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基于交流380伏的在线充电站设计思路及实例介绍

发布时间:2018-02-21 来源:未知 作者:admin 浏览次数:




笔者提倡的“纯电动在线充公交车”开辟了纯电动车充电的新途径,有效的弥补了动力电池比能量(energy)低导致的车辆续驶里程不足,满足了公交一天200公里以上运营里程的要求,得到了许多公交用户的高度认可。2014年武汉市公交一次采购了12米的纯电动在线充公交车200台。已经上线路运营的纯电动公交车,其效果非常好,完全达到了公交对运营车辆的要求。
经过一年的时间推进,截止2015年8月“纯电动在线充公交车”已经上线运营的车辆(car)有100台多台,但还有100台,由于供电(充电)设施改造(建设)滞后,没有落地。究起原因,借用无轨电车的现有的供电线网,用来给纯电动公交车充电的思路是对的,效果也是好的。但是原有的供电线路的容量是有限的,车辆增加,要对原有无轨电车的供电线网改造,实际上依然是困难重重。此文对这些困难进行解析,并提出解决思路和实例,供同行参考。

  一、无轨电车整流站建设模式分析(Analyse)
无轨电车整流站其模式(pattern)在中心点建整流站,对一定半径区域的无轨电车运营线路予以直流供电。实际运营线路是按1公里左右长度进行分段供电的。于是供电线路由2个部分,一是馈线(埋在地下),另一部分是触线(加载在天空)。这个中心整流站对外供电是多条馈线,分别对应多段触线。一条馈线接一段触线。上一段触线非接触性对接下一段触线,形成一个区域的供电网络。
这模式的基本特点,整流站的进线是10KVA的高压交流电源,多路直流(600伏)出线(馈线)。进线(10KVA的高压交流电)要得到供电许可,多路直流(600伏)出线(馈线)要得到第三方多个管理部门(规划部门、供电)的同意和批准。
纯电动在线充公交车如果配有车载直流充电机,借助现有无轨电车的供电触线来充电,一是可以节约大量资源和资金;二是纯电动公交车可实现在线充电;三是充电安全、便捷、自助。
无轨电车的供电线路已经存在的前提下,纯电动公交车借助现有无轨电车供电网络来充电(charging)是一个很好思路。但是电车供电网络设计(Design),原来是为无轨电车供电用的,纯电动在线充公交车充电这里是借用。如果是用其技术原理,新建充电设施给纯电动在线充公交车充电,在工程上对其功能进行简化完全不要的,也是可行的。

  二、专用纯电动在线充公交车充电站设计思路
无轨电车整流站设计思路是集中供电的,而专用纯电动在线充公交车充电站部局是是分布式的。这是两者的不同。具体不同还有:
1.分布(cloth)式充电站比集中式供电站规模要小得多。集中式供电站规模一般要为100台以上车辆供电,分布式的充电站可以小到10台车辆以下。
2.分布式充电站比集中式整流站外接电源的电压等级要低许多。分布式充电站的外接电源是交流(communication)380伏,集中式供电站外接电源是10KVA的高压。
3.分布式充电站比集中式整流站的馈线和触线短很多。分布式充电站的馈线在30米以内,其触线厂段可少150米而集中式整流站的馈线和触线,是10公里为计算单位。
4、分布式充电站比集中式整流站成本低。建集中式无轨电车整流站一般在1200万以上,而1个10台车辆纯电动充站大约在30万左右。

  三、小型专用纯电动在线充电(charging)站设计案例
下面以10台12米纯电动公交车为充电对象,对充电站建设进行说明,如1所示。
110台纯电动在线充充电站示意
说明:
  ①设备:1台整流升压器(进线389伏交流)、1台直流充电机(双枪、直流)、30米馈线(400mm2)
150米触线(85mm2)、5根线杆(长8m)、10台车辆(car)(电池总电压576伏、充电电流(Electron flow)65A)。

  ②成本:(1个整流升压器+1台双枪直流充电机)12万元左右,1跟电杆按1.1万元(含馈线+触线+电杆),5根计:5.5万元,施工费用12万,合计:小于30万。

  ③不要专门的建筑,(1个整流升压器+1台双枪直流充电机)设备占地仅有1.1平方米,高不过1.6米,放在车间某一个角落里即可。

  三、专用纯电动在线充公交车充电站优势
1)该充电系统机动灵活,可以安装(ān zhuāng)在纯电电动公交车车线路的终点站,特别适合电动车的试验、调试、充电等用途。
2)该充电系统建设完全由公交由自己掌控,不用对外申报。
3)该充电(charging)系统建设成本低。该充电系统成本在30万以内,其他同规模的地面充电站费用在100万元以上。

  四、纯电动在线充充电站实例介绍
1)电控供电、充电(charging)系统组成
1台AC38-680300ZL型电控整流供电系统、1台DDD68-65040/2型大功率双路双枪充电(charging)机,外形如2所示。



2电控供电、充电(charging)系统
2)技术参数:

  ①ADC38-680300ZL型电控整流、供电柜系统
输入电压:AC380V±7%、输出电压:DC680
  V、输出电流:300
  A、最大功率:200K
  W、绝缘强度:AC2500
  V、控制(control)电压:DC24
  V、效率(efficiency):≥95%。新能源汽车展以“绿色智能驱动未来”为主题。

  ②DDD68-65040/2型地面大功率双路双枪充电机
输入电压:DC680
  V、输出电压:DC650
  V、输出电流:2×40
  A、额定功率:2×25K
  W、绝缘强度:AC2500
  V、控制电压:DC24
  V、控制(control)方式:PW
  M、效率(efficiency):≥95%。新能源公交客车您带来最新最全的新能源客车的车型、图片与报价信息,给您展现新能源客车的新闻,报道相关动态。

  ③电杆、馈线、触线规格:

  ④双重绝缘安全保护等级高:
采用干式变压器过载能力强,长期过载可达1.2倍、短时过载1.5倍。在该系统上装有电子断路器(circuit-breaker),当机器异常电流超过设定值,电子断路器会迅速动作断开主电路起到保护作用。电子检测、保护速度快(检测速度us级)、动作灵敏、保护效果好。
3)功能齐全

  ①有电能检测(检查并测试)计量仪表可对直流电流、电压、电能进行检测计量。新能源汽车展以“绿色智能驱动未来”为主题。

  ②系统工作程序由算机控制、触摸屏显示、设置、方便、灵活、直观。
4)先进性
采用三相全波整流方式。比相控整流效率高、线网没有谐波无污染。滤波单元电容采用高压进口膜电容。滤波效果好体积小。在输入输出端都设计有电子断路器,其检测速度为S级可以迅速保护过流、短路。
地面充电(charging)机系PWM高频控制工作方式。新能源汽车展涵盖了国际新能源汽车展,新能源公交客车,新能源物流车,新能源电池,新能源电机与电控系统,。主功率器件全部采用进口件工作可靠效率高。电磁元件都采用的非晶材料效率高、发热小、结构紧凑。器件模块化便于维修。设计有欠压、过压、过流、短路、温度、防反等多重保护。
5)适用性

  ①占地小。设备占地仅有1.1平方米。

  ②能力大。电流达300A该线网可同时供10台在线充电(charging)动客车充电;地面充电机,可同时以40A的电流给两台电动客车同时充电。
(允许长时间过载1.2倍、短时过载1.5倍。

  ③设备(shèbèi)轻。移动灵活。

  五、发展纯电动公交车目前(Nowadays)的困惑有及解决(solve)办法
1)比能量低导致续驶里程(mileage)短,客车厂主要采取的办法是,车结构的轻量化。目前有一定成果,有的大客车可以减重1.5t,但是对提高持续里程的贡献不明显。
2)选用能快充的电池(Battery)(如钛(Ti)酸锂),可少装电池但是导致续驶里程更短。但是快充电池对充电设施建设加大了更高的要求。不仅占地面积较大,而且安全等级高。要建合规的充电站,总的投资不会小于1200万元以上。实际上往往要用地面双枪来充电,费时、费力。
3)10米以上纯电动公交车借助原有无轨电车的供电线网充电效果较好。但是触线对10米以下的公交车充电不适宜,要适宜更多的,必须对现有供电线网进行改装,但是改装要经过规划、供电等部门的批准,同样是困难重重。如果在城区新建类似的供电线网,在地方政府高层基本上通不过。

  六、基于交流380伏的在线充电站接地气
1)该充电站的建设有公交自己掌控,可以配直流充、交流充、触线充多种接口,可以同时充,可以分开充。新能源公交客车作为我国新能源汽车推广应用的排头兵和“先锋队”,加之其担负大众出行的社会属性,近年来,一直成为业内外关注的焦点。
2)纯电动公交在线充公交车实际上配有2-3个不同充电接口,接纳慢充、快充、触线充,即根据实际事情,有公交自己调节。
3)该充电站是模块化的,可以小到为1台车充电,也可以为10台车辆充电。如果车辆参加了,可以方便有用户提出,一次性、分步的扩大模块都行。

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