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太原西门子一级代理商
产品时间:2020-11-23
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西门子代理商 太原西门子一级代理商 太原西门子一级代理商

工业企业和电力生产企业正在密切合作,努力将电动交通愿景变成现实。除汽车工程之外,合作的焦点是实现汽车、电网以及用于储蓄和双向输送利用可再生能源生产的电力技术之间的协调。

当西风吹起,北海汹涌的波涛开始拍打日德兰半岛岸边的沙丘,丹麦海岸上数以千计的风车开始转动起来。如今,丹麦20%的电力来自风力发电,堪称风电领域的全球翘楚。到2025年,这个数字将增至50%。然而,当风力过大,风电机组生产的电力超出丹麦电网的承受能力时,如此高比例的可再生能源发电带来的好处,却被蒙上了一层阴影。如今,丹麦的电力公司必须将这部分多余的电力输送至邻国,并且要为此支付一定的费用。

因此,无怪乎丹麦成为开发用于储存过量电力的蓄电技术的先驱,而研究人员的目光则主要集中在电动汽车所使用的电池上。他们目前的计划是,在十年之内,让全国十分之一的汽车采用风电驱动。尽管,考虑到如今的欧洲街头几乎看不到任何电动汽车,这个目标听上去有点离谱,但是,丹麦正在通过开展一系列计划,快速迈向电动交通。其中,西门子作为两个领域——将电动汽车连接至电网和汽车工程——的开发合作伙伴,对此提供了鼎力支持。

通往气候峰会之路。例如,与专门打造定制汽车的德国企业Ruf公司一道,西门子将在2009年12月在丹麦哥本哈根召开的气候峰会上,展示三款电力驱动运动型多功能汽车(SUV)。这三款汽车均采用了保时捷卡宴底盘,装配一套集成式充电系统,可以在任何230~380伏电源插座上进行充电。一种用于这个目的的插头已经实现标准化。充电时间主要取决于电源插座的输出功率。开发人员预计,初始充电量约为10千瓦(kW),在中期阶段,充电量最高可达43千瓦,也就是说充电时间为20分钟到两个小时。这些电动汽车通过位于油箱门下方的电力接头进行充电。

2009年春季,在瑞士举办的日内瓦车展上,Ruf公司和西门子联袂展出了由保时捷997 Targa车型改装而成的电动汽车eRuf Greenster。这辆电动汽车的功率为270千瓦,最高时速达250公里,具有很高的扭矩和杰出的启动加速能力。与需要过一段时间才能达到其最高动力的燃烧引擎不同的是,电动电机可以立即释放其全部威力。

西门子与Ruf联袂打造的Greenster车型,不仅展示了电动汽车的独特魅力。当用作连接至电网的蓄电装置时,Greenster还能利用其电池赚钱。

Greenster是一辆具有先锋意义的电动汽车,淋漓尽致地诠释了电动交通的独特魅力。然而,由于这款车型的开发时间只有短短三个月,因此,其各个组件并非全新设计,而是利用了市场上现有的标准组件。西门子中央研究院(CT)电动交通团队负责人Gernot Spiegelberg博士说:“已经计划研发的新一代Greenster II车型,将采用*搭配的组件。”这些组件包括,快速充电装置以及专门针对电池管理、电机控制和充电电子系统等而精心设计的组件。Greenster II车型将于2010年底设计完成。

标准化充电。在气候峰会期间,这三款SUV将采用风力发电提供的电力,在会议中心与机场之间,提供通勤服务。每辆SUV可以运送4名乘客及行李。这里所提出的概念包含了西门子提供的、用于与电动汽车的电子系统进行通信的“电力泵”。这是实现电动交通所要解决的关键挑战之一。不仅仅是丹麦,全球各地都面临着这个问题。说到底,开车的人希望可以在任何地方为其电动汽车充电,不论是在车库、超市,还是在公司停车场。通过类似于收取手机话费的方式,充电服务提供者可以对使用的电力按量收费。然而,这样的系统要求可靠地识别车辆,并在车载电子系统与充电泵之间进行数据交换。通过与电力供应商RWE联合开展的一个项目,西门子即将在德国安装40座充电站,其中20座充电站计划建在柏林。此外,在西门子的协助下,目前RWE正在德国举行Greenster巡展。2009年9月在法兰克福举办的IAA国际车展期间,Greenster同样引起了轰动。

Gernot Spiegelberg教授(右图)。西门子与Ruf联袂打造的Greenster车型,不仅展示了电动汽车的独特魅力。当用作连接至电网的蓄电装置时,Greenster还能利用其电池赚钱。

西门子不断加大汽车工程和用于将电动汽车连接至电网系统的研发力度,目的是全面推动电动交通的发展。其成果包括Greenster和SUV,以及负责充电过程和电动汽车与电网之间通信的系统。Spiegelberg将这两个领域称为“车内”和“车外”。他说:“我们组建了一支涉及电动交通方方面面的团队。”除西门子中央研究院的研究人员之外,这支团队的成员还包括来自西门子能源和西门子工业的专家。这些专家的加盟是因为,未来的电动交通涉及的不仅仅是车辆本身。当电动汽车大规模面市后,电网必须相应升级。例如,有必要在诸如市中心停车库和体育场等公共场所,安装可以满足电动汽车的全部充电要求的系统。每50辆电动汽车就需要一台配备了开关设备的配电变压器。这就意味着,必须通过中压开关,连接数十台这样的变压器。在一个地方停放数以千计的电动汽车需要大型设施,并且这些设施必须安装在地下室或单独的建筑物中。要知道,如果一万辆电动汽车同时充电,每辆车需要20千瓦电力,那么电网总共要提供200兆瓦的电能,这相当于一座中型发电厂的产电量。

车载电池。目前,“车内”和“车外”领域的电力专家,正在参与丹麦的EDISON项目。EDISON是“利用可持续发展能源的分布式和一体化市场以及开放式电网上的电动汽车(Electric vehicles in a Distributed and Integrated market using Sustainable energy and Open Network)”的英文首字母缩写。EDISON是全球,同时也是涵盖较为广泛的同类项目,允许利用风力发电提供的波动的电力,为大量电动汽车充电。该项目计划在两年内,开发出面向电动汽车和电网的相关技术,并将其投入使用。

该项目计划于2011年,在位于波罗的海的丹麦岛屿Bornholm上,开展实地测试。届时将通过公共电网,利用风力发电提供的电力,为测试车辆充电。当用电量增加时,停放的车辆可以将电力馈回电网。丹麦人希望,依托数千辆电动汽车抵消风力发电的波动。电动汽车及其电池可以提供额外的蓄电容量,不需要使用单独的蓄电装置来弥补电量的波动,因此,EDISON将专注于实现从电网为电动汽车充电,以及从电动汽车向电网输送电力的双向电力传输。结果将是惊人的。例如,如果有20万辆额定功率为40千瓦的电动汽车连接至电网,那么,这些电动汽车可以在很短的时间内提供高达80亿瓦的电能,超过了德国全国的用电总量。也就是说,它们可以很好地缓解用电高峰时段的电网压力。

除西门子之外,EDISON的合作伙伴包括,丹麦科技大学(DTU)及其RisØ-DTU研究中心、丹麦的Dong Energy和Østkraft电力公司、Eurisco研发中心以及IBM。在EDISON项目中,不同的工作组负责开发实现电动交通所需的各种技术。其中,西门子主要负责快速充电和电池更换系统。西门子能源的EDISON项目负责人Sven Holthusen表示,“西门子的业务组合已经包含了许多相关组件,现在我们正在对这些组件进行相应的调整和改造。”

被污染的电网?Holthusen的任务之一,是研究当每天有数百万辆电动汽车不断地进入后离开电网时,会对电网造成什么样的影响。因此,他在配备专用电网的RisØ研究中心开展自己的研究。他解释说,“这能让我们在小范围内监视这种情况的影响。”

在这种情况下,如果当电池连接至50赫兹电网时发生了谐波,那么事情会变得尤为棘手,因为谐波会产生共振并扰乱电网频率。如果形成了较大的波形,这种被称为“电网质量污染”的干扰,会影响整个网络的平稳运行。

目前还没有能够解决这个问题的成熟办法,不过Holthusen正在努力寻找解决之道。在测试中,他连接了多达15个重300公斤、蓄电容量为25千瓦的电池。比较而言,一辆中档汽车行驶100公里需要约18千瓦电力。然后,Holthusen利用软件来测量电池对电网的影响,并努力减轻这种连接造成的结果。

实现电动交通的另一个主要障碍是,电池充电所需的时间。考虑到这一点,Holthusen和他的同事正在研究一种可支持高压、高电流电源(初步定为400伏、63安培)的快速充电技术。Holthusen所用的方法是切实可行的,因为在欧洲,许多家庭的地下室或其他储物间都有用于电炉和其他电器的400伏电源。

Holthusen说:“然而,为了弄清这项技术的潜力,我们开展了进一步的测试。”具体而言,他希望将充电功率提高至300千瓦,以便在6分钟内完成电池充电。这样,电动汽车就可以像常规汽车一样随时可用了。

具备这种快速充电能力的锂电池,有望在不久的将来投放市场。然而,如果要在短短三分钟内完成电动汽车充电,必须开发新的电池技术。

当然,西门子不仅仅在丹麦开展了测试活动。在德国,西门子的研究人员也积极参与了Harz.EE.mobility计划。该计划旨在找到利用分布式风力发电、太阳能发电和沼气发电等系统,更好地为电网输送电力的方法。

德国Harz地区的三个行政区参与了这个计划。这个计划的目的是,想办法将电动汽车融入这个系统。在这方面,西门子将提供用于将电动汽车集成到智能电网中的电力管理系统以及相关通信系统。

此外,位于慕尼黑的西门子中央研究院实验室的研究人员正在分析电子组件,特别是用于双向充电和放电的电子组件。西门子中央研究院的科学家想用测试设备来模拟多种不同的负荷情况。

Spiegelberg的团队中负责开发双向测试设备的Karl-Josef Kuhn表示,“首先,我们要测试单独的传动系统,然后测试整车。之后,我们会将电动汽车连接至西门子能源提供的模拟电网。”通过这些测试,可以找到将电动汽车平稳连接至电网的方法。

双电机概念。当SUV正准备在哥本哈根峰会上执行它们的任务时,Kuhn和他的同事正在测试Greenster II的新的传动系统。Greenster II是2009年3月推出的Greenster I车型的小兄弟。Greenster I是一辆概念车,而Greenster II则将是世界上*款小批量生产的保时捷电动汽车。

关键组件是后桥双电机。尽管Greenster I配备了一个相当大的中央电机,Greenster II却在距离后轮相对较近的位置,安装了两个小型传动装置,用于分别驱动两只后轮。通常,电机输出的强大动力是经由差速器直达轮胎,但这种结构不适合快速转弯操作。

然而,双电机概念采用了一个电子控制系统,以确保向在转弯过程中承受不同负荷的左轮和右轮,施以较适当的推进力。归功于这种被专家称为“扭矩矢量分配”的原理,即使在极端情况下,驾驶者也能很好地操控车辆。

中央电机提供的所有动力必须经由一个笨重的差动器,传递至车轮,并且差动器会增加车身重量。而采用双电机设计,只需要借助一个智能控制装置,就可以通过通信线路,向单独的电子电机发送指令。Kuhn和他的同事现在正在研究电子差动器的工作方式。Kuhn说:“不仅在‘车外’领域,我们还有很多工作要做。电子传动系统本身也是高度复杂的。”如果“车内”方面的工作一切顺利,将于2010年对完整的Greenster II进行连接至电网的测试。

在Spiegelberg看来,接下来将要发生的事是显而易见的。他说:“今后几年的发展趋势是,电动汽车的每个车轮都将配备专门的小型传动装置。”这些电机将负责回收制动能量,并且无需使用大型中央电机以及传动轴和主动轴,因而腾出了更多空间。

此外,仅仅安装在主动轴上不同的是,电子组件可以安装在车身中的任何位置,而不一定要安装在靠近电子电机的位置。这为设计者开辟了全新的创意空间,例如,将电子组件安装在车轮侧面。此外,通过拆除中间副仪表板的中控台和安装活动折叠式座椅,还可以改善大型多人乘用车辆的进出。

总之,设计人员可以完全重新设计车辆的内部结构,甚至提高车辆的安全性。例如,采用操作杆或控制杆替代坚硬的转向管柱和踏板来操控车辆;还可以设计崭新的功能。事实上,我们甚至无法想象,电动交通将会引发怎样的革命。

 

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