方金順 林炘明 張玉巍

移動(dòng)充電車(chē)的功能與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

方金順 林炘明 張玉巍

龍巖暢豐專(zhuān)用汽車(chē)有限公司

對(duì)以移動(dòng)電源車(chē)為基礎(chǔ)平臺(tái)進(jìn)行快速充電功能配置所構(gòu)建移動(dòng)充電車(chē)的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。

移動(dòng)充電車(chē)；設(shè)計(jì)

雖然電動(dòng)汽車(chē)還處在示范運(yùn)行階段，但隨著《汽車(chē)產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》提出的新能源汽車(chē)發(fā)展目標(biāo)的推進(jìn)，今后3年內(nèi)我國(guó)要形成50萬(wàn)輛純電動(dòng)、充電式混合動(dòng)力和普通型混合動(dòng)力等新能源汽車(chē)產(chǎn)能，電動(dòng)汽車(chē)正成為節(jié)能環(huán)保汽車(chē)的主攻方向之一，市場(chǎng)保有量將逐年增長(zhǎng)。

現(xiàn)階段電動(dòng)汽車(chē)的活動(dòng)范圍普遍集中在城區(qū)，電動(dòng)汽車(chē)充電站(樁)也主要建在中心城區(qū)，隨著用戶普及率的升高、用戶使用電動(dòng)汽車(chē)習(xí)慣的養(yǎng)成、電動(dòng)汽車(chē)活動(dòng)半徑的增大，電動(dòng)汽車(chē)充電站(樁)也會(huì)向城區(qū)次繁華區(qū)域、大型居住小區(qū)、高速公路服務(wù)區(qū)、集中度假旅游區(qū)等區(qū)域大范圍建設(shè)。但是固定式充電站(樁)由于不能移動(dòng)，將要有一種移動(dòng)式充電車(chē)(站)來(lái)滿足電動(dòng)汽車(chē)特定狀況下的充電需求，本文重點(diǎn)討論了移動(dòng)充電車(chē)的功能與結(jié)構(gòu)。

1 移動(dòng)充電車(chē)的功能

1.1 移動(dòng)功能。就是采用一般通用的載貨車(chē)底盤(pán)裝置改進(jìn)后的充電站(樁)，使之實(shí)現(xiàn)移動(dòng)到需要的地域?qū)崿F(xiàn)充電作業(yè)。為保證整車(chē)的機(jī)動(dòng)能力，比功率大于10 kW/t，轉(zhuǎn)彎直徑小于19 m，最高車(chē)速大于90 km/h。到達(dá)指定區(qū)域作業(yè)響應(yīng)時(shí)間小于20 min。

1.2快速充電功能?？焖俪潆娪址Q(chēng)應(yīng)急充電，是以較大電流在電動(dòng)汽車(chē)停車(chē)的20分鐘至2小時(shí)內(nèi)，為其提供短時(shí)充電服務(wù)?？焖俪潆娋哂谐潆姇r(shí)間短；在短時(shí)間內(nèi)就能使電池儲(chǔ)電量達(dá)到50%以上，與加油時(shí)間相仿。

1.3市電接入功能。應(yīng)急移動(dòng)充電車(chē)特征在應(yīng)急功能上，在大型會(huì)展中心、廣場(chǎng)、特殊景區(qū)，都有500 KVA以上歐式變壓器或美式變壓器，充電車(chē)設(shè)計(jì)市電接入航空插頭箱，由充電車(chē)自帶50～100 m的接入電纜（一端帶航空插頭）接入市電，只要20分鐘左右，使充電車(chē)就轉(zhuǎn)成一座充電站。接入電纜截面考慮要能滿足三臺(tái)車(chē)同時(shí)充電的800 A左右電流，電纜選型≥300 mm2。在快速充電機(jī)控制系統(tǒng)中設(shè)計(jì)以發(fā)電機(jī)組、再生蓄電池,市電在沒(méi)有發(fā)電機(jī)組、再生蓄電池電源的情況下導(dǎo)通，保證系統(tǒng)充電安全。由于接入的是直流電，所以充電車(chē)必須重復(fù)接地，確認(rèn)靜電釋放有效。

1.4液壓支撐及升降照明燈功能。300 kW發(fā)電機(jī)組實(shí)重（含8 h燃油）3800 kg左右，加上防音車(chē)廂、二類(lèi)底盤(pán)、再生蓄電池及快充電機(jī)等，總質(zhì)量約16t。液壓支撐系統(tǒng)在充電車(chē)作業(yè)時(shí)可以不受地面平整度的影響保證車(chē)輛水平，充電車(chē)如要滿足夜間作業(yè)還應(yīng)配裝升降照明燈，方便夜間服務(wù)。

2 移動(dòng)充電車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

我司是移動(dòng)電源車(chē)(1)的主要生產(chǎn)企業(yè)，將電源車(chē)的功能和充電站(樁)的充電柜功能合并設(shè)計(jì)，形成移動(dòng)式充電站(樁)的一個(gè)新產(chǎn)品。

現(xiàn)有電源車(chē)本身裝備有發(fā)電機(jī)組、輸電線路等裝置（如圖2），用于提供電源的專(zhuān)用車(chē)。發(fā)電機(jī)裝置在靜音箱體內(nèi)，有進(jìn)、排風(fēng)系統(tǒng)，300 kW電源車(chē)工作噪聲可控制在68～73 db。發(fā)電機(jī)為無(wú)刷自勵(lì)磁，H級(jí)絕源，中性點(diǎn)直接接地，設(shè)有短路保護(hù)，超負(fù)載保護(hù)，防護(hù)性能符合IP22/（NEMAI）標(biāo)準(zhǔn)，市電接入，三相四線380 V交流輸出（如圖3），底座式油箱可供連續(xù)8 h額定功率輸出。輸出電纜選用YCW用拖動(dòng)耐油橡套電纜。

圖1 移動(dòng)電源車(chē)

圖2 電源車(chē)裝備的發(fā)電機(jī)組

圖3 輸電出線路

應(yīng)急移動(dòng)充電車(chē)是現(xiàn)有電源車(chē)產(chǎn)品的延伸（如圖4），初步設(shè)計(jì)的充電車(chē)選用300 kW電源車(chē)作為基礎(chǔ)車(chē)型，快充模式，在現(xiàn)有電源車(chē)上加裝快速充電機(jī)、再生蓄電池和計(jì)費(fèi)控制系統(tǒng)而成，在車(chē)輛左側(cè)和后部布置3臺(tái)充電槍?zhuān)∠娫窜?chē)輸出電纜倉(cāng)（見(jiàn)圖5）。

圖4 應(yīng)急移動(dòng)充電車(chē)原理圖

圖5 充電示意圖

發(fā)電機(jī)組一般不允許超負(fù)荷運(yùn)行，額定輸出300 kW帶載安全輸出功率在270 kW，啟動(dòng)后空載運(yùn)行至油壓、水溫和油溫都達(dá)到規(guī)定的情況下，分別按25%，50%，75%，100%標(biāo)定功率加負(fù)載和減負(fù)載。

考慮電動(dòng)汽車(chē)快充時(shí)間10～20 min即可充車(chē)載蓄電池額定容量的50% ，充電功率在90～100 kW左右。如果三臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)同時(shí)充電發(fā)電機(jī)組剛好滿載運(yùn)行，但三臺(tái)同時(shí)充電幾率不高，發(fā)電機(jī)組負(fù)載會(huì)以10～20 min頻率在100%～0%之間不斷的變化。

因此考慮裝置自控初級(jí)充電機(jī)和再生蓄電池，當(dāng)3臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)第1臺(tái)充好斷電自控初級(jí)充電機(jī)開(kāi)啟給再生蓄電池充電，由于自控初級(jí)充電機(jī)開(kāi)啟充電，發(fā)電機(jī)組負(fù)載變化由于可控制20%左右；當(dāng)一臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)自控初級(jí)充電機(jī)開(kāi)啟充電機(jī)組可保持50%的負(fù)載，再生蓄電池充滿的情況下可用來(lái)充電動(dòng)汽車(chē)。再生蓄電池利于提高發(fā)電機(jī)組燃油經(jīng)濟(jì)，輔助調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組負(fù)載及延長(zhǎng)壽命。

3 結(jié)論

設(shè)計(jì)的移動(dòng)充電車(chē)功能可以滿足大型會(huì)展中心、廣場(chǎng)、特殊景區(qū)臨時(shí)充電需求；可以滿足自然災(zāi)害引起區(qū)域性斷電（例如2008年冰災(zāi)）的應(yīng)急充電需求；可以滿足高速公路、重要國(guó)道應(yīng)急事件中對(duì)因電能耗盡拋錨的電動(dòng)汽車(chē)快速充電需求。電力部門(mén)應(yīng)把移動(dòng)式充電車(chē)(站)列入到固定式充電站網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃項(xiàng)目中。

[1] 清華大學(xué).GB/T18487.3 —2001 電動(dòng)車(chē)輛傳導(dǎo)充電系統(tǒng)電動(dòng)車(chē)輛交流/直流充電機(jī)（站）[S].

[2] 徐達(dá),將崇賢.專(zhuān)用汽車(chē)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)[M]. 1998.

[3] 中華人民共和國(guó)機(jī)械工業(yè)部.GB 50054-1995. 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] 中華人民共和國(guó)機(jī)械工業(yè)部.GB2820-1990. 工頻柴油發(fā)電機(jī)組通用技術(shù)條件[S].

On Functional and Structural Design of Mobile Charging Vehicle

Fang Jinshun, Lin Xinming, Zhang Yuwei

(Fujian Longyan Shunfeng Special Vehicle Co., Ltd, Longyan 364028, China)

The functional and structural design of mobile charging vehicle is described, which is based on fast charging system of mobile power source.

mobile charging vehicle; design; function; structure