電池更換站宣講

1、電動汽車電池更換站 整體解決方案,國網(wǎng)電力科學研究院國電南瑞科技股份有限公司2011年1月,2,1,換電設(shè)計方案說明,2,CEV2000換電設(shè)施運行管理系統(tǒng),,國網(wǎng)公司確定了“換電為主、充電為輔”的基調(diào)。,電池更換站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),電池更換站系統(tǒng)，主要包括供配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、電池更換系統(tǒng)、電池檢測與維護系統(tǒng)、場地布置,,1 換電設(shè)計方案說明,針對目前電池更換站建設(shè)中所存在的問題，項目組積極與電動汽車廠家、電池

2、廠家、相關(guān)高校取得聯(lián)系，進行詳盡的市場調(diào)研。,,,與一汽、華奧等電動汽車廠家技術(shù)交流，針對電池箱方案進行論證；與萬向汽車、一汽、安凱等達成合作，進行換電演示系統(tǒng)搭建；與冠拓等電池相關(guān)廠家聯(lián)系，針對電池成組、BMS設(shè)計進行交流；與北京理工大學等高校合作，進行電池箱設(shè)計。,1 換電設(shè)計方案說明,我院的工作,標準制定,科研項目,為遼寧、吉林、江蘇等網(wǎng)省公司設(shè)計方案10余個為四川等網(wǎng)省電池更換站建設(shè)規(guī)劃提供咨詢,技術(shù)咨詢,1 綜述,完成

3、典型電動汽車電池更換站平面布置方案設(shè)計設(shè)計了三種典型電動汽車電池更換站平面布置方案和CAD圖紙，分別為寬松型、標準型、節(jié)約型，以滿足不同場地要求下對電池更換站的建設(shè)要求。完成典型電動汽車電池更換站的換電方案設(shè)計設(shè)計采用獨立的換電機器人與堆垛機器人的方式，電池的轉(zhuǎn)運過程通過電池暫存架實現(xiàn)，換電機器人和堆垛機器人完成相對單一的工作以節(jié)省時間。完成電池更換站內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備方案制定換電設(shè)備設(shè)備為全自動化、無人介入、智能化、高精度的機器人；

4、電池箱方案與車體、換電設(shè)備緊密聯(lián)系，設(shè)計方案多次試驗、論證。完成典型電池更換站供配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)方案制定針對電池更換站的供配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)的要求，設(shè)計典型的10kV系統(tǒng)方案、0.4kV系統(tǒng)方案、直流電源方案、APF方案、充電機選型方案及充電機布置方案。,在確立電池更換站的系統(tǒng)組成后，項目組開展了電池更換站標準化建設(shè)方案的設(shè)計,我院的工作,1 換電設(shè)計方案說明,組織自身優(yōu)勢資源，開展CEV2000系列換電設(shè)施運行管理系統(tǒng)產(chǎn)品的研發(fā)

5、，關(guān)鍵產(chǎn)品包括：,我院的工作,CEV2100系列電池箱CEV2200充電系統(tǒng)CEV2300電池更換設(shè)備 CEV2500系列電池架 CEV2600綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)電池更換站演示系統(tǒng)建設(shè),1 換電設(shè)計方案說明,電池更換站的建設(shè)是一個系統(tǒng)工程，設(shè)計中必須要考慮更換站的系統(tǒng)性、兼容性；本設(shè)計目標是設(shè)計可以滿足多輛旅游大巴進行換電服務，并且提供輔助整車充電功能的大型綜合充換電站：,設(shè)計目標,1 換電設(shè)計方案說明,場地布置,1 換電設(shè)計方

6、案說明,,,,,場地布置,1 換電設(shè)計方案說明,電池更換設(shè)備指針對不同類型電動汽車,適應不同標準等級電池箱能力的更換設(shè)備及其配套附件。具有方便、快捷、準確更換電池箱的功能。,本方案中的電池更換設(shè)備由換電機器人、電池堆垛機、電池存放臺組成。站內(nèi)初期可配備一組兩臺快速更換機器人，分列在車輛行駛區(qū)域兩側(cè)軌道上，可同時對車輛進行電池更換服務。,電池更換系統(tǒng),1 換電設(shè)計方案說明,電池更換流程,電池更換系統(tǒng),1 換電設(shè)計方案說明,電池更換流程

7、,電池更換系統(tǒng),1 換電設(shè)計方案說明,半自動換電方案：換電機器人和電池堆垛機可以切換至遙控模式下，可以使用遙控或操作機構(gòu)完成人為控制下的換電過程，保證完成半自動的換電方式。,應急電池更換方案,電池更換系統(tǒng),全手動換電方案：將配置至少2臺手動換電平臺車或RGV小車，1-2臺手動電堆垛叉車，保證在全失電情況下可以完成全手動方式的換電。,1 換電設(shè)計方案說明,安全防護方案：本設(shè)計方案中的換電機器人和電池堆垛機器人的自動化程度高，運行速度

8、快，需要措施來保證設(shè)備和人身的安全：（1）在平面布置中提出電池充電、存放、堆垛區(qū)與換電機器人工作場地分離，獨立成一個相對封閉的空間，保證了充電區(qū)溫控和環(huán)控的可操作性的同時，保障了換電機器人工作區(qū)的相對安全。（2）在主要設(shè)備工作場地四周設(shè)置防護的圍擋和提示標志。（3）換電工作場地的門安裝自動感應裝置，在發(fā)現(xiàn)門在換電設(shè)備工作時候開啟，換電設(shè)備就會啟動保護功能，停止工作，起到防誤保護功能，,電池更換系統(tǒng),1 換電設(shè)計方案說明,,監(jiān)控系統(tǒng)

9、結(jié)構(gòu)如圖所示,綜合監(jiān)控系統(tǒng),1 換電設(shè)計方案說明,2 CEV2000換電設(shè)備運行管理系統(tǒng),2.1 CEV2100系列電池箱,由若干單體電池、箱體、電池管理系統(tǒng)及相關(guān)安裝結(jié)構(gòu)件（設(shè)備）等組成的成組電池。具備符合標準的電池箱結(jié)構(gòu)、電池箱監(jiān)控設(shè)備 、電池箱接插件、電池箱環(huán)控設(shè)備。通用化、系列化、標準化,結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、使用安全。實現(xiàn)了防火、防水、防塵、溫控、防震、動力可靠傳輸、容量可調(diào)、電安全防護要求等性能。設(shè)計了機械鎖

10、止機構(gòu)，增加了予緊力與鎖止狀態(tài)觀察孔，配合機械手可進行快裝快卸。,,電池箱主要性能參數(shù)對比表,2 CEV2000換電設(shè)備運行管理系統(tǒng),2.1 CEV2100系列電池箱,2.1 CEV2100系列電池箱---接插件,2 CEV2000換電設(shè)備運行管理系統(tǒng),自動堆垛設(shè)備外形尺寸：2000mm(L)*4500mm(H)*1800mm(W)工作半徑：1000mm設(shè)備重量：2000kg設(shè)備功率：≤20kW對位精度：±1mm,2

11、.2 CEV2300系列電池更換設(shè)備,2 CEV2000換電設(shè)備運行管理系統(tǒng),自動換電設(shè)備外形尺寸：2000mm(L)*1800mm(H)*1400mm(W)工作半徑：1200mm設(shè)備重量：1600kg設(shè)備功率：≤20kW對位精度：±1mm,2.2 CEV2300系列電池更換設(shè)備,4 CEV2000換電設(shè)備運行管理系統(tǒng),電池更換平均效率換電機器人的凈換電時間：機器人為汽車更換一塊電池的凈時間是44S，即從電池臨時停

12、放臺上將電池取下，換到電動汽車上，并將電動汽車上更換下的電池放回電池架上的整個過程。由于搬運機器人已經(jīng)將充好電的電池放置到裝卸載機器人附近，節(jié)約了一部分時間，在換電機器人進行電池更換操作的同時，電池堆垛機同時在進行電池的卸載存儲工作；一輛裝載10個電池箱的電動汽車可以在6-7分鐘以內(nèi)完成電池更換。,4 CEV2000換電設(shè)備運行管理系統(tǒng),2.2 CEV2300系列電池更換設(shè)備,機器人電源自動切換功能：為換電機器人提供雙路工作電源，換

13、電機器人可以實現(xiàn)自動電源切換功能。,應急電池更換方案,2 CEV2000換電設(shè)備運行管理系統(tǒng),2.2 CEV2300系列電池更換設(shè)備,升降動作：速率0.05米/秒有效工作高度：350-950mm有效負載：300公斤。,體積小巧堅固，采用液壓助力機構(gòu)，靈活易用；具有助力操作解鎖機構(gòu)，使電池箱取出操作簡單易行；,2.2 電池更換系統(tǒng),2 CEV2000換電設(shè)備運行管理系統(tǒng),帶有充電接口的立體支架,可實現(xiàn)對電池箱進行存儲、充電、監(jiān)控等功

14、能。具備符合標準電池箱要求的安裝位置，具有良好的穩(wěn)固性、承重能力、絕緣能力、可擴展性等，滿足大規(guī)模電池箱充電和存儲的需求。,2.3 CEV2500系列充電架,2 CEV2000換電設(shè)備運行管理系統(tǒng),電池更換站綜合監(jiān)控系統(tǒng)是基于統(tǒng)一平臺基礎(chǔ)上，集成充電監(jiān)控、配電監(jiān)控、換電監(jiān)控、安防監(jiān)控、計量計費及生產(chǎn)管理于一體的綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)。它在完成常規(guī)充電監(jiān)控、配電監(jiān)控基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了電池更換的可視化監(jiān)控，完成了環(huán)境監(jiān)控的無縫接入，并開發(fā)了配套的電池

15、更換站生產(chǎn)管理系統(tǒng)。,2.4 CEV2600綜合監(jiān)控系統(tǒng),4 CEV2000換電設(shè)備運行管理系統(tǒng),,2.5 系統(tǒng)特點,2 CEV2000換電設(shè)備運行管理系統(tǒng),2.5 系統(tǒng)特點,4 CEV2000換電設(shè)備運行管理系統(tǒng),可靠：基于設(shè)計方案研制，完全實現(xiàn)方案各項技術(shù)要求及指標性能：堆垛與換電功能分離，每個設(shè)備完成相對單一的功能，速率與精度大幅提高成本：功能減少，體積減小，單個設(shè)備的成本有效降低安全：所有設(shè)備、系統(tǒng)的獨立運行及綜合運行的安