Con la rapida adozione dei veicoli elettrici (EV) nel mercato, l'efficienza di ricarica è diventata un collo di bottiglia critico nello sviluppo del settore. A differenza del rifornimento tradizionale per i veicoli a benzina, che è rapido e conveniente, i metodi di ricarica EV convenzionali richiedono spesso molto tempo, portando a frequenti "ansie da autonomia" tra i conducenti.

Le stazioni di sostituzione batterie sono emerse come una soluzione alternativa efficiente. Sostituendo le batterie scariche con quelle completamente cariche, le stazioni di sostituzione consentono una "ricarica rapida" entro 3 minuti, paragonabile al rifornimento di un'auto a benzina. Il processo, che include la rimozione della batteria, la sostituzione e il pagamento, prevede solo pochi semplici passaggi, rendendolo veloce e conveniente.

Con il supporto dei moduli I/O remoti Decowell, i sistemi delle stazioni di sostituzione operano con maggiore stabilità e tempi di risposta più rapidi, guidando lo sviluppo dei trasporti verdi e della gestione intelligente dell'energia e iniettando nuovo slancio nella costruzione di un futuro di mobilità sostenibile.

01 Panoramica dell'architettura del sistema della stazione di sostituzione

Il funzionamento efficiente delle stazioni di sostituzione si basa sul lavoro coordinato di quattro sottosistemi principali: il sistema di sostituzione della batteria, il sistema di ricarica, la piattaforma di sostituzione e il sistema di controllo.

• Sistema di sostituzione della batteria: Questo è il cuore della stazione, responsabile della rimozione delle batterie scariche dai veicoli elettrici e del loro trasporto all'accumulo delle batterie, mentre installa batterie completamente cariche nei veicoli. È composto principalmente da robot di sostituzione, piattaforme di blocco/sblocco, impilatori e componenti di blocco, ognuno dei quali gestisce la sostituzione della batteria, il fissaggio e la separazione delle batterie, la movimentazione delle batterie e la sicurezza della connessione. Durante la sostituzione, più connettori ad alta affidabilità, come connettori di ricarica rapida, interfacce di raffreddamento a liquido e ad acqua, garantiscono operazioni efficienti e sicure.

• Sistema di ricarica: Situato in loco, impiega la ricarica CA lenta centralizzata per ricaricare le batterie raccolte. Gli armadi delle batterie presentano strutture robuste, adattabilità ambientale, protezione di sicurezza e meccanismi di blocco rapidi per garantire una ricarica stabile.

• Piattaforma di sostituzione: Responsabile del posizionamento preciso del veicolo e delle operazioni di sostituzione, in genere composta dalla struttura della stazione e dalla piattaforma di attracco del veicolo. I tipi comuni includono piattaforme incassate (a fossa), che sono stabili e ampiamente utilizzate, ma hanno cicli di costruzione più lunghi e mobilità limitata, e piattaforme di sollevamento, che migliorano la flessibilità sollevando i veicoli per la sostituzione della batteria, ma richiedono alta precisione e compatibilità con i sistemi di sospensione dei veicoli.

• Sistema di controllo: Agendo come coordinatore principale, riceve i comandi di sostituzione dai veicoli elettrici, orchestra le apparecchiature della stazione e gestisce la comunicazione. I metodi di identificazione includono RFID di bordo, riconoscimento della targa e identificazione manuale, garantendo operazioni di sostituzione accurate.

02 Sfide chiave nelle stazioni di sostituzione

• Spazio di installazione limitato: La progettazione dell'accumulo delle batterie richiede apparecchiature compatte. I moduli I/O remoti della serie EX di Decowell misurano circa 90×67×14 mm, risparmiando notevolmente spazio e soddisfacendo i requisiti di installazione ad alta densità.

• Elevati requisiti di trasmissione del segnale: Il controllo coordinato tra i sottosistemi richiede una trasmissione del segnale stabile e in tempo reale. La serie EX offre un'elaborazione dati ad alta velocità e affidabile per garantire un funzionamento ininterrotto.

• Complesso ambiente di interferenza elettromagnetica (EMI): Apparecchiature ad alta potenza e densamente imballate generano forti EMI durante la ricarica. La serie EX è conforme agli standard GB/T EMC Classe A, dimostrando un'eccellente capacità anti-interferenza e un funzionamento stabile in condizioni difficili.

Le stazioni di sostituzione richiedono moduli I/O remoti per soddisfare questi criteri tecnici:

• Supporto della comunicazione Profinet

• Volume di installazione IO inferiore a 20 cm × 15 cm

• Prestazioni EMC che raggiungono lo standard nazionale di Classe A

• Acquisizione centralizzata del segnale esterno con tempo di risposta complessivo inferiore a 10 ms

03 Applicazione dei moduli I/O remoti Decowell nelle stazioni di sostituzione

• Controller principale: Siemens 151SP

• Scenario applicativo: Stazioni di sostituzione EV automatiche intelligenti

• Configurazione IO: Ogni stazione utilizza 13–15 moduli di ingresso/uscita remoti, con 96–128 punti IO digitali per modulo

Panoramica del progetto

Questo progetto di stazione di sostituzione EV completamente automatizzato utilizza i moduli Decowell EX-210H ed EX-310H per l'acquisizione e il controllo degli ingressi/uscite digitali. Questi moduli di ingresso/uscita gestiscono i segnali per la piattaforma di sollevamento e i meccanismi rotanti coinvolti nella sostituzione della batteria.

La piattaforma di sollevamento richiede un tempo di risposta del segnale inferiore a 20 ms. Il posizionamento del veicolo si basa su sensori e sistemi di visione, garantendo la rimozione e l'installazione precisa della batteria per una sostituzione sicura.

Vantaggi chiave：I prodotti IO remoti Decowell sono altamente compatibili con i sistemi Siemens, offrendo un'alternativa importata stabile ed economica.

04 Caratteristiche dei moduli IO remoti di espansione Decowell EX

• Comunicazione stabile e risposta rapida: Garantisce un funzionamento efficiente del sistema di controllo

• Compatibilità multiprotocollo: Supporta EtherCAT, PROFINET, DeviceNet, CC-Link, EtherNet/IP, Modbus-RTU, CC-Link IEF Basic, ecc.

• Supporta vari tipi di segnale: Moduli di ingresso/uscita digitali, analogici, di temperatura, encoder e comunicazione libera

• Struttura compatta: Ogni modulo supporta fino a 32 segnali digitali, risparmiando spazio di installazione

• Forte espandibilità: Un singolo adattatore supporta fino a 32 moduli IO con polling ad alta velocità

• Facile installazione e manutenzione: Montaggio su guida DIN con rimozione senza attrezzi e cablaggio dei terminali