森特奈CC-Link IE Field Basic模块在新能源汽车换电站上的应用

• 关键词：CC-Link IE,新能源,工业以太网
• 摘要：说到里程焦虑，恐怕不少新能源汽车司机都深受其扰。一直以来，这也成为消费者选择电动汽车的一大障碍。 事实也是这样。由于充电站数量不足，电动汽车车主经常要寻找特定的充电站，并且需要排队等候，甚至在等候充电的过程中需要缴纳一定的停车费。其次，分布式的充电，有可能在瞬间对城市电网造成较大冲击。再次，电池长期快充，对电池寿命有一定损害，同时它会使得电池包内的单体电芯、电压，长期处于不稳和不均衡的状态。最后，分散式充电模式下，巨量电动汽车退役电池后的处理，也是一个亟待解决的问题。

说到里程焦虑，恐怕不少新能源汽车司机都深受其扰。一直以来，这也成为消费者选择电动汽车的一大障碍。

事实也是这样。由于充电站数量不足，电动汽车车主经常要寻找特定的充电站，并且需要排队等候，甚至在等候充电的过程中需要缴纳一定的停车费。其次，分布式的充电，有可能在瞬间对城市电网造成较大冲击。再次，电池长期快充，对电池寿命有一定损害，同时它会使得电池包内的单体电芯、电压，长期处于不稳和不均衡的状态。最后，分散式充电模式下，巨量电动汽车退役电池后的处理，也是一个亟待解决的问题。

新能源已是大势所趋。为了方便新能源汽车的充电，解决新能源汽汽车的续航里程焦虑，一些厂商推出换电服务。随着新能源汽车的快速发展，换电模式乘势而上，助力新能源汽车突破最后的发展瓶颈。 

所谓换电模式是指通过集中型充电站对大量电池集中存储、集中充电、统一配送，并在电池配送站内对电动汽车进行电池更换服务或者集电池的充电、物流调配、以及换电服务于一体。

换电模式有如下这些优势：

1.用户体验好

2.能量补充速度快

3.能源密集

4.更适合国内情况

5.损耗低、寿命长

6.机电更加自由充电时间大大缩短

7.消除新能源壁垒促进新能源汽车发展

8.统筹规划资源共享

换电站内电池的拆卸、运输、更换都需要大量的位置检测元件，以及大量的继电器、电磁阀等输出元件，用于控制气缸完成电池组上升下降等动作。而大量的传感器和执行器电缆存在于拖链之中，沉重的拖链不但影响设备运行速度同时冗长的电缆和敷设占用很大的人力、材料成本。为此，天津森特奈电子（SENTINEL）为国内某知名汽车品牌换电站提供了分布式工业以太网IO方案。

该换电站控制系统现场使用了森特奈支持CC-Link IE Field Basic协议的 CHBC 系列总线模块以及ELBC系列总线模块。CHBC 系列模块防护 等级IP20，挂在 PLC 控制柜内，ELBC 系列模块防护等级IP67，直接安装于现场，IO 点就近安装于模块之上，模块间通过通讯线连接，省去了大量的线缆。

控制系统图如下：

现场图如下：

相比用户之前考虑设计采用的方案，此方案将使综合成本大幅降低。首先是硬件成本大大降低，CPU本体上自带 CC-Link IE Field Basic通讯网口，用户可以直接使用该协议，省去了增加通讯模块的成本；其次，森特奈ELBC和CHB 远程IO模块的价格更具竞争优势综合对比，可以为容户直接省掉30%的硬件成本。

另外，CHBC远程IO采用弹片加紧连接方案，相比传统的螺钉连接方式省时省力且抗震动。ELBC系列产品采用圆形快速接插件，连接方便，省去人工剥线布线的时间成本，原先预计安装需要两天时间，实际安装仅用不到一天时间，效率明显提高。

最重要的是，CC-Link IE Field Basic协议基于以太网，连接方式多样，可以采用星型连接，通讯速率大幅提升，并且故障率大大减少。

此系统投入运行以来，网络从未出现过闪断、干扰等情况，总线模块运行平稳，CC-Link IE Field Basic 协议100Mbps的通讯速率亦完全满足系统的控制要求。可以说，使用CC-Link IE Field Basic 总线协议，网络兼容性强，节省成本，调试方便，受到客户高度认可，为今后换电站大规模应用起到良好示范效果