【文章內(nèi)容簡介】 展性等，滿足電池箱暫存的需求。堆垛機(jī)器人把充電架上充好電的電池箱搬運(yùn)至?xí)捍婕?，并且把暫存架上待充電的電池箱搬運(yùn)至充電架。換電機(jī)器人把電動汽車上的電池箱搬運(yùn)至?xí)捍婕?，并且把暫存架上充好電的電池箱搬運(yùn)至電動汽車上。暫存架的物理尺寸：為保證暫存架的容量以及操作的便捷性，本方案中暫存架設(shè)計高度為1層，共放置7個電池箱。 暫存架的重量：1000kg。電池箱總成重量：300kg*7+暫存架重量。支撐腳數(shù)量：16個，單個支撐點(diǎn)承重150kg。支撐腳接觸面直徑：60mm。暫存架的示意圖如下所示：為了保證電池更換站運(yùn)行的長期穩(wěn)定、可靠，保障在換點(diǎn)電設(shè)備發(fā)生意外故障停運(yùn)或換電站內(nèi)停電無法運(yùn)行等突發(fā)情況下依然可以進(jìn)行換電服務(wù)，需要設(shè)計應(yīng)急電池更換方案。在本方案設(shè)計中，提出手動應(yīng)急電池更換方案：a為換電機(jī)器人提供雙路工作電源，換電機(jī)器人可以實現(xiàn)自動電源切換功能。b換電機(jī)器人和電池堆垛機(jī)可以切換至遙控模式下，可以使用遙控或操作機(jī)構(gòu)完成人為控制下的換電過程。c將配置4臺手動換電裝置，3臺手動堆垛裝置，2個應(yīng)急暫存架保證在全失電情況下可以完成全手動方式的換電。半自動（手動）電池更換設(shè)備采用機(jī)械助力方式，單人可輕松快捷完成電池箱的更換，該設(shè)備提供了一種低成本的電池箱更換方案，可用于電池配送站、電池更換站等應(yīng)用場合。(1)功能特點(diǎn)：a體積小巧堅固，采用液壓助力機(jī)構(gòu)，靈活易用；b具有助力操作解鎖機(jī)構(gòu)，使電池箱取出操作簡單易行；c設(shè)置可前后移動的操作平臺，便于和電動汽車電池箱對位、存??；d操作平臺設(shè)置鎖定機(jī)構(gòu)，確保搬運(yùn)操作過程中的設(shè)備安全。(2)技術(shù)參數(shù)：a升降動作：；b有效工作高度：350950mm；c有效負(fù)載：300公斤。本設(shè)計方案中的電池堆垛機(jī)器人的自動化程度高，運(yùn)行速度快，需要措施來保證設(shè)備和人身的安全：（1）在主要設(shè)備工作場地四周設(shè)置防護(hù)的圍擋和提示標(biāo)志。（2）換電工作場地的門安裝自動感應(yīng)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(hù)功能，停止工作，起到防誤保護(hù)功能，根據(jù)本站內(nèi)電池箱數(shù)量及更換站間運(yùn)行安排，綜合考慮更換站規(guī)模、人員配置等因素，確定本電池更換站配備1套電池箱檢測與維護(hù)設(shè)備，設(shè)置專門的電池檢測與維護(hù)間，以放置電池檢測與維護(hù)設(shè)備，并進(jìn)行電池的保養(yǎng)、實驗、檢測工作。檢測與維護(hù)設(shè)備能重新標(biāo)定單體電池實際容量，最大誤差不超過177。5％。檢測與維護(hù)設(shè)備能檢測單體電池內(nèi)阻，最大誤差不超過177。5％。檢測與維護(hù)設(shè)備能檢測電池箱和單體電池絕緣性能，最大誤差不超過177。5％。檢測與維護(hù)設(shè)備能對電池箱中的單體電池進(jìn)行單獨(dú)充放電，從而實現(xiàn)對單體電池的維護(hù)操作。5 監(jiān)控系統(tǒng)方案(1)后臺構(gòu)成電池更換站監(jiān)控后臺由1臺服務(wù)器及5臺工作站組成，服務(wù)器與工作站之間通過以太網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。電池更換站監(jiān)控系統(tǒng)作為電池更換站自動化系統(tǒng)的核心，主要包括電池更換站監(jiān)控后臺、充電機(jī)控制系統(tǒng)、配電系統(tǒng)監(jiān)控、電池更換監(jiān)控系統(tǒng)、計量計費(fèi)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)及通訊管理機(jī)等。電池更換站監(jiān)控后臺主要完成采集、處理、存儲來自充電機(jī)及配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，提供圖形化人機(jī)界面及語音報警功能，完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)展現(xiàn)及下發(fā)控制命令，用以監(jiān)控充電機(jī)及配電系統(tǒng)的運(yùn)行；除配電站監(jiān)控SCADA功能外，還提供針對電池更換站系統(tǒng)的諸如智能負(fù)荷調(diào)控等高級應(yīng)用功能，為電池更換站安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供保障手段。充電機(jī)控制系統(tǒng)是充電機(jī)的一部分，是充電機(jī)的控制中心和通信樞紐。負(fù)責(zé)與電池更換站后臺系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)；完成充電機(jī)的充電控制；與BMS通信獲取電池狀態(tài)和運(yùn)行信息；完成充電過程的聯(lián)動控制。配電系統(tǒng)監(jiān)控負(fù)責(zé)針對電池更換站配電系統(tǒng)的監(jiān)控及保護(hù)功能的實現(xiàn)，通過通信管理機(jī)與電池更換站后臺系統(tǒng)實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交換。電池更換監(jiān)控系統(tǒng)相對獨(dú)立，但需要充電機(jī)控制系統(tǒng)的信息支持；同時也要為后臺監(jiān)控系統(tǒng)提供必要的狀態(tài)信息。通信管理機(jī)是電池更換站監(jiān)控系統(tǒng)的通信核心，負(fù)責(zé)配電系統(tǒng)監(jiān)控、電池更換站監(jiān)控后臺、安防系統(tǒng)、電池更換監(jiān)控系統(tǒng)及充電機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換；負(fù)責(zé)向安防系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)報警信號實現(xiàn)視頻監(jiān)控聯(lián)動；負(fù)責(zé)向電池更換站上級監(jiān)控系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)本站相關(guān)信息。(2) 后臺功能a) 數(shù)據(jù)采集功能采集充電機(jī)工作狀態(tài)、溫度、故障信號、功率、電壓、電流等；采集電池組溫度、SOC、端電壓、電流、電池連接狀態(tài)、電池故障信號等；采集電動汽車電池更換站配電系統(tǒng)監(jiān)控上傳的開關(guān)狀態(tài)、保護(hù)信號、電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等。b) 控制調(diào)節(jié)功能向充電機(jī)下發(fā)控制命令，遙控充電機(jī)起停、校時、緊急停機(jī)等；控制配電系統(tǒng)斷路器及開關(guān)的合分。c) 數(shù)據(jù)處理與存儲具備充電機(jī)和配電系統(tǒng)的越限報警、故障統(tǒng)計等數(shù)據(jù)處理功能；系統(tǒng)對站內(nèi)數(shù)據(jù)根據(jù)性質(zhì)、重要性進(jìn)行分類，當(dāng)數(shù)據(jù)量大時，可以根據(jù)預(yù)定策略，選擇或自動屏蔽信息，保證重要信息的實時上送；系統(tǒng)具備對配電系統(tǒng)、充電機(jī)和電池箱遙測、遙信、報警事件等實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的集中存儲和查詢功能。d) 事件記錄具備操作記錄、系統(tǒng)故障記錄、充電運(yùn)行參數(shù)異常記錄、電池組參數(shù)異常記錄等功能；可以對遙信變位、遙測越限、遙控操作、系統(tǒng)核心組件啟停等事件按時間、類型、裝置等分類檢索。e) 人機(jī)操作與圖形編輯系統(tǒng)提供實用靈活、功能強(qiáng)大的畫面編輯工具；用戶可在線編輯、修改任意畫面，如接線圖、曲線圖、棒形圖等；支持光影、多種格式的圖形文件、可定義運(yùn)動軌跡的動畫并提供多層多平面支持；系統(tǒng)可以顯示主接線圖、曲線圖(電壓、負(fù)荷曲線)、遙測棒圖、系統(tǒng)運(yùn)行工況圖(包括充電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、通道狀態(tài))、實時數(shù)據(jù)表格等不同種類的畫面；圖形界面支持多窗口顯示，畫面可進(jìn)行無級縮放、平滑移動，具備導(dǎo)航功能；系統(tǒng)提供專用圖形插件完成充電機(jī)及電池組的監(jiān)控功能；系統(tǒng)提供圖形化操作完成充電機(jī)的各種遙控操作。f) 報警處理提供圖形、文字、語音等報警方式以及相應(yīng)的報警處理功能。g) 通信功能系統(tǒng)采用CAN、RS23RS485或工業(yè)以太網(wǎng)方式與充電機(jī)通信；系統(tǒng)能夠通過以太網(wǎng)、串口、GPRS等通信方式與監(jiān)控中心等上級系統(tǒng)通信。h) 用戶管理和權(quán)限管理系統(tǒng)根據(jù)需要，規(guī)定操作員對各種業(yè)務(wù)活動的使用范圍、操作權(quán)限等。i) 報表管理與打印功能使用數(shù)據(jù)庫和報表系統(tǒng)的接口函數(shù)庫，用戶可以方便地定義各類日報、月報及年報，并具有定時／召喚打印等功能。j) 系統(tǒng)維護(hù)與系統(tǒng)自檢具備方便的數(shù)據(jù)庫、圖形界面、系統(tǒng)參數(shù)等維護(hù)工具；系統(tǒng)核心進(jìn)程的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控和自動重啟等系統(tǒng)自診斷功能。k) 可擴(kuò)展性系統(tǒng)具備較強(qiáng)的擴(kuò)展能力，可以很好地完成不同類型充電機(jī)的接入；系統(tǒng)強(qiáng)大的可伸縮性，可以滿足電動汽車電池更換站規(guī)模不斷擴(kuò)容的要求；支持與計費(fèi)系統(tǒng)接口，可以與營銷系統(tǒng)連接，獲取并為計量計費(fèi)提供實時電價等信息。l) GPS對時系統(tǒng)可以接受GPS同步時鐘對時，也可對站內(nèi)各個充電機(jī)及智能裝置對時，保證系統(tǒng)時間的一致性。m) 充電信息管理存儲并統(tǒng)計分析電池箱充電及運(yùn)行相關(guān)數(shù)據(jù)，包括充電次數(shù)、充電起止時間、充電電量等。記錄分析動力電池組及電池單體每次充電的相關(guān)充電數(shù)據(jù)，包括充電電流電壓變化曲線，電池組溫度，SOC等。n) 車輛及電池箱臺帳管理車輛臺帳信息管理，用于存儲統(tǒng)計車型配置信息、配備電池組型號參數(shù)、更換維護(hù)電池組的記錄等信息。電池箱臺帳信息管理，用于存儲統(tǒng)計電池組的型號參數(shù)、使用時間、維護(hù)記錄等信息。o) 電動汽車電池更換站智能負(fù)荷調(diào)控系統(tǒng)根據(jù)電動汽車電池更換站的最大容量，當(dāng)站內(nèi)用電負(fù)荷超過設(shè)定定值時告警，并可依據(jù)預(yù)定策略閉鎖充電機(jī)，降低充電機(jī)功率，確保電動汽車電池更換站的安全運(yùn)行；（3）系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)a) 系統(tǒng)容量指標(biāo)可監(jiān)控保護(hù)測控裝置數(shù)量：≥100可監(jiān)控充電機(jī)數(shù)量：≥100b) 系統(tǒng)可靠性指標(biāo)模擬量測量綜合誤差：≤1%遙信正確率：≥99%遙控正確率：≥%平均無故障時間（MTBF）：≥8760小時c) 系統(tǒng)實時性指標(biāo)數(shù)據(jù)采樣掃描周期：1秒～10秒系統(tǒng)控制操作響應(yīng)時間（從按執(zhí)行鍵到充（放）電機(jī)執(zhí)行）：10秒畫面調(diào)用時間：3秒畫面實時數(shù)據(jù)刷新時間：5秒～30秒實時數(shù)據(jù)查詢響應(yīng)時間：3秒歷史數(shù)據(jù)查詢響應(yīng)時間：10秒正常情況下CPU負(fù)載：≤30%（1 min平均值）事故情況下CPU負(fù)載：≤70%（1 min平均值）（1）配電系統(tǒng)監(jiān)控功能a) 保護(hù)部分：10kV進(jìn)線需配進(jìn)線保護(hù)裝置，具備三段式過流保護(hù)功能；分段開關(guān)需配分段保護(hù)及分段開關(guān)備自投裝置，具備三段式過流保護(hù)功能和分段開關(guān)備自投功能；10kV電壓并列裝置，具備兩段母線的電壓并列功能；變壓器配變壓器保護(hù)裝置，具備三段式過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、低壓側(cè)零序電流保護(hù)、超溫告警或跳閘、低壓保護(hù)等保護(hù)功能；。b) 測控部分：具備配電系統(tǒng)各間隔的電流電壓等電氣參數(shù)的遙測功能、開關(guān)位置的遙信功能以及重要開關(guān)（10kV開關(guān)、）的遙控功能。(2)配電系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備配置根據(jù)前述配電系統(tǒng)監(jiān)控的要求，配電系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備（含保護(hù)）配置如下：（1） 進(jìn)線保護(hù)測控裝置（CEV1300D2119），裝置主要含以下功能：三段式復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)（低壓、負(fù)序電壓和方向可單獨(dú)投退），過負(fù)荷告警；低頻低壓減載；小接地選線及母線接地告警。1路交流遙測：Uab、Ubc、Ia、Ib、Ic、Ua、Ub、Uc、3U0、F、P、Q、COSф；16路遙信；24路保護(hù)轉(zhuǎn)遙信；1路遙控（遙跳、遙合）；以太網(wǎng)、RS485/CAN網(wǎng)。（2） 10kV分段保護(hù)測控及備自投裝置（CEV1300D2364），裝置主要含以下功能：分段開關(guān)備用自投；I