Decowell Remote IO Module ermöglichen schnellen Batteriewechsel an EV-Wechselstationen

Angesichts der raschen Verbreitung von Elektrofahrzeugen (EVs) auf dem Markt ist die Ladeeffizienz zu einem kritischen Engpass in der Entwicklung der Branche geworden. Im Gegensatz zum herkömmlichen Tanken von Benzinfahrzeugen, das schnell und bequem ist, dauern herkömmliche EV-Lademethoden oft lange, was bei den Fahrern zu häufiger "Reichweitenangst" führt.

Batteriewechselstationen haben sich als effiziente alternative Lösung herauskristallisiert. Durch den Austausch entladener Batterien gegen voll aufgeladene Batterien ermöglichen Wechselstationen eine "schnelle Aufladung" innerhalb von 3 Minuten, vergleichbar mit dem Tanken eines Benzinfahrzeugs. Der Vorgang, einschließlich Batterientfernung, -austausch und -zahlung, umfasst nur wenige einfache Schritte, was ihn schnell und bequem macht.

Mit der Unterstützung von Decowell Remote-I/O-Modulen arbeiten die Wechselstationssysteme stabiler und mit schnelleren Reaktionszeiten, was die Entwicklung des grünen Verkehrs und des intelligenten Energiemanagements vorantreibt und der Schaffung einer nachhaltigen Mobilitätszukunft neuen Schwung verleiht.

01 Überblick über die Systemarchitektur der Wechselstation

Der effiziente Betrieb von Wechselstationen beruht auf der koordinierten Arbeit von vier Kernuntersystemen: dem Batteriewechselsystem, dem Ladesystem, der Wechselplattform und dem Steuerungssystem.

• Batteriewechselsystem: Dies ist das Herzstück der Station und verantwortlich für das Entfernen entladener Batterien aus EVs und deren Transport zur Batteriespeicherung, während voll aufgeladene Batterien wieder in die Fahrzeuge eingebaut werden. Es besteht hauptsächlich aus Wechselrobotern, Ver- und Entriegelungsplattformen, Staplern und Verriegelungskomponenten, die jeweils den Batteriewechsel, die Sicherung und Trennung der Batterien, die Batterienhandhabung und die Verbindungssicherheit übernehmen. Während des Wechsels gewährleisten mehrere hochzuverlässige Steckverbinder, wie z. B. Schnellladestecker, Flüssigkeitskühlungs- und Wasserkühlungsschnittstellen, einen effizienten und sicheren Betrieb.

• Ladesystem: Befindet sich vor Ort und verwendet zentralisiertes langsames AC-Laden, um gesammelte Batterien wieder aufzuladen. Die Batterieschränke zeichnen sich durch robuste Strukturen, Umweltverträglichkeit, Sicherheitsschutz und schnelle Verriegelungsmechanismen aus, um ein stabiles Laden zu gewährleisten.

• Wechselplattform: Verantwortlich für die präzise Fahrzeugpositionierung und die Wechselvorgänge, in der Regel bestehend aus der Stationsstruktur und der Fahrzeugandockplattform. Zu den gängigen Typen gehören versenkte (Gruben-)Plattformen, die stabil und weit verbreitet sind, aber längere Bauzyklen und eine begrenzte Mobilität aufweisen, sowie Hebebühnen, die die Flexibilität durch Anheben der Fahrzeuge zum Batteriewechsel verbessern, aber hohe Präzision und Kompatibilität mit den Fahrzeugaufhängungssystemen erfordern.

• Steuerungssystem: Fungiert als Kernkoordinator, empfängt Wechselbefehle von EVs, orchestriert die Stationsausrüstung und verwaltet die Kommunikation. Zu den Identifizierungsmethoden gehören Onboard-RFID, Kennzeichenerkennung und manuelle Identifizierung, um genaue Wechselvorgänge zu gewährleisten.

02 Hauptprobleme in Wechselstationen

• Begrenzter Installationsraum: Das Design der Batteriespeicherung erfordert kompakte Geräte. Die Remote-I/O-Module der Decowell EX-Serie messen ca. 90 × 67 × 14 mm und sparen erheblich Platz, wodurch die Anforderungen an eine hohe Installationsdichte erfüllt werden.

• Hohe Anforderungen an die Signalübertragung: Die koordinierte Steuerung über Subsysteme erfordert eine stabile und Echtzeit-Signalübertragung. Die EX-Serie bietet eine schnelle und zuverlässige Datenverarbeitung, um einen unterbrechungsfreien Betrieb zu gewährleisten.

• Komplexe elektromagnetische Interferenz (EMI)-Umgebung: Hochleistungsgeräte mit hoher Packungsdichte erzeugen während des Ladevorgangs starke EMI. Die EX-Serie entspricht den GB/T EMC Klasse A-Standards und demonstriert eine hervorragende Entstörungsfähigkeit und einen stabilen Betrieb unter rauen Bedingungen.

Wechselstationen benötigen Remote-I/O-Module, um diese technischen Kriterien zu erfüllen:

• Unterstützung der Profinet-Kommunikation

• IO-Installationsvolumen unter 20 cm × 15 cm

• EMV-Leistung, die den nationalen Klasse A-Standard erreicht

• Zentralisierte externe Signalerfassung mit einer Gesamtansprechzeit von unter 10 ms

03 Anwendung von Decowell Remote-I/O-Modulen in Wechselstationen

• Master-Controller: Siemens 151SP

• Anwendungsszenario: Intelligente automatische EV-Wechselstationen

• IO-Konfiguration: Jede Station verwendet 13–15 Remote-Eingangs-/Ausgangsmodule mit 96–128 digitalen IO-Punkten pro Modul

Projektübersicht

Dieses vollautomatische EV-Wechselstationsprojekt verwendet Decowell EX-210H- und EX-310H-Module für die Erfassung und Steuerung digitaler Eingänge/Ausgänge. Diese Eingangs-/Ausgangsmodule verwalten Signale für die Hebebühne und die Drehmechanismen, die am Batteriewechsel beteiligt sind.

Die Hebebühne benötigt eine Signalansprechzeit von unter 20 ms. Die Fahrzeugpositionierung basiert auf Sensor- und Visionsystemen, die eine präzise Batterientfernung und -installation für einen sicheren Wechsel gewährleisten.

Hauptvorteile： Decowell Remote-IO-Produkte sind hochkompatibel mit Siemens-Systemen und bieten eine kostengünstige, stabile importierte Alternative.

04 Decowell EX Erweiterungs-Remote-IO-Module Funktionen

• Stabile Kommunikation & schnelle Reaktion: Gewährleistet einen effizienten Betrieb des Steuerungssystems

• Multi-Protokoll-Kompatibilität: Unterstützt EtherCAT, PROFINET, DeviceNet, CC-Link, EtherNet/IP, Modbus-RTU, CC-Link IEF Basic usw.

• Unterstützt verschiedene Signaltypen: Digitale, analoge, Temperatur-, Encoder- und freie Kommunikations-Eingangs-/Ausgangsmodule

• Kompakte Struktur: Jedes Modul unterstützt bis zu 32 digitale Signale und spart so Installationsraum

• Starke Erweiterbarkeit: Einzeladapter unterstützt bis zu 32 IO-Module mit Hochgeschwindigkeits-Polling

• Einfache Installation & Wartung: DIN-Schienenmontage mit werkzeuglosem Ausbau und Klemmenverdrahtung