引领交通运输未来

SIMATIC 电动汽车充电

电动交通的充电基础设施 – 通过 SIMATIC 产品,高效和可持续地实现自动化

电动交通的重要性正在迅速增加,尤其在城市地区。这意味着,电动汽车的充电基础设施值得投资,有望获得较高利润。用于实现公共充电解决方案的系统需满足两个基本要求:必须可以调整且能够集成到现有基础设施中。这也正是 SIMATIC 产品线证明其优势的地方。由于可自由扩展、配有开放式接口以及空间要求很低,可确保将这些产品集成到现有基础设施中,具有极高的可扩展性。

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应用领域

快速高效地实现任何规模的充电基础设施

不管是规划单个充电站还是将大型停车场以作为大量汽车的充电中心:在所有情形下,充电基础设施的安全经济运行均取决于充电过程实现高效、经济有效和面向将来的自动化。西门子的 SIMATIC 产品线提供了最优技术基础。

一个包含所有功能的独立设备

独立式充电站是一种用于临时电动汽车充电的经济方案,例如,这种充电站使用分布式可再生能源。

该充电站需独立执行其所有任务(包括与后端通信),处理登录、验证和计费数据。

借助于基于 SIMATIC 产品线的方案,可以开发性能可靠的紧凑型充电站,这种充电站可根据 IEC 61851-1 Mode 3 进行交流充电,并可通过所有标准协议与后端通信。由于 SIMATIC 开放式控制器上的 Windows 平台,可快速而方便地集成采用标准化协议(如 OCPP)与后端应用程序进行的通信。

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配有多个充电点的充电站

.随着电动交通的重要性不断增加,面向街边停车和住宅区的 ECC 解决方案吸引了越来越多的兴趣。在许多地方,这些解决方案已视为上等生活质量的证明。

在这些解决方案中,各充电点或多或少是从一个中央控制柜控制的被动式周边充电站。与标准充电站相比,这种充电站可以是一种更节省空间的装置。例如,周边充电站的客户登录和激活可在控制柜上集中进行,控制柜还包含各种 SIMATIC 和 SIRIUS 组件,用于控制充电过程以及与后端的通信。由于 SIMATIC 开放式控制器上的 Windows 平台,可快速而方便地集成采用标准化协议(如 OCPP)与后端应用程序进行的通信。

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同时为大量电动汽车充电

公司配备拥有一个综合充电设施的自身大型停车场或停车库非常有必要。

由于所有 SIMATIC 部件的设计都十分紧凑,因此空间要求极低,易于改造现有停车场以便对所有电动汽车进行高效充电和管理。在这种系统中,SIMATIC WinCC 控制系统和含有一个 SIMATIC S7-1500 控制器的中央控制系统与多个分布式控制柜和大量外围充电站交互。智能型能量管理和充电管理解决方案可确保系统的高可用性。由于 SIMATIC WinCC 控制系统与后端相连(例如,使用 OCPP),也可以实现更多复杂功能,如系统管理和上层能量管理。

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实现电动汽车充电基础设施

电动交通正处于上升发展阶段。

全球范围内,充电基础设施正在增长。

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西门子先进且标准化的产品可完美满足您的要求。

典型控制柜设计

采用 SIMATIC 产品的高效充电基础设施

在实现公共和半公共充电基础设施方面,SIMATIC 产品线体现出其自身价值。一个重要优势是,控制柜中的所有部件实现无缝相互作用并通过集成的标准化开放协议与上位系统相互作用。

由于具有满足工业环境的坚固性和可靠性,SIMATIC 设备在实施电动汽车交流和直流充解决方案方面提供了很高投资保护与成本效益。

功能强大的紧凑型控制器

西门子的充电解决方案基于集成有 Windows 平台的 SIMATIC ET 200SP 开放式控制器。例如,借助于 ET 200SP,可使用 OCPP 直接连接到后端系统。

这种控制器将基于 PC 的软控制器的功能与可视化、PC 应用程序和集中式 I/O 组合到一个紧凑型装置中。由于采用开放式接口,它可以方便地集成到上位系统中。

SIMATIC ET 200SP 模块可进行集中插拔,由开放式控制器负责所有充电过程的开环控制、闭环控制和监视。借助于集成的 USB 接口,可直接连接 RFID 读写器以实现用户识别。SIMATIC 产品线的深度安全方案可针对未授权的访问和外部操纵提供保护。

SIMATIC ET 200SP 开放式控制器由预装且经过预配置的 SIMATIC S7-1500 软控制器来控制,该软控制器是 SIMATIC S7-1500 的 PC版。SIMATIC S7-1500 独立于 Windows 运行以确保较高系统可用性。

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灵活而坚固的 HMI 面板

借助于适合室外应用的坚固 SIMATIC HMI 面板,可实现简单且方便的充电控制与监视。这些耐用的无眩光面板配有 7 和 15 英寸日光下可读宽屏显示屏,可进行自动或手动调光,无论在明亮的阳光下还是在暗处都清晰易读。

这些抗紫外线的面板针对室外应用进行了优化,能够在 -30°C 到 +60°C 温度范围内可靠工作。前面板的防护等级为 IP66,针对粉尘和水的渗透提供绝佳保护。极为坚固的显示屏针对空气湿度、冷凝物和热应力提供最优保护。

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工业以太网交换机

SCALANCE X 工业以太网交换机可确保充电基础设施中的可靠工业通信,并将充电基础设施安全连接到上层网络或互联网,以便与后端通信。

除了适合 RJ45、M12 和光纤电缆的 FastConnect 连接技术外,这些交换机还提供了各种光纤或电气接口,支持众多 IT 标准。

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RFID 读写器

通过 SIMATIC RF1060R RFID 读写器,可极为方便和灵活地实现电子客户识别和充电过程授权。识别过程可使用现有的卡(如员工 ID 或信用卡),这样可以提高用户友好性,降低成本。

RFID 读写器可通过 USB 接口连接到 SIMATIC ET 200SP 开放式控制器,或通过 RS485/RS232 接口连接到 SIMATIC ET 200SP PtP 模块。

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记录电能数据和电流

SIMATIC ET 200SP 电能表可记录并连续存储充电过程的电流和电压值。记录的值可在模块中使用,用于分析有功功率、无功功率和视在功率比。

借助于该电能表,也可方便地检测相不平衡,从而执行负载管理。

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通过 CHAdeMO 进行直流充电

通过将 SINAMICS DCP 与 PN/CAN 网关相结合,可使用基于 CAN 的 CHAdeMO 通信标准来实现直流充电解决方案。SIMATIC PN/CAN 网关确保 PROFINET 和 CAN 之间的连接。与交流充电不同的是,此时由 SINAMICS 转换器来控制直流充电的功率。该转换器直接通过 PROFINET 连接,可方便地在 TIA Portal 中进行调试。

SINAMICS DCP 直流/直流转换器是一种高效的双向 Buck-Boost 转换器,具有可扩展的性能。它可以使电流在可变的电压等级下在双方向上流动。SINAMICS DCP 具有较高内部开关频率,结构轻而紧凑,在充电终端内占据的空间很小。

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专门开发的充电控制器

TM ECC 2x PWM ST 充电控制器是在 SIMATIC ET 200SP 的基础上开发的,用于对电动汽车进行符合 IEC 61851 标准的充电。开发充电基础设施时,此充电控制器可以优化成本并节省空间,同时还能实现集中和分布式方案以及具有充电管理功能的符合标准的交流充电基础设施。每个模块可具有两个充电点。

借助于可设置参数的 SIMATIC ET 200SP 工艺模块,可直接评估充电状态;集成的 DQ 输出可确保根据  IEC 61851 标准,按精确时间开断接触器。由于充电控制器中集成了插头锁控制,可直接控制 Phoenix Contact 和 Mennekes 等公司制造的插头锁。

TIA Portal 中提供了适用于 SIMATIC ET 200SP TM ECC 模块的一个函数块,可促进调试。通过用于通过程序块来指定模块最大充电电流的一个功能选项,便于执行负载管理。

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专门开发的充电控制器

TM ECC PL ST 充电控制器是在 SIMATIC ET 200SP 的基础上开发的,用于对电动汽车进行符合 IEC 61851 和 DIN70121 (ISO151181) 标准的充电。

借助于 SIMATIC ET 200SP TM ECC PL ST 模块,可组合使用符合 IEC 61851 的脉宽调制信号来实现 DIN SPEC 70121 中定义的 Powerline Green Phy 通信。

 

除通信外,该工艺模块还提供了两个数字量输出,用于在 30ms 内对直流隔离开关执行符合标准的关断。该模块可在 SIMATIC ET 200SP 站内使用、在直流充电站上集中使用以及在分布式充电点处与 IM 155-6 结合使用。用户可任意选择连接插头的位置。

 

根据具体系统要求,SIMATIC ET 200SP CPU 1515 PC 开放式控制器可作为计费软件或后端连接(通过 OCPP)的基础,而其它 SIMATIC ET 200SP 模块(如 SIMATIC ET 200SP AI 4xRTD/TC)可用于监视充电电缆的温度。这样形成了一个灵活,模块化的总体方案 

相关函数块是该模块的一个基本元素。

它大大简化了复杂标准 DIN70121 的流量控制。

这就可以简单组态充电应用,快速而高效。

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可靠切换充电功率

接触器和熔断器可确保安全连接和断开充电功率。不管是单相充电还是三相充电,SIMATIC ET 200SP TM ECC 工艺模块的集成 DQ 输出都可用于切换接触器,从而激活充电电流。如果将该配置扩展以包括进 SIMATIC ET 200SP 电能表模块,则可以检测不同相的利用率,以通过由 ET 200SP DQ 模块控制的接触器连接来确保均匀分配。通过级联接触器的组合以及充电电流的可控性,可实现程序控制的灵活充电管理。万一发生短路或过载,紧凑型 SIRIUS 断路器将提供可靠保护。

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优点

采用 SIMATIC 产品的充电基础设施,各个方面都令人印象深刻

不管您是系统集成商、OEM、控制柜制造商还是最终客户,以 SIMATIC 产品线为基础的充电基础设施都会给您带来明显优势。SIMATIC 设备众所周知的优点(如简便集成在 TIA Portal 中、集成在控制器中的 Windows 平台以及灵活的连接和扩展选项)可确保在工程组态、调试和运行期间实现很高的时间与成本效益。电动汽车驾驶员无不为该充电站简单明了的操作而欣喜。
客户案例

成功应用

西门子基于 SIMATIC ET 200SP I/O 系统的充电基础设施解决方案已经过实践的检验。通过这些解决方案,可开发出满足欧洲通用的全部三个充电标准的创新充电站。

协调统一的方案

最优的公共或半公共充电解决方案

无论您是需要具体充电站还是需要包含一个中央控制系统和大量充电连接器的更大面积充电基础设施:西门子量身定制的 ECC 解决方案因集成在充电基础设施中的 SIMATIC 控制器而能够提供众多实际优势。首先,这些解决方案可保护您的投资,并且由于具有内在的开放性、灵活性、可伸缩性和扩展性而确保极高的未来可行性。

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