树莓派工控机助力雷诺汽车连接智能电网

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树莓派工控机助力雷诺汽车连接智能电网树莓派是世界上最小的微型计算机之一，外形小巧但功能强大，基于Linux系统，具有开源的特性，自问世以来，受到众多工程师和开发爱好者的追捧。

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案例背景介绍

树莓派是世界上最小的微型计算机之一，外形小巧但功能强大，基于Linux系统，具有开源的特性，自问世以来，受到众多工程师和开发爱好者的追捧。目前树莓派已应用于工业领域，如德国KUnBUS已经开发了基于树莓派的工控机，用做工业控制和数据采集。

1　背景

在位于大西洋马德拉群岛对面的圣港岛上，雷诺正在进行双向充电实验，目的是将电动汽车电池用作固定存储系统以减轻电网负担。

葡萄牙的小岛圣托港拥有能源自主权，它不与马德拉群岛相连，其电力生产主要来自柴油发电机。对化石燃料的依赖促使当地生产商积极投资风力发电和太阳能。

基于对圣港岛的考察，可再生能源电力生产约占15％~20％，但生产高峰与岛上5500名居民的消费高峰不相符。而岛上可再生能源的产生主要依赖于风和太阳，由于电能生产的不稳定性，就需要存储生产高峰时的能量，以便在耗电高峰时使用。

案例实施与应用情况

2　电动汽车服务网络

现在电动汽车携带的电池容量很大，且汽车部分时间处于停顿状态。在此基础上，雷诺正在以“车辆到电网（V2G）”的名义开发一项技术。这种双向充电系统使用户可以根据电网需求对车辆进行充电和放电。从而实现在生产过剩的阶段，电力存储在电动汽车中，在高峰用电期间再将其返回以满足需求。

雷诺在圣托港开始这项技术的应用，与当地生产商EEM合作对Zoe进行了测试。选择使用交流电为其车辆充电，这需要特定的整流器，以使汽车兼容，每辆车需花费几百欧元。但由于这项技术可为投身这项计划的车主带来每年约300欧元的收益，因此购买整流器的额外费用将很快摊销，车主只需要将汽车连接到特定的终端即可。

充电/放电系统是自动的，但要求用户明确自己的需求提前安排行程，以免汽车在不方便的时间放电。Zoe ZE40具有自主权，用户可以设置系统，以使其汽车永远不会放电到低于特定阈值的水平。

但是，使用这一技术，汽车将经历大量的充电/放电循环。即使雷诺计划通过进一步降低电池的可用容量来限制这种磨损，也会影响其电池的寿命。不过，提供电池租赁可以减轻这种担忧，如果电池组的初始容量损失超过25％，便可以更换电池组。据雷诺公司称，大约有70％的买家已经选择了这一服务。

另外还有一项补充技术，不需要对车辆进行任何技术改造，即可实现智能充电。它是一种单向充电系统，使用户可以更智能地进行电力消耗，并在高峰生产期间为车辆充电。因此，降低了电动车辆对电网消耗的影响，并且帮助用户以较低的费率支付电费。

对于这两种技术，必须要调整充电站，并需要添加控制器，但是可以在现有终端上进行此修改。KUnBUS的开源工控机Revpi Core 3帮助完成了此项工作。Revpi Core 3为充电站提供控制功能，在工控机中编写合适的控制程序，既可以用C/C++，也可以用Python来编写，可以在超量生产阶段存储能量，并在必要时将其重新注入电网。