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   作者：菲尼克斯（中國）投資有限公司 李 平

   中國新能源汽車的崛起是基于什么樣的挑戰(zhàn)下發(fā)展起來的？

   一是隨著全球化石能源枯竭，減少對化石能源的依賴，或者說擺脫對石油的過度依賴；二是國家對于溫室氣體排放的挑戰(zhàn)，提出了很多要求，即節(jié)能減排已大勢所趨；正是這二點，促進了新能源汽車發(fā)展最根本的契機。

   一．概述

   電動汽車充電、換電設(shè)施主要包括交流充電樁和充電站。

   交流充電樁的系統(tǒng)簡單，占地面積小，安裝于電動汽車充電站、公共停車場、住宅小區(qū)停車場等場所，為具備車載充電機的電動汽車提供交流電能，是小型電動汽車重要的充電設(shè)施。

   充電站的系統(tǒng)比較復雜，一個完整的充電站涵蓋配電設(shè)備、充電設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、計量計費及其它配套設(shè)施，充電站的建設(shè)不但要滿足各種電動車輛的充電需求，還要滿足不同的運營需求，系統(tǒng)需要將其各部分統(tǒng)一設(shè)計，并要系統(tǒng)考慮 其綜合控制與管理。

   充電站的建設(shè)還必須很好地規(guī)劃充電設(shè)施的布點，協(xié)調(diào)充電設(shè)施與電網(wǎng)的關(guān)系，實現(xiàn)充電站與電網(wǎng)能量的有效互動和統(tǒng)一管理，達到國家電網(wǎng)“把充電設(shè)施建設(shè)成為堅強智能電網(wǎng)的重要組成部分”這一戰(zhàn)略目的。

   由許繼集團設(shè)計、研發(fā)的EVC-8000充電站綜合控制與管理系統(tǒng)，為電動汽車的充電、換電站建設(shè)提供了完整的系統(tǒng)解決方案。

   目前，運行在薛家島的電動汽車智能充、換儲放一體化示范電站位于青島市連接青島城區(qū)與黃島區(qū)的膠州灣海底隧道黃島側(cè)出口處，該示范工程按照國家電網(wǎng)“換電為主、插充為輔，集中充電、統(tǒng)一配送”要求及變電站與集中充電站一體化模式而建。在國內(nèi)外首次建成集公交車充換電、乘用車電池集中充電、儲能應用于一體的電動汽車充換電站，在電動汽車充換電設(shè)施建設(shè)中具有里程碑意義。

   二．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

   從與電網(wǎng)能量的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，實現(xiàn)充電站相關(guān)設(shè)備高效、安全運行出發(fā)，系統(tǒng)提出了“三級結(jié)構(gòu)”的充電站系統(tǒng)解決方案：

   第一級：“充、放電機智能控制單元”，主要針對充、放電機所涉及的功率模塊（PM）、電能儀表（SM）、電池管理系統(tǒng)（BMS）、用戶終端（UT）”等相關(guān)環(huán)節(jié)進行數(shù)據(jù)采集與相關(guān)智能控制。

   第二級：“站級綜合控制與管理系統(tǒng)”，將整個充、放電站相關(guān)的配電、充放電、計量計費、安防等相關(guān)環(huán)節(jié)有機融合為一個整體的自動化系統(tǒng)，在實現(xiàn)基本SCADA功能的基礎(chǔ)上，按照充、放電站的實際運行特點，完成包括設(shè)備綜合監(jiān)測、智能負荷調(diào)控，以及和電網(wǎng)的有效互動等控制與管理功能。

   第三級：“區(qū)域充、放電站管理系統(tǒng)”，從電網(wǎng)整體運行的角度，對區(qū)域內(nèi)多個充、放電站的運行進行統(tǒng)一管理和調(diào)節(jié)，并將為數(shù)眾多的電動汽車動力電池作為可以計劃使用和有效控制的電網(wǎng)儲能設(shè)備，通過與電網(wǎng)有效互動的V2G技術(shù)，在一定程度上實現(xiàn)電網(wǎng)的削峰填谷，從而提高電能利用率。

   位于薛家島公交樞紐站內(nèi)的公交車充、換電站占地面積5814.2平米，由三條車道、六個換電工位（機器人自動換電）及輔助辦公樓組成。輔助辦公樓內(nèi)設(shè)集中控制室，對充電、換電、車輛運行狀況、集中充電站以及配送站進行集中監(jiān)控和管理。可同時為6輛公交車換電，每天可滿足360車次的電動公交車換電需求。
  
                
                       圖1.薛家島電動汽車智能充換儲放一體化示范電站

   項目于2011年7月1日成功投入運營，主要為途經(jīng)膠州灣海底隧道公交線路，和黃島區(qū)部分公交線路約120輛電動公交車提供充、換電服務(wù)。 
  
     
                     圖2. 電動汽車智能充、換電站 -- 換電機器人及充電架

   三．電動汽車 EV BUS 
  
          
                      圖3.運行于薛家島公交樞紐站的電動汽車

   運行于薛家島公交樞紐站的電動汽車，由上海申沃公司提供，汽車的驅(qū)動功率150KW,其動力由9組電池箱提供，最大的工作電壓為750V, 工作電流400A。每組電池箱的容量為264 A.H.至 300A.H.不等，電動汽車每換一次電僅需6至8分鐘，換電后可以運行130KM左右。至今已有40輛EV BUS正式投入運行，累計行駛里程約180萬公里。耗電200多萬度（包括公共辦公用電等，2012.03.22 統(tǒng)計），平均每公里耗電1.1度左右。其中，由菲尼克斯電氣中國公司提供的EV-BC 750V/400A大電流連接器，累計完成插拔次數(shù)約80萬次，沒有發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，為中國電動汽車充、換電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

   四．換電連接器（裝置)

   菲尼克斯電氣中國公司積極響應中國的產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，靠技術(shù)創(chuàng)新追蹤新能源汽車發(fā)展領(lǐng)域技術(shù)前沿。菲尼克斯電氣在“薛家島的電動汽車智能充換儲放一體化示范電站”工程的電動汽車充、換電站系統(tǒng)解決方案中，提供了工程的核心部件之一：EV-BC 750V/400A大電流換電連接器，該連接器完全由菲尼克斯電氣自主研發(fā)，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)申請了專利。其主要的技術(shù)創(chuàng)新特點如下：

   - 適用于額定電壓750V DC，額定電流400A 的大功率使用場合；

   - 浮動機構(gòu)的研發(fā)、設(shè)計，滿足了系統(tǒng)實際運行的要求，保證換電（插、拔）過程中電池箱的定位可靠、準確；

   - 電源接口和數(shù)據(jù)接口的模塊化組合研發(fā)、設(shè)計，滿足國際標準對于插、拔順序的安全要求；

   - 防護等級符合國際標準 IP 55；

   - 插拔壽命>10000 次仍能達到設(shè)計時的使用要求；

   - 滿足-40℃～+80℃ 寬溫度范圍的操作要求；

   - 主要技術(shù)指標測試：嚴格按照IEC 60947等國際系列的標準要求，完成了測試，關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的測試結(jié)果均達到并超過了國際標準所規(guī)定的要求；

   - 從2011年7月1號投運以來，經(jīng)過薛家島公交樞紐站實際運行的結(jié)果證明：菲尼克斯電氣自主研發(fā)的EV-BC 750V/400A大電流連接器，質(zhì)量可靠，為電動汽車充、換電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)；

   - 根據(jù)薛家島公交樞紐站實際運行的經(jīng)驗：目前，中、德雙方技術(shù)專家正在啟動 《電動汽車傳導充、換電用連接裝置-第4部分：直流換電接口》國際IEC標準的制定工作，以引導全球，特別是引導中國電動汽車產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。

                    
                    圖4.菲尼克斯電氣自主研發(fā)的大功率連接器 EV-BC 750V/400A

   薛家島的電動汽車智能充換儲放一體化示范電站項目是中國乃至全球首個大規(guī)模應用充、換電連接器的項目，具有里程碑意義，為菲尼克斯電氣進軍全球電動汽車充、換電領(lǐng)域積累了寶貴的技術(shù)研發(fā)以及現(xiàn)場的運行經(jīng)驗。