計(jì)提出了一定的要求，換電模式對(duì)電動(dòng)汽車停車定位也有較高精度要求，一旦停車位置出現(xiàn)偏差，無(wú)法成功定位，將導(dǎo)致后續(xù)換電工作無(wú)法進(jìn)行。

　　1.4控制系統(tǒng)

　　控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)與客戶設(shè)備通信，以及與換電站的協(xié)調(diào)設(shè)備進(jìn)行通信。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，控制系統(tǒng)接收來(lái)自客戶端設(shè)備的電池更換操作請(qǐng)求，從多個(gè)換電平臺(tái)中選擇一個(gè)執(zhí)行換電操作。

　　控制系統(tǒng)涉及電動(dòng)汽車的識(shí)別，已知的識(shí)別方式包括通過(guò)車載 RFID 識(shí)別，設(shè)置車牌識(shí)別裝置識(shí)別與人工識(shí)別。

　　03、現(xiàn)場(chǎng)痛點(diǎn)

　　1.體積：由于電池倉(cāng)內(nèi)部空間狹小，電氣柜布局要求較為嚴(yán)格，所以對(duì)于I/O設(shè)備的安裝體積有要求，EX系列90×67×14mm左右的尺寸適配了該需求。

　　2.穩(wěn)定性：該項(xiàng)目由于工作特性，對(duì)于設(shè)備通信質(zhì)量和信號(hào)穩(wěn)定性要求極高，EX系列可以輕松適配該需求。

　　3.EMC等級(jí)：在電池充電過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定的電磁干擾，對(duì)于通訊類產(chǎn)品影響較高，EX系列具備國(guó)標(biāo)A級(jí)性能，能夠勝任該工況。

　　總之，換電站對(duì)設(shè)備體積的要求，對(duì)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性都有著更高的要求，需要德克威爾產(chǎn)品滿足以下需求：

　　·支持Profinet的遠(yuǎn)程I/O;

　　·IO部分安裝體積小于20CM×15CM;

　　·EMC部分性能達(dá)到國(guó)標(biāo)A級(jí);

　　·對(duì)于外部信號(hào)進(jìn)行集中采集，且整體響應(yīng)時(shí)間不低于10ms;

　　04、德克威爾方案

　　主站：西門子151SP;

　　適用工藝段：換電站;

　　項(xiàng)目I/O配置： 單個(gè)換電站遠(yuǎn)程I/O13-15臺(tái)，單臺(tái)數(shù)字量96-128個(gè)點(diǎn)左右;

　　項(xiàng)目概述：

　　該項(xiàng)目為新能源汽車智能換電站項(xiàng)目，操作流程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化處理、使用。信號(hào)點(diǎn)類型為數(shù)字量輸入輸出(EX-210H&EX-310H)，主要承擔(dān)載車平臺(tái)升降機(jī)及轉(zhuǎn)盤到位信號(hào)，其中升舉平臺(tái)信號(hào)要求響應(yīng)時(shí)間在20毫秒以內(nèi)。

　　車輛到位信號(hào)由定位傳感器和視覺系統(tǒng)協(xié)同組成，為底盤電池拆卸建立安全運(yùn)行環(huán)境。

　　德克威爾應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：在原有西門子方案上實(shí)現(xiàn)無(wú)縫替換，體現(xiàn)國(guó)產(chǎn)品牌優(yōu)質(zhì)性能。

　　05、德克威爾EX系列卡片式I/O

　　產(chǎn)品特點(diǎn)：

　　1.通信穩(wěn)定，響應(yīng)快，操作便捷，效率高;

　　2. 總線協(xié)議豐富，支持多種通訊協(xié)議，例如：EtherCAT、PROFINET、DeviceNet、CC-Link、 EtherNET/IP、Modbus-RTU、CC-Link IEF Basic等;

　　3. 信號(hào)類型豐富，可滿足工廠自動(dòng)化與過(guò)程自動(dòng)化控制。支持?jǐn)?shù)字量、模擬量、溫度模塊、編碼器模塊、自由通訊模塊;

　　4. 結(jié)構(gòu)緊湊，模塊體積小，單個(gè)I/O模塊最大支持32數(shù)字量信號(hào)點(diǎn);

　　5. 擴(kuò)展能力強(qiáng)，單個(gè)適配器最大可擴(kuò)展32片I/O模塊，耦合器掃描速度快;

　　6. 簡(jiǎn)單易用，標(biāo)準(zhǔn)DIN35導(dǎo)軌式安裝，直插式端子，免工具安裝。