第八章電動汽車的基礎(chǔ)設(shè)施解析ppt課件

1、12DW7,主編,第八章電動汽車的基礎(chǔ)設(shè)施,第八章電動汽車的基礎(chǔ)設(shè)施,第一節(jié)電動汽車的充電站第二節(jié)燃料電池汽車的加氫站第三節(jié)電動汽車的應(yīng)用模式,第一節(jié)電動汽車的充電站,一、電動汽車充電站建設(shè)的現(xiàn)狀二、電動汽車充電站的功能三、電動汽車充電站的運行模式四、電動汽車充電機五、充電站的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)六、充電機(站)安全七、充電站實例北京公交電動汽車充電站,一、電動汽車充電站建設(shè)的現(xiàn)狀,1.國外電動汽車充電站建設(shè)的現(xiàn)狀2.國內(nèi)電動汽車充電站建設(shè)的現(xiàn)狀,1.國外電動汽車充電站建設(shè)的現(xiàn)狀,圖8-1美國Evoasis電動汽車充電站示意圖,2.國內(nèi)電動汽車充電站建設(shè)的現(xiàn)狀,圖8-2電動汽車充電站,二、電動汽車充電

2、站的功能,1.充電站配電系統(tǒng)2.充電站充電系統(tǒng)3.充電站電池調(diào)度系統(tǒng)4.充電站監(jiān)控系統(tǒng),二、電動汽車充電站的功能,充電站圖8-3充電站功能簡圖,1.充電站配電系統(tǒng),2.充電站充電系統(tǒng),3.充電站電池調(diào)度系統(tǒng),4.充電站監(jiān)控系統(tǒng),1)系統(tǒng)應(yīng)滿足不同模式充電站對監(jiān)控功能的需求。2)系統(tǒng)應(yīng)具備良好的可伸縮性，可實現(xiàn)根據(jù)不同充電站模式對功能的需求，方便對系統(tǒng)功能模塊進行裁剪。3)系統(tǒng)應(yīng)具備良好的可擴展性，以滿足逐漸變化的充電站監(jiān)控應(yīng)用需求。4)系統(tǒng)應(yīng)具備一定的先進性，應(yīng)采用當前主流的系統(tǒng)平臺和語言進行開發(fā)。5)系統(tǒng)應(yīng)具備良好的可靠性，且核心模塊應(yīng)能夠在分布式應(yīng)用環(huán)境下運行,4.充電站監(jiān)控系統(tǒng),圖8-4

3、充電站監(jiān)控系統(tǒng),1)系統(tǒng)應(yīng)滿足不同模式充電站對監(jiān)控功能的需求,2)系統(tǒng)應(yīng)具備良好的可伸縮性，可實現(xiàn)根據(jù)不同充電站模式對功能的需求，方便對系統(tǒng)功能模塊進行裁剪,3)系統(tǒng)應(yīng)具備良好的可擴展性，以滿足逐漸變化的充電站監(jiān)控應(yīng)用需求,4)系統(tǒng)應(yīng)具備一定的先進性，應(yīng)采用當前主流的系統(tǒng)平臺和語言進行開發(fā),5)系統(tǒng)應(yīng)具備良好的可靠性，且核心模塊應(yīng)能夠在分布式應(yīng)用環(huán)境下運行,三、電動汽車充電站的運行模式,1.電池更換2.電池充電3.電池維護4.電池編組,三、電動汽車充電站的運行模式,圖8-5充電站運作流程圖,1.電池更換,1)更換請求需要更換電池的車輛向調(diào)度室提出電池更換請求，以便安排停車位置，通知電池更換庫準

4、備更換電池并運至更換電池區(qū)，準備卸載設(shè)備。(2)車輛進入更換區(qū)已經(jīng)提出更換請求的車輛進站后，根據(jù)調(diào)度指令將車開到更換電池區(qū)準確位置，準備更換電池。(3)故障診斷更換電池前，仔細翻閱車載監(jiān)控裝置故障記錄，檢查車輛電池在運營過程中是否有故障。(4)更換電池首先斷開整車的高低壓供電，然后才能卸載電池,1.電池更換,5)故障診斷接通整車的高低壓供電，再進行一次故障診斷，確保更換完電池之后整車運行正常后將車駛出更換電池區(qū)，轉(zhuǎn)到步驟7。(6)故障排除仔細閱讀車載監(jiān)控的故障診斷結(jié)果，查找故障原因，進行故障排除。(7)更換后處理對于故障電池箱，將故障電池和故障信息一并送維護車間，無故障的電池箱送充電區(qū)充電,1

5、.電池更換,圖8-6電池更換流程圖,1)更換請求需要更換電池的車輛向調(diào)度室提出電池更換請求，以便安排停車位置，通知電池更換庫準備更換電池并運至更換電池區(qū)，準備卸載設(shè)備,2)車輛進入更換區(qū)已經(jīng)提出更換請求的車輛進站后，根據(jù)調(diào)度指令將車開到更換電池區(qū)準確位置，準備更換電池,3)故障診斷更換電池前，仔細翻閱車載監(jiān)控裝置故障記錄，檢查車輛電池在運營過程中是否有故障,4)更換電池首先斷開整車的高低壓供電，然后才能卸載電池,表8-1更換電池的關(guān)鍵動作和用時分布表(單位：s,5)故障診斷接通整車的高低壓供電，再進行一次故障診斷，確保更換完電池之后整車運行正常后將車駛出更換電池區(qū)，轉(zhuǎn)到步驟7,6)故障排除仔細

6、閱讀車載監(jiān)控的故障診斷結(jié)果，查找故障原因，進行故障排除,7)更換后處理對于故障電池箱，將故障電池和故障信息一并送維護車間，無故障的電池箱送充電區(qū)充電,2.電池充電,1)地面充電系統(tǒng)地面充電系統(tǒng)即電池組快速更換系統(tǒng)，也稱機械充電，通過直接更換電動汽車的電池組來達到為其充電的目的。(2)整車充電系統(tǒng)整車充電系統(tǒng)包括常規(guī)充電和快速充電兩種,1)地面充電系統(tǒng)地面充電系統(tǒng)即電池組快速更換系統(tǒng)，也稱機械充電，通過直接更換電動汽車的電池組來達到為其充電的目的,電動汽車用戶可租用充滿電的動力電池組，更換已經(jīng)耗盡的動力電池組，有利于提高車輛使用效率，也提高了用戶使用的便捷性。 對更換下來的動力電池組可以利用低谷

7、時段進行充電，降低了充電成本，提高了車輛運行經(jīng)濟性，也解決了充電時間乃至蓄存電荷量、電池質(zhì)量、續(xù)駛里程及價格等難題。 可以及時發(fā)現(xiàn)電池組中單電池的問題，對于電池的維護工作將具有積極意義。電池組放電深度的降低也將有利于電池壽命的提高。 車輛電池組設(shè)計標準化和易更換,1)地面充電系統(tǒng)地面充電系統(tǒng)即電池組快速更換系統(tǒng)，也稱機械充電，通過直接更換電動汽車的電池組來達到為其充電的目的,車輛運營中需要及時更換電池來滿足運行，因此充電站中電池充電應(yīng)能與車輛專業(yè)化快速分開。 由于電池組快速更換需要專業(yè)化，因而電池組快速更換模式只適用于專用的充電站,電動汽車用戶可租用充滿電的動力電池組，更換已經(jīng)耗盡的動力電池組

8、，有利于提高車輛使用效率，也提高了用戶使用的便捷性,對更換下來的動力電池組可以利用低谷時段進行充電，降低了充電成本，提高了車輛運行經(jīng)濟性，也解決了充電時間乃至蓄存電荷量、電池質(zhì)量、續(xù)駛里程及價格等難題,可以及時發(fā)現(xiàn)電池組中單電池的問題，對于電池的維護工作將具有積極意義。電池組放電深度的降低也將有利于電池壽命的提高,車輛電池組設(shè)計標準化和易更換,車輛運營中需要及時更換電池來滿足運行，因此充電站中電池充電應(yīng)能與車輛專業(yè)化快速分開,由于電池組快速更換需要專業(yè)化，因而電池組快速更換模式只適用于專用的充電站,圖8-7地面單箱充電結(jié)構(gòu)圖,由于電池組快速更換需要專業(yè)化，因而電池組快速更換模式只適用于專用的充

9、電站,圖8-8地面整組充電結(jié)構(gòu)圖,2)整車充電系統(tǒng)整車充電系統(tǒng)包括常規(guī)充電和快速充電兩種,1)常規(guī)充電,動力電池在放電終止后，應(yīng)立即充電(在特殊情況下也不應(yīng)超過24h)，充電電流相當?shù)?，約為15A，這種充電叫做常規(guī)充電(普通充電)。 盡管充電時間較長，但因為所用功率和電流的額定值不是關(guān)鍵因素，因此充電器和安裝成本比較低。 可充分利用電力低谷時段進行充電，降低充電成本。 可提高充電效率，延長電池的使用壽命。常規(guī)充電模式的主要缺點為充電時間過長，當車輛有緊急運行需求時難以滿足。 設(shè)計電動汽車的續(xù)駛里程盡可能大，需滿足車輛一天運營需要，僅僅利用晚間停運時間充電,2)整車充電系統(tǒng)整車充電系統(tǒng)包括常規(guī)充

10、電和快速充電兩種,由于常規(guī)充電以相當?shù)偷碾娏鳛閯恿﹄姵爻潆?，因此在家里、停車場和公共充電站都可以進行。 常規(guī)充電站一般規(guī)模較大，以便能夠同時為多輛電動汽車進行充電。2)快速充電，常規(guī)充電一般時間較長，給實際使用帶來許多不便。 充電時間短。 充電電池壽命長(可充電2000次以上)。 沒有記憶性，可以大容量充電及放電，在幾分鐘內(nèi)就可充70%80%的電池電量,2)整車充電系統(tǒng)整車充電系統(tǒng)包括常規(guī)充電和快速充電兩種,由于充電在短時間內(nèi)(約為1015min)就能使電池儲電量達到80%90%，與加油時間相仿，因此，建設(shè)相應(yīng)充電站時可不配備大面積停車場。 充電器充電效率較低，且相應(yīng)的工作和安裝成本較高。 由

11、于采用快速充電，充電電流大，這就對充電方法以及充電的安全性提出了更高的要求，同時計量收費設(shè)計也需特別考慮。 電動汽車續(xù)駛里程適中，即在車輛運行的間隙進行快速補充電，來滿足運營需要。 由于相應(yīng)的大電流需求可能會對公用電網(wǎng)產(chǎn)生有害的影響，因而快速充電模式只適用于專業(yè)的充電站,1)常規(guī)充電,動力電池在放電終止后，應(yīng)立即充電(在特殊情況下也不應(yīng)超過24h)，充電電流相當?shù)停s為15A，這種充電叫做常規(guī)充電(普通充電,盡管充電時間較長，但因為所用功率和電流的額定值不是關(guān)鍵因素，因此充電器和安裝成本比較低,可充分利用電力低谷時段進行充電，降低充電成本,可提高充電效率，延長電池的使用壽命。常規(guī)充電模式的主要

12、缺點為充電時間過長，當車輛有緊急運行需求時難以滿足,設(shè)計電動汽車的續(xù)駛里程盡可能大，需滿足車輛一天運營需要，僅僅利用晚間停運時間充電,由于常規(guī)充電以相當?shù)偷碾娏鳛閯恿﹄姵爻潆姡虼嗽诩依?、停車場和公共充電站都可以進行,常規(guī)充電站一般規(guī)模較大，以便能夠同時為多輛電動汽車進行充電,2)快速充電，常規(guī)充電一般時間較長，給實際使用帶來許多不便,充電時間短,充電電池壽命長(可充電2000次以上,沒有記憶性，可以大容量充電及放電，在幾分鐘內(nèi)就可充70%80%的電池電量,由于充電在短時間內(nèi)(約為1015min)就能使電池儲電量達到80%90%，與加油時間相仿，因此，建設(shè)相應(yīng)充電站時可不配備大面積停車場,充電

13、器充電效率較低，且相應(yīng)的工作和安裝成本較高,由于采用快速充電，充電電流大，這就對充電方法以及充電的安全性提出了更高的要求，同時計量收費設(shè)計也需特別考慮,電動汽車續(xù)駛里程適中，即在車輛運行的間隙進行快速補充電，來滿足運營需要,由于相應(yīng)的大電流需求可能會對公用電網(wǎng)產(chǎn)生有害的影響，因而快速充電模式只適用于專業(yè)的充電站,圖8-9整車充電系統(tǒng)與車輛的連接圖,由于相應(yīng)的大電流需求可能會對公用電網(wǎng)產(chǎn)生有害的影響，因而快速充電模式只適用于專業(yè)的充電站,圖8-10整車充電通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖,3.電池維護,圖8-11維護車間的運作流程圖,4.電池編組,1)充電平臺充電機結(jié)束后，就地編組，不足的電池箱從備用電池庫補齊，

14、利用充電平臺診斷電池及其管理系統(tǒng)，確保送往電池更換庫的電池和電池管理系統(tǒng)無故障后，送電池更換庫。(2)電池更換庫備用電池庫的電池具有編組能力的時候(備用電池數(shù)量較多，達到整車數(shù)量)，對電池箱進行編組，診斷無故障后，送電池更換庫,1)充電平臺充電機結(jié)束后，就地編組，不足的電池箱從備用電池庫補齊，利用充電平臺診斷電池及其管理系統(tǒng)，確保送往電池更換庫的電池和電池管理系統(tǒng)無故障后，送電池更換庫,2)電池更換庫備用電池庫的電池具有編組能力的時候(備用電池數(shù)量較多，達到整車數(shù)量)，對電池箱進行編組，診斷無故障后，送電池更換庫,四、電動汽車充電機,1.車載充電機和地面充電機2.傳導式充電機和感應(yīng)式充電機3.

15、普通充電機和多功能充電機4.地面充電機的功能模塊5.充電接口,四、電動汽車充電機,表8-2電動汽車充電機類型,1.車載充電機和地面充電機,圖8-12標準的充電樁系統(tǒng),2.傳導式充電機和感應(yīng)式充電機,圖8-13感應(yīng)式充電機結(jié)構(gòu)圖,2.傳導式充電機和感應(yīng)式充電機,圖8-14移動式感應(yīng)充電,3.普通充電機和多功能充電機,4.地面充電機的功能模塊,圖8-15電動汽車地面充電機的功能模塊組成框圖,5.充電接口,1)交流充電接口考慮民用充電設(shè)施的安全、能源供給端的合理規(guī)劃及乘用車輛的實際能源補給需求等問題，采用額定電流不超過32A的單向交流供電方式。(2)直流充電接口為了實現(xiàn)對商用車輛及乘用車輛的快速能源

16、補給，可利用非車載充電機將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，通過直流充電接口完成充電過程,1)交流充電接口考慮民用充電設(shè)施的安全、能源供給端的合理規(guī)劃及乘用車輛的實際能源補給需求等問題，采用額定電流不超過32A的單向交流供電方式,圖8-16交流充電接口插頭和插座的各個端子布置方式,1)交流充電接口考慮民用充電設(shè)施的安全、能源供給端的合理規(guī)劃及乘用車輛的實際能源補給需求等問題，采用額定電流不超過32A的單向交流供電方式,表8-3交流充電接口端子定義,2)直流充電接口為了實現(xiàn)對商用車輛及乘用車輛的快速能源補給，可利用非車載充電機將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，通過直流充電接口完成充電過程,圖8-17直流充電接口插頭和插座

17、的各個端子布置方式a)插頭端子布置圖b)插頭端子布置圖,2)直流充電接口為了實現(xiàn)對商用車輛及乘用車輛的快速能源補給，可利用非車載充電機將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，通過直流充電接口完成充電過程,表8-4直流充電接口端子定義,五、充電站的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),1.充電站網(wǎng)絡(luò)功能2.通信協(xié)議設(shè)計原則,1.充電站網(wǎng)絡(luò)功能,1)監(jiān)控CAN網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控CAN網(wǎng)絡(luò)實時完成充電機和監(jiān)控站的數(shù)據(jù)交換。(2)車載CAN網(wǎng)絡(luò)車載CAN網(wǎng)絡(luò)平時主要是完成車上各設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，更方便地對車載設(shè)備實施操作和管理,1)監(jiān)控CAN網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控CAN網(wǎng)絡(luò)實時完成充電機和監(jiān)控站的數(shù)據(jù)交換,2)車載CAN網(wǎng)絡(luò)車載CAN網(wǎng)絡(luò)平時主要是完成車上各設(shè)備之

18、間的數(shù)據(jù)交換，更方便地對車載設(shè)備實施操作和管理,2.通信協(xié)議設(shè)計原則,1)物理層遵循的原則(2)數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)遵循的原則數(shù)據(jù)鏈路層的規(guī)定主要參考CAN2.0B和J1939的相關(guān)規(guī)定。(3)應(yīng)用層應(yīng)遵循的規(guī)定應(yīng)用層的規(guī)定主要參考J1939的相關(guān)規(guī)定,1)物理層遵循的原則,1)動力電池管理系統(tǒng)與整車控制器之間的接口采用標準CAN2.0B接口。2)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)支持熱插拔，電源應(yīng)具有反接保護和掉電檢測功能。3)位時間(bittime)，即每一位占用的時間。4)網(wǎng)絡(luò)的接線拓撲應(yīng)該是一個盡量緊湊的線形結(jié)構(gòu)以避免電纜反射。5)屏蔽終端是一點接地。6)通信電纜應(yīng)盡量離開動力線(0.5m以上)、離開低壓控制線(0.1

19、m以上,1)動力電池管理系統(tǒng)與整車控制器之間的接口采用標準CAN2.0B接口,2)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)支持熱插拔，電源應(yīng)具有反接保護和掉電檢測功能,3)位時間(bittime)，即每一位占用的時間,4)網(wǎng)絡(luò)的接線拓撲應(yīng)該是一個盡量緊湊的線形結(jié)構(gòu)以避免電纜反射,5)屏蔽終端是一點接地,6)通信電纜應(yīng)盡量離開動力線(0.5m以上)、離開低壓控制線(0.1m以上,2)數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)遵循的原則數(shù)據(jù)鏈路層的規(guī)定主要參考CAN2.0B和J1939的相關(guān)規(guī)定,1)使用CAN擴展幀的29位標識符并進行了重新定義。2)接入網(wǎng)絡(luò)的每一個節(jié)點都有名稱和地址，名稱用于識別節(jié)點的功能和進行地址仲裁，地址用于節(jié)點的數(shù)據(jù)通信。3)每個節(jié)

20、點應(yīng)至少有一種功能，可能會有多個節(jié)點具有相同的功能，也可能一個節(jié)點具有多個功能。4)節(jié)點的編址規(guī)則：如果J1939已有定義，則盡量使用J1939已定義的地址；具有多個功能的ECU，可以使用多個地址，也可以重新定義新的地址；新定義地址，應(yīng)使用208231這段屬于公路用車的預留地址,2)數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)遵循的原則數(shù)據(jù)鏈路層的規(guī)定主要參考CAN2.0B和J1939的相關(guān)規(guī)定,5)采用廣播和點對點相結(jié)合的方式進行數(shù)據(jù)傳輸，點對點報文主要用于解決相同功能節(jié)點的控制問題，其他情況下盡量使用廣播報文。6)采用數(shù)據(jù)塊編碼和節(jié)點編碼相結(jié)合的方式進行數(shù)據(jù)通信。7)數(shù)據(jù)幀采用CRC校驗。8)總線錯誤嚴重時具有自動關(guān)閉功

21、能,1)使用CAN擴展幀的29位標識符并進行了重新定義,2)接入網(wǎng)絡(luò)的每一個節(jié)點都有名稱和地址，名稱用于識別節(jié)點的功能和進行地址仲裁，地址用于節(jié)點的數(shù)據(jù)通信,3)每個節(jié)點應(yīng)至少有一種功能，可能會有多個節(jié)點具有相同的功能，也可能一個節(jié)點具有多個功能,4)節(jié)點的編址規(guī)則：如果J1939已有定義，則盡量使用J1939已定義的地址；具有多個功能的ECU，可以使用多個地址，也可以重新定義新的地址；新定義地址，應(yīng)使用208231這段屬于公路用車的預留地址,5)采用廣播和點對點相結(jié)合的方式進行數(shù)據(jù)傳輸，點對點報文主要用于解決相同功能節(jié)點的控制問題，其他情況下盡量使用廣播報文,6)采用數(shù)據(jù)塊編碼和節(jié)點編碼相結(jié)

22、合的方式進行數(shù)據(jù)通信,7)數(shù)據(jù)幀采用CRC校驗,8)總線錯誤嚴重時具有自動關(guān)閉功能,3)應(yīng)用層應(yīng)遵循的規(guī)定應(yīng)用層的規(guī)定主要參考J1939的相關(guān)規(guī)定,1)應(yīng)用層定義了協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU的兩種格式PDU1和PDU2。2)采用PGN對數(shù)據(jù)塊(參數(shù)組)進行編號，廣播方式下，ECU根據(jù)PGN來識別數(shù)據(jù)塊的內(nèi)容。3)使用遠程請求報文來獲取主動請求其他節(jié)點的參數(shù)組。4)采用周期發(fā)送和事件驅(qū)動的方式來發(fā)送數(shù)據(jù)。5)定義新的參數(shù)組時，盡量將相同功能的參數(shù)、相同或相近刷新率的參數(shù)和屬于同一個子系統(tǒng)內(nèi)的參數(shù)放在同一個參數(shù)組中；同時，新的參數(shù)組既要充分利用8個字節(jié)的數(shù)據(jù)寬度，盡量將相關(guān)的參數(shù)放在同一個組內(nèi)，又要考慮擴

23、展性，預留一部分字節(jié)或位，以便將來進行修改,3)應(yīng)用層應(yīng)遵循的規(guī)定應(yīng)用層的規(guī)定主要參考J1939的相關(guān)規(guī)定,6)修改J1939已定義的參數(shù)組時，不要對已定義的字節(jié)或位的定義進行修改；新增加的參數(shù)要與參數(shù)組中原有的參數(shù)相關(guān)，不要為了節(jié)省PGN的數(shù)量而將不相關(guān)的參數(shù)加入到已定義的PGN中；對于功能相近的ECU，可以在已定義的PGN中利用未定義部分來增加識別位，判斷出ECU的功能，充分利用原來已定義的參數(shù),1)應(yīng)用層定義了協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU的兩種格式PDU1和PDU2,2)采用PGN對數(shù)據(jù)塊(參數(shù)組)進行編號，廣播方式下，ECU根據(jù)PGN來識別數(shù)據(jù)塊的內(nèi)容,3)使用遠程請求報文來獲取主動請求其他節(jié)點

24、的參數(shù)組,4)采用周期發(fā)送和事件驅(qū)動的方式來發(fā)送數(shù)據(jù),5)定義新的參數(shù)組時，盡量將相同功能的參數(shù)、相同或相近刷新率的參數(shù)和屬于同一個子系統(tǒng)內(nèi)的參數(shù)放在同一個參數(shù)組中；同時，新的參數(shù)組既要充分利用8個字節(jié)的數(shù)據(jù)寬度，盡量將相關(guān)的參數(shù)放在同一個組內(nèi)，又要考慮擴展性，預留一部分字節(jié)或位，以便將來進行修改,6)修改J1939已定義的參數(shù)組時，不要對已定義的字節(jié)或位的定義進行修改；新增加的參數(shù)要與參數(shù)組中原有的參數(shù)相關(guān)，不要為了節(jié)省PGN的數(shù)量而將不相關(guān)的參數(shù)加入到已定義的PGN中；對于功能相近的ECU，可以在已定義的PGN中利用未定義部分來增加識別位，判斷出ECU的功能，充分利用原來已定義的參數(shù),六、

25、充電機(站)安全,1.允許溫度及溫度監(jiān)視2.聯(lián)鎖措施3.防護等級(IP)4.充電機控制安全5.保護措施,1.允許溫度及溫度監(jiān)視,2.聯(lián)鎖措施,3.防護等級(IP,4.充電機控制安全,1)充電機啟動要求充電連接器可靠連接，充電監(jiān)控系統(tǒng)(含網(wǎng)絡(luò)及通信)工作正常，并給出允許充電信號。2)充電過程中要求充電監(jiān)控系統(tǒng)(含網(wǎng)絡(luò)及通信)工作正常，信號顯示正常。3)發(fā)生充電監(jiān)控系統(tǒng)(含網(wǎng)絡(luò)及通信)異常、充電設(shè)備及電路故障、異常溫升時不允許啟動充電，或立即自動關(guān)閉充電機、斷開與交流電網(wǎng)連接，防止電擊、起火或爆炸,1)充電機啟動要求充電連接器可靠連接，充電監(jiān)控系統(tǒng)(含網(wǎng)絡(luò)及通信)工作正常，并給出允許充電信號,2)

26、充電過程中要求充電監(jiān)控系統(tǒng)(含網(wǎng)絡(luò)及通信)工作正常，信號顯示正常,3)發(fā)生充電監(jiān)控系統(tǒng)(含網(wǎng)絡(luò)及通信)異常、充電設(shè)備及電路故障、異常溫升時不允許啟動充電，或立即自動關(guān)閉充電機、斷開與交流電網(wǎng)連接，防止電擊、起火或爆炸,5.保護措施,1)充電機應(yīng)具有輸入欠電壓、輸入過電壓、輸出短路、電池反接、輸出過電壓、溫度過高、電池故障等保護功能。2)充電機應(yīng)具有故障報警功能，能主動向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送故障信息。3)充電站配電系統(tǒng)的保護應(yīng)與所在供電網(wǎng)協(xié)調(diào)一致,1)充電機應(yīng)具有輸入欠電壓、輸入過電壓、輸出短路、電池反接、輸出過電壓、溫度過高、電池故障等保護功能,2)充電機應(yīng)具有故障報警功能，能主動向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送故障信

27、息,3)充電站配電系統(tǒng)的保護應(yīng)與所在供電網(wǎng)協(xié)調(diào)一致,七、充電站實例北京公交電動汽車充電站,1.充電站配電系統(tǒng)2.充電站充電系統(tǒng)3.充電站電池調(diào)度系統(tǒng)4.充電站監(jiān)控系統(tǒng),七、充電站實例北京公交電動汽車充電站,圖8-18充電站平面結(jié)構(gòu)圖,七、充電站實例北京公交電動汽車充電站,圖8-19充電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖,1.充電站配電系統(tǒng),2.充電站充電系統(tǒng),3.充電站電池調(diào)度系統(tǒng),圖8-20電池更換機器人,4.充電站監(jiān)控系統(tǒng),第二節(jié)燃料電池汽車的加氫站,一、燃料電池汽車加氫站的發(fā)展現(xiàn)狀二、燃料電池汽車加氫站的總體結(jié)構(gòu)三、燃料電池加氫站的監(jiān)控系統(tǒng),一、燃料電池汽車加氫站的發(fā)展現(xiàn)狀,圖8-21北京燃料電池汽車加氫站,

28、二、燃料電池汽車加氫站的總體結(jié)構(gòu),1.燃料電池汽車加氫站2.加氫站系統(tǒng)組成及配置,1.燃料電池汽車加氫站,1)加氣區(qū)這個區(qū)域是氫氣加氣站的主要經(jīng)營場所，它由站房、加氣棚和加氣島3部分組成。(2)儲氣瓶組區(qū)這個區(qū)域是加氣站的危險區(qū)域，它包括儲氣瓶組和卸氣場地兩部分。(3)壓縮機區(qū)這個區(qū)域為加氣站氣體增壓區(qū)域，其主要功能為將外來氣體加壓儲存在站內(nèi)儲氣瓶組內(nèi)，以及當儲氣瓶組內(nèi)壓力過低時，將儲氣瓶組內(nèi)氣體加壓后，通過加氣機加注到車輛中。(4)車行道和停車場地加氣站的進、出口分別設(shè)置，車行道的轉(zhuǎn)彎半徑不小于9m，加氣島之間不小于6m,1)加氣區(qū)這個區(qū)域是氫氣加氣站的主要經(jīng)營場所，它由站房、加氣棚和加氣島

29、3部分組成,2)儲氣瓶組區(qū)這個區(qū)域是加氣站的危險區(qū)域，它包括儲氣瓶組和卸氣場地兩部分,3)壓縮機區(qū)這個區(qū)域為加氣站氣體增壓區(qū)域，其主要功能為將外來氣體加壓儲存在站內(nèi)儲氣瓶組內(nèi)，以及當儲氣瓶組內(nèi)壓力過低時，將儲氣瓶組內(nèi)氣體加壓后，通過加氣機加注到車輛中,4)車行道和停車場地加氣站的進、出口分別設(shè)置，車行道的轉(zhuǎn)彎半徑不小于9m，加氣島之間不小于6m,2.加氫站系統(tǒng)組成及配置,1)調(diào)壓(計量)裝置在加氫站氫的來源有兩種：一種是從廠家通過車載輸送過來的(在我國氫氣瓶的壓力一般不超過13MPa)，另一種是在加氫站內(nèi)制氫(站制氫)。(2)干燥系統(tǒng)氫氣干燥系統(tǒng)與CNG加氣站干燥系統(tǒng)的作用相同，即除去水分，使

30、其符合氫燃料用于汽車的規(guī)定及保證氫氣被壓縮之前不損壞壓縮設(shè)備或下游系統(tǒng)。(3)壓縮系統(tǒng)氫氣壓縮系統(tǒng)與CNG壓縮系統(tǒng)一樣，也是整個站的核心,2.加氫站系統(tǒng)組成及配置,4)壓縮氫氣的儲存系統(tǒng)壓縮氫氣的儲存系統(tǒng)一般采用兩種方式：一種是大瓶組容積的氣瓶(有三瓶組、六瓶組、九瓶組)，如每個瓶的容積是500L、1000L、1750L的大型無縫鍛造壓力容器；另一種是小瓶組的氣瓶，如45L、50L、80L的容積，每站有40200個。(5)售氣系統(tǒng)氫氣售氣系統(tǒng)與CNG加氣站售氣系統(tǒng)的原理是一樣的，但是其操作壓力更高，安全性要求很高。(6)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是加氫站的神經(jīng)中樞，指揮著整個加氫站的運作，對于保證加氫站

31、的正常運行非常重要，必須具有全方位的實時監(jiān)控能力,2.加氫站系統(tǒng)組成及配置,圖8-22加氫站工藝流程示意圖,1)調(diào)壓(計量)裝置在加氫站氫的來源有兩種：一種是從廠家通過車載輸送過來的(在我國氫氣瓶的壓力一般不超過13MPa)，另一種是在加氫站內(nèi)制氫(站制氫,2)干燥系統(tǒng)氫氣干燥系統(tǒng)與CNG加氣站干燥系統(tǒng)的作用相同，即除去水分，使其符合氫燃料用于汽車的規(guī)定及保證氫氣被壓縮之前不損壞壓縮設(shè)備或下游系統(tǒng),3)壓縮系統(tǒng)氫氣壓縮系統(tǒng)與CNG壓縮系統(tǒng)一樣，也是整個站的核心,1)分級充氣：這是傳統(tǒng)的壓注方式，為了使車載儲氫瓶的壓力達到33MPa，加氫站儲氫瓶內(nèi)的壓力需要高達4753MPa才能達到快速充氣。2

32、)增壓壓縮：此時加氫站中儲氫罐的壓力可以比較低(如24MPa)，用此氫氣部分增壓后，啟動增壓壓縮機，使車載儲氫瓶達到33MPa,1)分級充氣：這是傳統(tǒng)的壓注方式，為了使車載儲氫瓶的壓力達到33MPa，加氫站儲氫瓶內(nèi)的壓力需要高達4753MPa才能達到快速充氣,2)增壓壓縮：此時加氫站中儲氫罐的壓力可以比較低(如24MPa)，用此氫氣部分增壓后，啟動增壓壓縮機，使車載儲氫瓶達到33MPa,4)壓縮氫氣的儲存系統(tǒng)壓縮氫氣的儲存系統(tǒng)一般采用兩種方式：一種是大瓶組容積的氣瓶(有三瓶組、六瓶組、九瓶組)，如每個瓶的容積是500L、1000L、1750L的大型無縫鍛造壓力容器；另一種是小瓶組的氣瓶，如45

33、L、50L、80L的容積，每站有40200個,5)售氣系統(tǒng)氫氣售氣系統(tǒng)與CNG加氣站售氣系統(tǒng)的原理是一樣的，但是其操作壓力更高，安全性要求很高,圖8-23控制系統(tǒng)組成圖,6)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是加氫站的神經(jīng)中樞，指揮著整個加氫站的運作，對于保證加氫站的正常運行非常重要，必須具有全方位的實時監(jiān)控能力,三、燃料電池加氫站的監(jiān)控系統(tǒng),1.系統(tǒng)整體布局2.系統(tǒng)模塊監(jiān)控系統(tǒng),1.系統(tǒng)整體布局,圖8-24燃料電池加氫站安防監(jiān)控系統(tǒng),2.系統(tǒng)模塊監(jiān)控系統(tǒng),1)視頻監(jiān)控系統(tǒng)加氣站將攝像機的圖像接入本地錄像設(shè)備即嵌入式硬盤錄像機，將模擬圖像進行數(shù)字化壓縮處理后通過專線或ADSL網(wǎng)絡(luò)上傳至網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心。(2)儲存容

34、器液位和壓力監(jiān)測系統(tǒng)儲存容器液位和壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)是氣體燃料加氣站生產(chǎn)及安全管理的主要參數(shù)之一。(3)壓縮機高壓和低壓監(jiān)測系統(tǒng)在壓縮機進、出口安裝高壓和低壓監(jiān)測系統(tǒng)是對壓縮機實施超壓保護，是保證壓縮機安全運行不可缺少的措施。(4)可燃氣體泄漏監(jiān)測報警系統(tǒng)可燃氣體監(jiān)測報警系統(tǒng)由探測器與報警控制器組成,2.系統(tǒng)模塊監(jiān)控系統(tǒng),5)火焰探測報警系統(tǒng)火焰探測器又稱感光式火災(zāi)探測器，它是用于響應(yīng)火災(zāi)的光特性，即擴散火焰燃燒光照強度和火焰閃爍頻率的一種火災(zāi)探測器,1)視頻監(jiān)控系統(tǒng)加氣站將攝像機的圖像接入本地錄像設(shè)備即嵌入式硬盤錄像機，將模擬圖像進行數(shù)字化壓縮處理后通過專線或ADSL網(wǎng)絡(luò)上傳至網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心,2)儲

35、存容器液位和壓力監(jiān)測系統(tǒng)儲存容器液位和壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)是氣體燃料加氣站生產(chǎn)及安全管理的主要參數(shù)之一,3)壓縮機高壓和低壓監(jiān)測系統(tǒng)在壓縮機進、出口安裝高壓和低壓監(jiān)測系統(tǒng)是對壓縮機實施超壓保護，是保證壓縮機安全運行不可缺少的措施,4)可燃氣體泄漏監(jiān)測報警系統(tǒng)可燃氣體監(jiān)測報警系統(tǒng)由探測器與報警控制器組成,5)火焰探測報警系統(tǒng)火焰探測器又稱感光式火災(zāi)探測器，它是用于響應(yīng)火災(zāi)的光特性，即擴散火焰燃燒光照強度和火焰閃爍頻率的一種火災(zāi)探測器,第三節(jié)電動汽車的應(yīng)用模式,一、特定區(qū)域二、固定線路三、面向社會大眾的電動汽車四、電動汽車充電營運系統(tǒng),一、特定區(qū)域,1)政府集中辦公場所或企業(yè)集聚附近區(qū)域。2)大型活動區(qū)域

36、，如奧運會、世博會及亞運會中心區(qū)域。3)特種車輛運行區(qū)域，如電力工程車等。4)對環(huán)境具有特殊要求的區(qū)域，如風景名勝及旅游景點、城市水源保護區(qū)等。5)居民居住區(qū),1)政府集中辦公場所或企業(yè)集聚附近區(qū)域,2)大型活動區(qū)域，如奧運會、世博會及亞運會中心區(qū)域,3)特種車輛運行區(qū)域，如電力工程車等,4)對環(huán)境具有特殊要求的區(qū)域，如風景名勝及旅游景點、城市水源保護區(qū)等,5)居民居住區(qū),二、固定線路,1)公交車輛主要包括市區(qū)公共汽車、通勤車等。(2)城市環(huán)衛(wèi)、郵政車輛如街道清掃車、垃圾清運車、道路清障車、沖洗車、灑水車、郵政車等,1)公交車輛主要包括市區(qū)公共汽車、通勤車等,2)城市環(huán)衛(wèi)、郵政車輛如街道清掃車

37、、垃圾清運車、道路清障車、沖洗車、灑水車、郵政車等,三、面向社會大眾的電動汽車,1)無人值守快速充電站或充電設(shè)施在電動汽車發(fā)展初期，可在公共停車場或停車位等建立無人值守快速充電站或充電設(shè)施。(2)較大規(guī)模的專業(yè)快速充電站隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)化的推進和電池的標準化，可建立較大規(guī)模的專業(yè)快速充電站，它集成快速充電和快速更換電池的功能，滿足用戶的需求,1)無人值守快速充電站或充電設(shè)施在電動汽車發(fā)展初期，可在公共停車場或停車位等建立無人值守快速充電站或充電設(shè)施,2)較大規(guī)模的專業(yè)快速充電站隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)化的推進和電池的標準化，可建立較大規(guī)模的專業(yè)快速充電站，它集成快速充電和快速更換電池的功能，滿足用戶的需求,1)“整車銷售自充電”的商業(yè)模式的構(gòu)架：整車企業(yè)捆綁電池銷售，能源供給服務(wù)企業(yè)建設(shè)城市充電站和充電樁網(wǎng)絡(luò)并負責運營。2)“整車租賃”模式，其構(gòu)架分為3種方式：第一種即整車企業(yè)捆綁電池租賃，能源供給服務(wù)企業(yè)建設(shè)充電站和充電樁網(wǎng)絡(luò)并負責運營；第二種為整車企業(yè)裸車租賃，能