移動充電車的功能與結構設計

方金順 林炘明 張玉巍

移動充電車的功能與結構設計

方金順 林炘明 張玉巍

龍巖暢豐專用汽車有限公司

對以移動電源車為基礎平臺進行快速充電功能配置所構建移動充電車的結構和功能進行初步設計。

移動充電車；設計

雖然電動汽車還處在示范運行階段，但隨著《汽車產業調整和振興規劃》提出的新能源汽車發展目標的推進，今后3年內我國要形成50萬輛純電動、充電式混合動力和普通型混合動力等新能源汽車產能，電動汽車正成為節能環保汽車的主攻方向之一，市場保有量將逐年增長。

現階段電動汽車的活動范圍普遍集中在城區，電動汽車充電站(樁)也主要建在中心城區，隨著用戶普及率的升高、用戶使用電動汽車習慣的養成、電動汽車活動半徑的增大，電動汽車充電站(樁)也會向城區次繁華區域、大型居住小區、高速公路服務區、集中度假旅游區等區域大范圍建設。但是固定式充電站(樁)由于不能移動，將要有一種移動式充電車(站)來滿足電動汽車特定狀況下的充電需求，本文重點討論了移動充電車的功能與結構。

1 移動充電車的功能

1.1 移動功能。就是采用一般通用的載貨車底盤裝置改進后的充電站(樁)，使之實現移動到需要的地域實現充電作業。為保證整車的機動能力，比功率大于10 kW/t，轉彎直徑小于19 m，最高車速大于90 km/h。到達指定區域作業響應時間小于20 min。

1.2快速充電功能。快速充電又稱應急充電，是以較大電流在電動汽車停車的20分鐘至2小時內，為其提供短時充電服務。快速充電具有充電時間短；在短時間內就能使電池儲電量達到50%以上，與加油時間相仿。

1.3市電接入功能。應急移動充電車特征在應急功能上，在大型會展中心、廣場、特殊景區，都有500 KVA以上歐式變壓器或美式變壓器，充電車設計市電接入航空插頭箱，由充電車自帶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，使充電車就轉成一座充電站。接入電纜截面考慮要能滿足三臺車同時充電的800 A左右電流，電纜選型≥300 mm2。在快速充電機控制系統中設計以發電機組、再生蓄電池,市電在沒有發電機組、再生蓄電池電源的情況下導通，保證系統充電安全。由于接入的是直流電，所以充電車必須重復接地，確認靜電釋放有效。

1.4液壓支撐及升降照明燈功能。300 kW發電機組實重（含8 h燃油）3800 kg左右，加上防音車廂、二類底盤、再生蓄電池及快充電機等，總質量約16t。液壓支撐系統在充電車作業時可以不受地面平整度的影響保證車輛水平，充電車如要滿足夜間作業還應配裝升降照明燈，方便夜間服務。

2 移動充電車的結構設計

我司是移動電源車(1)的主要生產企業，將電源車的功能和充電站(樁)的充電柜功能合并設計，形成移動式充電站(樁)的一個新產品。

現有電源車本身裝備有發電機組、輸電線路等裝置（如圖2），用于提供電源的專用車。發電機裝置在靜音箱體內，有進、排風系統，300 kW電源車工作噪聲可控制在68～73 db。發電機為無刷自勵磁，H級絕源，中性點直接接地，設有短路保護，超負載保護，防護性能符合IP22/（NEMAI）標準，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8 h額定功率輸出。輸出電纜選用YCW用拖動耐油橡套電纜。

圖1 移動電源車

圖2 電源車裝備的發電機組

圖3 輸電出線路

應急移動充電車是現有電源車產品的延伸（如圖4），初步設計的充電車選用300 kW電源車作為基礎車型，快充模式，在現有電源車上加裝快速充電機、再生蓄電池和計費控制系統而成，在車輛左側和后部布置3臺充電槍，取消電源車輸出電纜倉（見圖5）。

圖4 應急移動充電車原理圖

圖5 充電示意圖

發電機組一般不允許超負荷運行，額定輸出300 kW帶載安全輸出功率在270 kW，啟動后空載運行至油壓、水溫和油溫都達到規定的情況下，分別按25%，50%，75%，100%標定功率加負載和減負載。

考慮電動汽車快充時間10～20 min即可充車載蓄電池額定容量的50% ，充電功率在90～100 kW左右。如果三臺電動汽車同時充電發電機組剛好滿載運行，但三臺同時充電幾率不高，發電機組負載會以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充電機和再生蓄電池，當3臺電動汽車第1臺充好斷電自控初級充電機開啟給再生蓄電池充電，由于自控初級充電機開啟充電，發電機組負載變化由于可控制20%左右；當一臺電動汽車充電時自控初級充電機開啟充電機組可保持50%的負載，再生蓄電池充滿的情況下可用來充電動汽車。再生蓄電池利于提高發電機組燃油經濟，輔助調節發電機組負載及延長壽命。

3 結論

設計的移動充電車功能可以滿足大型會展中心、廣場、特殊景區臨時充電需求；可以滿足自然災害引起區域性斷電（例如2008年冰災）的應急充電需求；可以滿足高速公路、重要國道應急事件中對因電能耗盡拋錨的電動汽車快速充電需求。電力部門應把移動式充電車(站)列入到固定式充電站網建設規劃項目中。

[1] 清華大學.GB/T18487.3 —2001 電動車輛傳導充電系統電動車輛交流/直流充電機（站）[S].

[2] 徐達,將崇賢.專用汽車結構與設計[M]. 1998.

[3] 中華人民共和國機械工業部.GB 50054-1995. 低壓配電設計規范[S].

[4] 中華人民共和國機械工業部.GB2820-1990. 工頻柴油發電機組通用技術條件[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