移动充电车的功能与结构设计

2010-01-07方金顺林炘明张玉巍

海峡科学 2010年12期

关键词：充电机充电站发电机组

方金顺林炘明张玉巍

移动充电车的功能与结构设计

方金顺林炘明张玉巍

龙岩畅丰专用汽车有限公司

对以移动电源车为基础平台进行快速充电功能配置所构建移动充电车的结构和功能进行初步设计。

移动充电车；设计

虽然电动汽车还处在示范运行阶段，但随着《汽车产业调整和振兴规划》提出的新能源汽车发展目标的推进，今后3年内我国要形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能，电动汽车正成为节能环保汽车的主攻方向之一，市场保有量将逐年增长。

现阶段电动汽车的活动范围普遍集中在城区，电动汽车充电站(桩)也主要建在中心城区，随着用户普及率的升高、用户使用电动汽车习惯的养成、电动汽车活动半径的增大，电动汽车充电站(桩)也会向城区次繁华区域、大型居住小区、高速公路服务区、集中度假旅游区等区域大范围建设。但是固定式充电站(桩)由于不能移动，将要有一种移动式充电车(站)来满足电动汽车特定状况下的充电需求，本文重点讨论了移动充电车的功能与结构。

1 移动充电车的功能

1.1 移动功能。就是采用一般通用的载货车底盘装置改进后的充电站(桩)，使之实现移动到需要的地域实现充电作业。为保证整车的机动能力，比功率大于10 kW/t，转弯直径小于19 m，最高车速大于90 km/h。到达指定区域作业响应时间小于20 min。

1.2快速充电功能。快速充电又称应急充电，是以较大电流在电动汽车停车的20分钟至2小时内，为其提供短时充电服务。快速充电具有充电时间短；在短时间内就能使电池储电量达到50%以上，与加油时间相仿。

1.3市电接入功能。应急移动充电车特征在应急功能上，在大型会展中心、广场、特殊景区，都有500 KVA以上欧式变压器或美式变压器，充电车设计市电接入航空插头箱，由充电车自带50～100 m的接入电缆（一端带航空插头）接入市电，只要20分钟左右，使充电车就转成一座充电站。接入电缆截面考虑要能满足三台车同时充电的800 A左右电流，电缆选型≥300 mm2。在快速充电机控制系统中设计以发电机组、再生蓄电池,市电在没有发电机组、再生蓄电池电源的情况下导通，保证系统充电安全。由于接入的是直流电，所以充电车必须重复接地，确认静电释放有效。

1.4液压支撑及升降照明灯功能。300 kW发电机组实重（含8 h燃油）3800 kg左右，加上防音车厢、二类底盘、再生蓄电池及快充电机等，总质量约16t。液压支撑系统在充电车作业时可以不受地面平整度的影响保证车辆水平，充电车如要满足夜间作业还应配装升降照明灯，方便夜间服务。

2 移动充电车的结构设计

我司是移动电源车(1)的主要生产企业，将电源车的功能和充电站(桩)的充电柜功能合并设计，形成移动式充电站(桩)的一个新产品。

现有电源车本身装备有发电机组、输电线路等装置（如图2），用于提供电源的专用车。发电机装置在静音箱体内，有进、排风系统，300 kW电源车工作噪声可控制在68～73 db。发电机为无刷自励磁，H级绝源，中性点直接接地，设有短路保护，超负载保护，防护性能符合IP22/（NEMAI）标准，市电接入，三相四线380 V交流输出（如图3），底座式油箱可供连续8 h额定功率输出。输出电缆选用YCW用拖动耐油橡套电缆。

图1 移动电源车

图2 电源车装备的发电机组

图3 输电出线路

应急移动充电车是现有电源车产品的延伸（如图4），初步设计的充电车选用300 kW电源车作为基础车型，快充模式，在现有电源车上加装快速充电机、再生蓄电池和计费控制系统而成，在车辆左侧和后部布置3台充电枪，取消电源车输出电缆仓（见图5）。

图4 应急移动充电车原理图

图5 充电示意图

发电机组一般不允许超负荷运行，额定输出300 kW带载安全输出功率在270 kW，启动后空载运行至油压、水温和油温都达到规定的情况下，分别按25%，50%，75%，100%标定功率加负载和减负载。

考虑电动汽车快充时间10～20 min即可充车载蓄电池额定容量的50% ，充电功率在90～100 kW左右。如果三台电动汽车同时充电发电机组刚好满载运行，但三台同时充电几率不高，发电机组负载会以10～20 min频率在100%～0%之间不断的变化。

因此考虑装置自控初级充电机和再生蓄电池，当3台电动汽车第1台充好断电自控初级充电机开启给再生蓄电池充电，由于自控初级充电机开启充电，发电机组负载变化由于可控制20%左右；当一台电动汽车充电时自控初级充电机开启充电机组可保持50%的负载，再生蓄电池充满的情况下可用来充电动汽车。再生蓄电池利于提高发电机组燃油经济，辅助调节发电机组负载及延长寿命。