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自2020年12月底以來(lái)，科隆的Bocklemünd區(qū)已經(jīng)安裝完成電動(dòng)公交車充電站，充電能力高達(dá)500千瓦，2021年4月完成了最終調(diào)試。這是由德國(guó)聯(lián)邦運(yùn)輸和數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施部（BMVI）和Projekttr?ger Jülich項(xiàng)目組（PTJ）共同出資實(shí)施的研究項(xiàng)目成果。

從外觀上看，電動(dòng)公交車充電站就像一個(gè)巨大的混凝土塊，但其內(nèi)部卻展示了工程知識(shí)和出色的創(chuàng)新成果。其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)毓幌到y(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)電氣化以及可持續(xù)發(fā)展。首先，所需的電力是由有軌電車釋放的制動(dòng)能量產(chǎn)生的，否則這些能量會(huì)被浪費(fèi)。其次，電動(dòng)公交車充電站的儲(chǔ)能系統(tǒng)是由二次電池制成的。

所使用的二次電池是來(lái)自福特汽車公司的退役電動(dòng)汽車。就其本身而言，每個(gè)電池功能都很薄弱，無(wú)法作為電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電池。然而，當(dāng)組合在一起時(shí)，這些電池仍然足夠強(qiáng)大，可用于臨時(shí)電能存儲(chǔ)。

“我們?yōu)檫@些電池注入了新的生命，”Ingenieurbüro Fehringer的總經(jīng)理Nicolaj Fehringer說(shuō)，“否則，盡管這些電池仍有高達(dá)80%的原始容量，但最終會(huì)成為對(duì)環(huán)境有害的廢棄物。”

充電能力高達(dá)500千瓦的電動(dòng)公交車充電站

問(wèn)題的關(guān)鍵在于，每個(gè)電池的使用情況不同，為此狀態(tài)也不同。從而很難將這些二次電池組合在一起，形成一個(gè)穩(wěn)定的電子公交充電站儲(chǔ)能系統(tǒng)。解決方案：“我們開(kāi)發(fā)的電池管理系統(tǒng)使這些電池達(dá)到一個(gè)相同的電壓水平。為此，可測(cè)量和平衡每個(gè)電池的電壓?！?/span>Nicolaj Fehringer解釋說(shuō)。

這聽(tīng)起來(lái)比實(shí)際操作更簡(jiǎn)單，在這項(xiàng)技術(shù)背后，必須開(kāi)發(fā)一個(gè)獨(dú)立的電池管理系統(tǒng)，并為二次電池特別定制。更高級(jí)別的能源管理系統(tǒng)，也是為此目的新開(kāi)發(fā)的，處理所有技術(shù)組件之間的功能互動(dòng)。

288個(gè)來(lái)自福特汽車公司退役的電動(dòng)汽車的二次電池，組合起來(lái)用作臨時(shí)電能存儲(chǔ)

平衡能源是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中算法是由Ingenieurbüro Fehringer公司的一個(gè)八人團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)一年半的艱苦開(kāi)發(fā)完成，通過(guò)萬(wàn)可基于Linux^?的可編程PLC上進(jìn)行編程?！斑@種簡(jiǎn)單、開(kāi)放式Linux^?編程方式正是使用萬(wàn)可通信和控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，”Nicolaj Fehringer說(shuō)，“這很重要，以便將我們基于Linux^?的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)連接起來(lái)?！?/span>

萬(wàn)可PFC200用于控制電動(dòng)公交充電站儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量數(shù)據(jù)流

萬(wàn)可PFC200可編程邏輯控制器（PLC）采用開(kāi)放式以及簡(jiǎn)便的設(shè)計(jì)，不僅可以在經(jīng)典的IEC-61131編程中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的算法和接口，還可以使用C++、Python或NodeRed等開(kāi)放式編程語(yǔ)言，或者通過(guò)Docker^?等方式輕松實(shí)現(xiàn)所需功能。萬(wàn)可PFC200用于控制電動(dòng)公交車充電站儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量數(shù)據(jù)流。

“我們可以用它來(lái)適應(yīng)大量的界面，并對(duì)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流進(jìn)行可視化、分析和處理?！睆亩鴦?chuàng)造了一個(gè)數(shù)據(jù)樞紐，將復(fù)雜的系統(tǒng)與一個(gè)已經(jīng)在實(shí)踐中被證明了二十多年的工業(yè)硬件平臺(tái)聯(lián)系起來(lái)。整個(gè)系統(tǒng)的最后一部分是對(duì)這些過(guò)程進(jìn)行分布式、用戶友好的可視化選擇，例如在PFC控制器上通過(guò)HTML5或Grafana實(shí)現(xiàn)可視化。

在這個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)中，電力必須經(jīng)過(guò)兩次轉(zhuǎn)換：從制動(dòng)能量的直流（DC）到電池存儲(chǔ)單元的交流（AC），然后在充電點(diǎn)再次提供直流（DC），以便電動(dòng)公交車可以用它來(lái)充電。“盡管如此，電動(dòng)汽車的效率仍然高于汽油動(dòng)力汽車的效率?！盢icolaj Fehringer堅(jiān)定地說(shuō)道。

此外，制動(dòng)能量的使用利用了以前浪費(fèi)的能源，使退役的電動(dòng)汽車電池獲得了第二次生命。因此，憑借其創(chuàng)新的電池和能源管理系統(tǒng)，這個(gè)電動(dòng)公交充電站成為一個(gè)“燈塔項(xiàng)目”，減少了電動(dòng)汽車的負(fù)面因素，并改善了能源平衡，從而實(shí)現(xiàn)了更大的可持續(xù)性。

我們的大客戶RheinEnergie AG的Jeff Witting也同意：“我們很激動(dòng)。這個(gè)多式聯(lián)運(yùn)的電動(dòng)公交車充電站是創(chuàng)新精神的見(jiàn)證。這個(gè)概念在德國(guó)是獨(dú)一無(wú)二的，它展示了研究、創(chuàng)新、技術(shù)訣竅，以及能源行業(yè)所面臨的巨大壓力所帶來(lái)的可持續(xù)性?！?/span>