【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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)捍婕埽⑶野褧捍婕苌洗潆姷碾姵叵浒徇\(yùn)至充電架。換電機(jī)器人把電動(dòng)汽車(chē)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(dòng)汽車(chē)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(jì)高度為1層，共放置7個(gè)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(gè)，單個(gè)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(zhǎng)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(wú)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(jì)應(yīng)急電池更換方案。在本方案設(shè)計(jì)中，提出手動(dòng)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(guò)程。c將配置4臺(tái)手動(dòng)換電裝置，3臺(tái)手動(dòng)堆垛裝置，2個(gè)應(yīng)急暫存架保證在全失電情況下可以完成全手動(dòng)方式的換電。半自動(dòng)（手動(dòng)）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(chǎng)合。(1)功能特點(diǎn)：a體積小巧堅(jiān)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(jiǎn)單易行；c設(shè)置可前后移動(dòng)的操作平臺(tái)，便于和電動(dòng)汽車(chē)電池箱對(duì)位、存??；d操作平臺(tái)設(shè)置鎖定機(jī)構(gòu)，確保搬運(yùn)操作過(guò)程中的設(shè)備安全。(2)技術(shù)參數(shù)：a升降動(dòng)作：；b有效工作高度：350950mm；c有效負(fù)載：300公斤。本設(shè)計(jì)方案中的電池堆垛機(jī)器人的自動(dòng)化程度高，運(yùn)行速度快，需要措施來(lái)保證設(shè)備和人身的安全：（1）在主要設(shè)備工作場(chǎng)地四周設(shè)置防護(hù)的圍擋和提示標(biāo)志。（2）換電工作場(chǎng)地的門(mén)安裝自動(dòng)感應(yīng)裝置，在發(fā)現(xiàn)門(mén)在換電設(shè)備工作時(shí)候開(kāi)啟，換電設(shè)備就會(huì)啟動(dòng)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(cè)與維護(hù)設(shè)備，設(shè)置專(zhuān)門(mén)的電池檢測(cè)與維護(hù)間，以放置電池檢測(cè)與維護(hù)設(shè)備，并進(jìn)行電池的保養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)、檢測(cè)工作。檢測(cè)與維護(hù)設(shè)備能重新標(biāo)定單體電池實(shí)際容量，最大誤差不超過(guò)177。5％。檢測(cè)與維護(hù)設(shè)備能檢測(cè)單體電池內(nèi)阻，最大誤差不超過(guò)177。5％。檢測(cè)與維護(hù)設(shè)備能檢測(cè)電池箱和單體電池絕緣性能，最大誤差不超過(guò)177。5％。檢測(cè)與維護(hù)設(shè)備能對(duì)電池箱中的單體電池進(jìn)行單獨(dú)充放電，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)單體電池的維護(hù)操作。5 監(jiān)控系統(tǒng)方案(1)后臺(tái)構(gòu)成電池更換站監(jiān)控后臺(tái)由1臺(tái)服務(wù)器及5臺(tái)工作站組成，服務(wù)器與工作站之間通過(guò)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(dòng)化系統(tǒng)的核心，主要包括電池更換站監(jiān)控后臺(tái)、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(jì)量計(jì)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(tái)主要完成采集、處理、存儲(chǔ)來(lái)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(yǔ)音報(bào)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(duì)電池更換站系統(tǒng)的諸如智能負(fù)荷調(diào)控等高級(jí)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(tái)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(guò)程的聯(lián)動(dòng)控制。配電系統(tǒng)監(jiān)控負(fù)責(zé)針對(duì)電池更換站配電系統(tǒng)的監(jiān)控及保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)通信管理機(jī)與電池更換站后臺(tái)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交換。電池更換監(jiān)控系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，但需要充電機(jī)控制系統(tǒng)的信息支持；同時(shí)也要為后臺(tái)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(tái)、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(bào)警信號(hào)實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控聯(lián)動(dòng)；負(fù)責(zé)向電池更換站上級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)本站相關(guān)信息。(2) 后臺(tái)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(hào)、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(hào)等；采集電動(dòng)汽車(chē)電池更換站配電系統(tǒng)監(jiān)控上傳的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、保護(hù)信號(hào)、電壓、電流、有功功率、無(wú)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(shí)、緊急停機(jī)等；控制配電系統(tǒng)斷路器及開(kāi)關(guān)的合分。c) 數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)具備充電機(jī)和配電系統(tǒng)的越限報(bào)警、故障統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)處理功能；系統(tǒng)對(duì)站內(nèi)數(shù)據(jù)根據(jù)性質(zhì)、重要性進(jìn)行分類(lèi)，當(dāng)數(shù)據(jù)量大時(shí)，可以根據(jù)預(yù)定策略，選擇或自動(dòng)屏蔽信息，保證重要信息的實(shí)時(shí)上送；系統(tǒng)具備對(duì)配電系統(tǒng)、充電機(jī)和電池箱遙測(cè)、遙信、報(bào)警事件等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)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(duì)遙信變位、遙測(cè)越限、遙控操作、系統(tǒng)核心組件啟停等事件按時(shí)間、類(lèi)型、裝置等分類(lèi)檢索。e) 人機(jī)操作與圖形編輯系統(tǒng)提供實(shí)用靈活、功能強(qiáng)大的畫(huà)面編輯工具；用戶可在線編輯、修改任意畫(huà)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(dòng)軌跡的動(dòng)畫(huà)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(cè)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表格等不同種類(lèi)的畫(huà)面；圖形界面支持多窗口顯示，畫(huà)面可進(jìn)行無(wú)級(jí)縮放、平滑移動(dòng)，具備導(dǎo)航功能；系統(tǒng)提供專(zhuān)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(bào)警處理提供圖形、文字、語(yǔ)音等報(bào)警方式以及相應(yīng)的報(bào)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(guò)以太網(wǎng)、串口、GPRS等通信方式與監(jiān)控中心等上級(jí)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(duì)各種業(yè)務(wù)活動(dòng)的使用范圍、操作權(quán)限等。i) 報(bào)表管理與打印功能使用數(shù)據(jù)庫(kù)和報(bào)表系統(tǒng)的接口函數(shù)庫(kù)，用戶可以方便地定義各類(lèi)日?qǐng)?bào)、月報(bào)及年報(bào)，并具有定時(shí)／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(kù)、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(dòng)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(lèi)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(dòng)汽車(chē)電池更換站規(guī)模不斷擴(kuò)容的要求；支持與計(jì)費(fèi)系統(tǒng)接口，可以與營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)連接，獲取并為計(jì)量計(jì)費(fèi)提供實(shí)時(shí)電價(jià)等信息。l) GPS對(duì)時(shí)系統(tǒng)可以接受GPS同步時(shí)鐘對(duì)時(shí)，也可對(duì)站內(nèi)各個(gè)充電機(jī)及智能裝置對(duì)時(shí)，保證系統(tǒng)時(shí)間的一致性。m) 充電信息管理存儲(chǔ)并統(tǒng)計(jì)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(shí)間、充電電量等。記錄分析動(dòng)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(chē)輛及電池箱臺(tái)帳管理車(chē)輛臺(tái)帳信息管理，用于存儲(chǔ)統(tǒng)計(jì)車(chē)型配置信息、配備電池組型號(hào)參數(shù)、更換維護(hù)電池組的記錄等信息。電池箱臺(tái)帳信息管理，用于存儲(chǔ)統(tǒng)計(jì)電池組的型號(hào)參數(shù)、使用時(shí)間、維護(hù)記錄等信息。o) 電動(dòng)汽車(chē)電池更換站智能負(fù)荷調(diào)控系統(tǒng)根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)電池更換站的最大容量，當(dāng)站內(nèi)用電負(fù)荷超過(guò)設(shè)定定值時(shí)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(dòng)汽車(chē)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(cè)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(cè)量綜合誤差：≤1%遙信正確率：≥99%遙控正確率：≥%平均無(wú)故障時(shí)間（MTBF）：≥8760小時(shí)c) 系統(tǒng)實(shí)時(shí)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(shí)間（從按執(zhí)行鍵到充（放）電機(jī)執(zhí)行）：10秒畫(huà)面調(diào)用時(shí)間：3秒畫(huà)面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)刷新時(shí)間：5秒～30秒實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢響應(yīng)時(shí)間：3秒歷史數(shù)據(jù)查詢響應(yīng)時(shí)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(guò)流保護(hù)功能；分段開(kāi)關(guān)需配分段保護(hù)及分段開(kāi)關(guān)備自投裝置，具備三段式過(guò)流保護(hù)功能和分段開(kāi)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(guò)流保護(hù)、過(guò)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(cè)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(cè)功能、開(kāi)關(guān)位置的遙信功能以及重要開(kāi)關(guān)（10kV開(kāi)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(cè)控裝置（CEV1300D2119），裝置主要含以下功能：三段式復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)（低壓、負(fù)序電壓和方向可單獨(dú)投退），過(guò)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(cè)：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(cè)控及備自投裝置（CEV1300D2364），裝置主要含以下功能：分段開(kāi)關(guān)備用自投；I