洛阳龙辇居停车设备有限公司 河南 洛阳 471100
目前，全国已有三个城市建成电动汽车充电式机械车库，分别是北京、上海和杭州。北汽新能源充电式机械车库是全国仅有智能充电式升降横移机械车库，这种占地少、效率高的充电式机械车库未来可能出现在城市机场、车站、商业中心和居民小区等需要中心枢纽区。北汽新能源充电式机械车库是在北京市科学技术委员会指导支持下，由北京新能源汽车股份有限公司与洛阳龙辇居停车设备有限公司共同研发建设，突破了多项技术难点，拥有10余项技术专利。本文就充电式升降横移机械车库的技术要点做分析，供大家共同参考研究。
结合市科委的课题任务书，研发充电式机械车库。该产品是将现有已经成熟的电动汽车充电设施和机械车库相结合，衍生出一种能够解决城市停车难，充电难的环保设备。
根据课题任务书，研发出一套三层升降横移式充电式机械车库。目前，三层升降横移车库技术已成熟，无需进行研发。根据课题任务书的要求，要求在每个载车板上加装充电终端，此要求在机械车库行业和电动汽车充电设施行业，没有相关的技术和成果。所以，研发充电式机械车库，首先要研发解决关键问题是在每个载车板上加装充电终端，载车板上加装充电终端，意味着敷设充电电缆到每个载车板上。
以三层充电式升降横移机械车库为例，其的运行结构原理：一层载车板只做横移动作，二层载车板即做横移动作，又做升降动作，三层载车板只做升降动作。课题任务书要求，每个载车板上需加装充电终端。按此要求，每个载车板都需要敷设充电线到载车板上。但是载车板既有横移动作，也有升降动作，如果敷设的电缆过长或者过短，都会影响到机械车库正常运行，因此，敷设到每个载车板的充电线需随着载车板的升降横移同时升降横移，是研发三层升降横移充电式机械车库的关键点。
此关键点结构设计应用滑轮组合来实现充电线的缠绕，让充电线能够随着载车板下降时舒展，上升时收缩，该结构命名为充电线缆伸缩缠绕结构。可将该结构布置在纵梁上，充电电缆可随着车库需要的动力线和控制线的线槽敷设到纵梁上，充电电缆随着该机构再次敷设到载车板上。具体方案如下步骤：
第一步：载车板初始状态时，充电电缆敷设到纵梁上，充电电缆A端固定在纵梁上，先从绕绳轮A上绕过，再从绕绳轮A绕道绕绳轮B上，从绕绳轮B再到载车板上，弹簧一端固定在绕绳轮A上，一端固定在纵梁远处的支架上（如下图）。
第二步：当载车板下降时，载车板本身重量拉着充电电缆线向下下降，绕绳轮A向绕绳轮B的方向移动，可实现充电线的舒展，当车板上升时，绕绳轮A会受到弹簧的拉力，绕绳轮A会向后移动，将电缆线收起来（如下图）。
采用滑轮组结构，能有效的解决充电电缆的伸缩，同时能够满足充电线随着载车板的升降横移一起动作。该结构已能够完全解决每个载车板都能够敷设有充电线的难题。
那么，充电终端安装在载车板上难题解决了，接下来就是选用充电设施的问题，经过前期综合调查，充电设施采用集成低压箱变群控设施，该设施是将充电模块集成安装在一个箱变内，通过电缆与载车板上的充电终端连接。
该集成低压箱变群控设施的优势在于：
实现电路系统、管控系统的高度集成，通过统一调度、统一管理，实现削峰填谷，降低对电网的冲击。
充电系统模块化设计，抽屉式交、直流充电模块可根据需要灵活配置。维护便捷、扩容方便、一次性投资少。
拔下充电枪，即刻断电，插上充电枪并认证通过后才可通电，防护等级IP54，彻底杜绝安全隐患。
采用无桩充电设计，解决充电操作的问题
无桩充电设计是将与电动汽车充电相关的一次供电输出电路和二次弱电控制回路、显示回路、计量回路、集成化智能管理调度系统等，从充电桩中移出，重新集成到一种多功能充电箱内，外部仅留有与电动汽车相连接的充电电缆及其充电终端。通过手机进行充电控制操作，成功解决传统充电桩方式在高层立体车位上无法实现充电控制操作的难题。
采用充电箱变设计，解决电网接入的问题
将10kV高压接入、变压器、交直流充电单位进行集成，一次性将箱变接入10kV电网，一台箱变只需进行一次手续审批流程，输出低压220V为充电终端供电，终端不再单独接入电网。通过充电控制模块实现对每条充电支路的控制，避免了单个充电桩一桩一接入及手续繁杂的问题。
采用无电预连接插头，解决充电安全的问题
这种充电电缆接口在车载的充电插头与充电插座不耦合时，充电插头及与之配套的充电电缆的强电输出电缆、弱电控制电缆等均是无电的，只有充电插头与充电插座完全耦合时，充电控制装置收到连接信号，才输出控制信号，开始电动汽车充电过程。充电插头设计有防护罩，作为防水设计。该设计避免了装置遭到破坏或使用不当会造成设备和人身触电伤害的用电安全隐患。
本技术可突破电动汽车的重要基础支撑系统----充电基础设施、电网接入的技术难题。该充电系统设计为交流慢充为主的充电方式，尤其适合于企事业单位用车、私人乘用车、电动出租车等未来主要客户群的充电需求。规模推广将有利于改变目前电动汽车充电设施面向客户群单一、利用率低等问题，将极大促进电动汽车的市场化。同时通过电动汽车充电设施的运行和经营，能够积累一定的经营队伍、经营经验、运行数据等价值信息，为全面领先电动汽车市场及进入新阶段充电设施建设提供帮助。
论文作者:梁晨、宋桂兰、冷锟、任继乐
论文发表刊物:《科技中国》2016年8期
论文发表时间:2016/10/19
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