第四届电动汽车标准法规国际研讨会-杜品圣

TheSafetyandApplicationforEVCBatteryChargingConnectorDr.-IngPinshengDuPhoneixContactNanjingLtd杜品圣，男，德国波鸿大学自动化专业工程博士，中国自动化学会专家咨询委员会常委，自动化博览编委，电气自动化自动化委员会委员，南京仪表和自动化学会副理事长，上海仿真学会常委，天津轻工业职业学院客座教授，同济中德工程学院客座教授，菲尼克斯电气中国公司副总裁，兼任南京市电动车辆充/换电设备工程技术研究中心负责人．二十多年来一直从事研究自动控制技术在工业中的应用及技术管理，参加了大大小小近百个工程控制系统的项目开发和应用,具有一定的工作经验和技术积累。Dr.DuPinsheng,vicepresidentofPhoenixContactChina,obtainedhisPh.DdegreeinAutomationEngineeringfromUniversityofBochumGermany,isamemberofExpertsAdvisoryCommitteeofChinaAutomationAssociation,amemberof“AutomationExpo”Editorialboard,memberofAutomationCommitteeof“ElectricAutomation”,VicePresidentofNanjingInstrumentationandAutomationAssociation,memberofStandingCommitteeofShanghaiAssociationforSystemSimulation,visitingprofessorofTianjinLightIndustryVocationalCollege,visitingprofessorofTongjiSino-GermanyEngineeringschool,andtheprincipalforNanjingElectricVehicleCharging&BatterySwapTechnology&ResearchCenter.Overthepasttwentyyears,hehasbeendedicatedtoautomationcontroltechnologyresearchandapplication,andaccumulatedrichtechnicalandmanagementexperiencefromoverhundredcontrolsystemprojectsdevelopmentandapplication.个人简介个人简介今天模式的道路交通运输（Mobility)是不可持续的！！！道路交通安全城市污染温室气体排放人口集中对化石能源的依赖交通运输的成本挑战全球面临的挑战Development EVC  is MUST  车载充电（可用于家庭内部）电池快速更换52012/11/15‡常规充电normalcharge‡快速充电fastcharge‡车载充电on-boardcharge‡电池更换batteryexchange‡超级电容快充模式SpecializedfastchargingmodeforsupercapacitorMainChargeModeƒAsolutionforvehicleswithƒhighdutycyclesƒpre-determinedroutesƒe.g.buses,lightlorriesinlogisticsƒExcellentopportunityforsmartgridintegrationofelectricvehiclesandchargingstationsBatteryExhangeisoneimportantoperationmodelofEVC/菲尼克斯中国公司/Tangyiman/20121026ƒ可计划性的安排充电时间，减轻集中充电对配网压力；ƒ可控制充电的电流，延长电池适用寿命；ƒ自动化操作，安全可靠；ƒ换电时间短，保证电动汽车运行时间。ƒ对于电池箱可进行分散式电池管理控制ƒ对于连接器有很高的安全,可靠应用的要求电动汽车换电模式特点BatteryExhangeisoneimportantoperationmodelofEVC/菲尼克斯中国公司/Tangyiman/20121026电动公交车的电池箱换电模式的特点和设计要求1.车载电池箱可拆卸；需要一种新型电池箱的连接技术2.这种连接器工作在大电流,高压的状态,存在人身操作安全和运行事故安全3.电池箱的本身比较重,需要一个稳定可靠的连接器的机械结构技术4.满足自动化装卸,在充电站充电在汽车正常行驶中供电的要求；5.电池箱上连接器必须与充电站上连接器兼容,同时连接器在供电时符合汽车行驶工况的要求（大电流，震动，冲击，环境）；6.目前无国际标准和中国国家标准；7.中国是世界上第一个试行电动公交车换电业务的国家。RequirementofBatteryExhangeConnector/菲尼克斯中国公司/Tangyiman/20121026电动公交车电池箱换电连接器EVBC-750V/400A可靠性,安全性,使用性,经济性,通用性,对位的精确性•强弱电分开；抗干扰能力强；防误插•自导向对位系统:双重导向方案,粗对位和精对位•3维对位自校正装置XYZ双向浮动式偏差自校正技术(+-5mm)•运行时，连接器防震补偿功能•采用特殊结构的端子接触电阻低，过载能力强，插拔力小≤200N•高可靠的插拔连接方法机械寿命≥10000次空负载插拔•可靠性实验,导向试验,浮动试验,耐久试验,端子电流及温升负载试验,端子拉拔力试验,跌落试验•防护等级IP20/IP55电源端子大余度负载电流设计，符合UL标准全球首次开发电动汽车电池箱插拔式换电连接器¾专利号（申请号）：申请并获得德国，欧洲，中国等多个国家的专利，其中中国专利号/专利申请号为：9201110153077.99201130216267.19201120192743.39201120180392.69201120180396.4EVBC-750V/400A换电连接器/菲尼克斯中国公司/Tangyiman/20121026申请日：2010-8-30ƒ高强度抗震导向定位销定位孔¾插入时导向¾运行震动中承载350kg电池箱重量部件¾高强度，在行驶震动环境下不变形连接器结构专利发明/实用新型：20100830/菲尼克斯中国公司/Tangyiman/20121026保证连接技术安全可靠的菲尼克斯产品开发三部曲ƒ理论计算研究机械结构设计的有限元理论分析及力学受力分布分析和模拟分析ƒ研发试验研究部件设计的可靠安全性分析ƒ产品实验放行产品在生产过程的整体仿真运行分析/菲尼克斯中国公司/Tangyiman/20121026/菲尼克斯中国公司/Tangyiman/20121026换电连结器的重要的实验及研究•大电流插拔式连接可靠性实验•浮动、自动插入及机械寿命实验•震动冲击实验•连接器设计温升实验•连接器应用温升实验•整体浮动板强度实验•拉拔力实验•环境实验（耐腐蚀，环境温度）•……实验1-大电流插接式连接可靠性实验/菲尼克斯中国公司/Tangyiman/20121026实验2-自动插入实验/菲尼克斯中国公司/Tangyiman/20121026实验3-机械寿命（10000次）/菲尼克斯中国公司/Tangyiman/20121026在循环10000次后触点RContact∆至初始状态[mΩ][mΩ]/%强电电极间接触(φ20mm)DC-0.03-0.007-17.07%PE0.04-0.003-6.38%DC+0.03-0.013-27.66%弱电电极间接触(φ6mm)A+0.1-0.024-20.00%A-0.10.01314.44%弱电电极间接触(φ3mm)CC10.47-0.21-30.88%CC20.5-0.169-25.22%CC30.57-0.038-6.21%S-0.35-0.223-39.05%S+0.46-0.081-14.89%≤0.2mΩ≤2mΩ实验结果：通过实验4-振动冲击实验/菲尼克斯中国公司/Tangyiman/20121026实验5-连接器温升实验/菲尼克斯中国公司/Tangyiman/20121026实验6-浮动板强度试验测试力：2000N持续时间：1分钟速度：10mm/s结论：承受力2000N/菲尼克斯中国公司/Tangyiman/20121026实验7-对插插头与插座的容错设计实验8-环境温度-40℃拉拔力实验/菲尼克斯中国公司/Tangyiman/20121026截止2012.9.30青岛薛家岛换电站运行1.200辆公交车实际运行452天2.电动汽车的驱动功率150KW,其动力由9组电池箱提供，最大的工作电压为750V,工作电流400A。3.累计行驶里程约696万公里。平均每公里耗电约1.1度左右。4.菲尼克斯电气提供的EV-BC750V/400A大电流换电连接器，累计完成插拔次数约100万次，保障了换电公交车安全可靠运行。平均换电时间：8分05秒（含车辆进出站时间）；5.单车单次换电平均行驶里程：127.8公里；6.单车日均行驶里程：236.28公里（9月30日当天）。/菲尼克斯中国公司/Tangyiman/20121026PresentationattheHanoverFair2012ChancelorAngelaMerkelandPrimeministerWenJiabaoSuccessin2012HannoverFair衷心感谢！