萬可自動化技術為E-BUS充電站二次電池注入新生命力

2021年12月09日

　　多特蒙德工程公司Ingenieurbüro Fehringer為能源供應商RheinEnergie AG和科隆交通管理局K?lner Verkehrs-Betriebe(KVB AG)實施的電動公交車充電站提供能量來源，包括有軌電車的制動能量。值得關注的是，一個用于退役汽車的復雜電池和能量管理系統，通過萬可自動化技術實現了完美的平衡和廣泛的互連。

　　自2020年12月底以來，科隆的Bocklemünd區已經安裝完成電動公交車充電站，充電能力高達500千瓦，2021年4月完成了最終調試。這是由德國聯邦運輸和數字基礎設施部(BMVI)和Projekttr?ger Jülich項目組(PTJ)共同出資實施的研究項目成果。

　　從外觀上看，電動公交車充電站就像一個巨大的混凝土塊，但其內部卻展示了工程知識和出色的創新成果。其目標是實現當地公交系統的網絡電氣化以及可持續發展。首先，所需的電力是由有軌電車釋放的制動能量產生的，否則這些能量會被浪費。其次，電動公交車充電站的儲能系統是由二次電池制成的。

從危險廢物到臨時能源存儲

　　所使用的二次電池是來自福特汽車公司的退役電動汽車。就其本身而言，每個電池功能都很薄弱，無法作為電動汽車的驅動電池。然而，當組合在一起時，這些電池仍然足夠強大，可用于臨時電能存儲。

　　“我們為這些電池注入了新的生命，”Ingenieurbüro Fehringer的總經理Nicolaj Fehringer說，“否則，盡管這些電池仍有高達80%的原始容量，但最終會成為對環境有害的廢棄物。”

充電能力高達500千瓦的電動公交車充電站

288個二次電池構成一個能源存儲系統

　　問題的關鍵在于，每個電池的使用情況不同，為此狀態也不同。從而很難將這些二次電池組合在一起，形成一個穩定的電子公交充電站儲能系統。解決方案：“我們開發的電池管理系統使這些電池達到一個相同的電壓水平。為此，可測量和平衡每個電池的電壓。”Nicolaj Fehringer解釋說。

　　這聽起來比實際操作更簡單，在這項技術背后，必須開發一個獨立的電池管理系統，并為二次電池特別定制。更高級別的能源管理系統，也是為此目的新開發的，處理所有技術組件之間的功能互動。

288個來自福特汽車公司退役的電動汽車的二次電池，組合起來用作臨時電能存儲

簡便、開放式Linux?編程系統

　　平衡能源是一個關鍵環節。其中算法是由Ingenieurbüro Fehringer公司的一個八人團隊經過一年半的艱苦開發完成，通過萬可基于Linux?的可編程PLC上進行編程。“這種簡單、開放式Linux?編程方式正是使用萬可通信和控制技術的優勢，”Nicolaj Fehringer說，“這很重要，以便將我們基于Linux?的數據庫系統與儲能系統連接起來。”

萬可PFC200用于控制電動公交充電站儲能系統的能量數據流

萬可PFC200：適于負責自動化任務的靈活控制器

　　萬可PFC200可編程邏輯控制器(PLC)采用開放式以及簡便的設計，不僅可以在經典的IEC-61131編程中實現復雜的算法和接口，還可以使用C++、Python或NodeRed等開放式編程語言，或者通過Docker?等方式輕松實現所需功能。萬可PFC200用于控制電動公交車充電站儲能系統的能量數據流。

　　“我們可以用它來適應大量的界面，并對所產生的數據流進行可視化、分析和處理。”從而創造了一個數據樞紐，將復雜的系統與一個已經在實踐中被證明了二十多年的工業硬件平臺聯系起來。整個系統的最后一部分是對這些過程進行分布式、用戶友好的可視化選擇，例如在PFC控制器上通過HTML5或Grafana實現可視化。

　　“以這種方式收集和處理的數據正是我們所需要的，以進一步優化通過10千伏電網或電池和能源管理系統對公交車進行充電，取決于要求和可用性。”