電動(dòng)汽車充電樁的控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

藍(lán)天宇

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車保有量越來(lái)越大，汽車尾氣對(duì)環(huán)境的污染問題也越來(lái)越嚴(yán)重，為了治理環(huán)境，必須減少甚至消除汽車尾氣，電動(dòng)汽車就在這種背景下出現(xiàn)。電動(dòng)汽車靠電力提供動(dòng)力，充電樁是電動(dòng)汽車的電力來(lái)源，因此，對(duì)充電樁的研究是十分有意義的。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車；充電樁；控制系統(tǒng)

0 引言

電動(dòng)汽車是利用蓄電的車載電池放電提供動(dòng)力，而電池的蓄電要靠充電樁來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以對(duì)充電樁的研究就變得十分重要，充電樁的設(shè)計(jì)是否科學(xué)，直接影響電動(dòng)汽車整個(gè)行業(yè)的發(fā)展，也是人們?cè)谑褂秒妱?dòng)汽車過程中考慮和擔(dān)心最多的問題。

1 充電樁監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

充電樁的監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)以下這些功能：

（1）可以通過刷IC卡計(jì)費(fèi)來(lái)對(duì)電動(dòng)汽車充電。

（2）可以時(shí)時(shí)檢測(cè)電動(dòng)汽車充電樁以及電動(dòng)汽車蓄電池的電壓、電流，防止電壓、電流不穩(wěn)定給汽車充電帶來(lái)安全隱患。

（3）具有聯(lián)網(wǎng)功能，實(shí)現(xiàn)充電樁與維修管理人員之間時(shí)時(shí)通信，以利于維修人員在發(fā)現(xiàn)充電樁出問題后第一時(shí)間維修。

整個(gè)控制系統(tǒng)主程序流程圖如圖1所示：

控制系統(tǒng)軟件功能模塊圖如圖2所示：

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 硬件設(shè)計(jì)

電動(dòng)汽車的硬件系統(tǒng)主要包括以下這些部分：主控板、監(jiān)控板、IC卡讀寫器、數(shù)字電表、移動(dòng)通信模塊、觸摸屏、指示燈、按鍵等。硬件系統(tǒng)的硬件組成如圖3所示：

在這協(xié)結(jié)構(gòu)中，主控板是最重要的一部分，它是整個(gè)硬件系統(tǒng)的核心，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行起到了控制的作用，它控制著充電樁的啟動(dòng)、運(yùn)行、數(shù)據(jù)傳輸、系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、關(guān)閉等。對(duì)主控板的設(shè)計(jì)要非常重視。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

軟件系統(tǒng)是電動(dòng)汽車充電時(shí)必不可少的一部分，其中最重要的是IC卡讀寫器，它直接識(shí)別電動(dòng)汽車用戶是否刷卡，以及對(duì)用戶刷卡后的操作進(jìn)行提示并對(duì)充電樁的運(yùn)行情況進(jìn)行檢測(cè)。用戶在刷卡后，根據(jù)顯示器上的提示在鍵盤上對(duì)充電模式進(jìn)行選擇，然后啟動(dòng)充電樁，此時(shí)主程序會(huì)對(duì)連接情況、模式是否選擇等進(jìn)行判別，充電啟動(dòng)后，還會(huì)對(duì)用戶信息、IC卡余額、充滿電所需時(shí)間進(jìn)行顯示，最后由顯示燈判別是否充電結(jié)束，是否計(jì)費(fèi)等等，這些都是軟件系統(tǒng)發(fā)揮的作用。主程序分為以下這幾個(gè)模塊：中央控制模塊、IC卡識(shí)別模塊、通訊模塊、現(xiàn)實(shí)模塊、打印機(jī)模塊、檢測(cè)模塊。在這6個(gè)模塊的相互協(xié)調(diào)配合下完成對(duì)電動(dòng)汽車的充電。

2.3 環(huán)境及電磁兼容設(shè)計(jì)

電動(dòng)汽車充電樁需要廣泛的修建在各個(gè)地方以方便車主快速找到充電樁，且大多數(shù)的充電樁都需要修建在室外，因此，充電樁需要經(jīng)受住環(huán)境的考驗(yàn)，要能抵抗風(fēng)雪、高溫、低溫、日曬雨淋以及電磁的干擾。在充電樁的選材上經(jīng)過需要全方位考慮和對(duì)比，主體采用鍍鋅鋼板，并且在外表上采用烤漆工藝進(jìn)行刷漆，避免主體在雨雪的侵蝕下生銹而損壞。在結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)工藝上采用交叉覆蓋工藝，嚴(yán)格保證充電樁的防護(hù)等級(jí)，將雨雪、水汽、灰塵等都阻隔在外面，同時(shí)也要保障內(nèi)部的通風(fēng)以利于內(nèi)部元件的散熱。

3 實(shí)際應(yīng)用

在實(shí)際應(yīng)用中，可以在本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)已有的電動(dòng)充電樁進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)，也可以直接利用本設(shè)計(jì)制造新的充電樁，然后可以采用與電動(dòng)汽車公司合作以及在政府部門的支持下，將充電樁進(jìn)行系統(tǒng)化的安裝管理。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)電動(dòng)汽車充電樁的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使電動(dòng)汽車充電樁的操作簡(jiǎn)便、集成化程度高，實(shí)現(xiàn)了充電樁的信息化管理，對(duì)電動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展起到十分重要的作用。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以用戶為基礎(chǔ)，將用戶的體驗(yàn)感受放到設(shè)計(jì)的第一位，要使用戶感受到充電的便捷、安全、快速。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：河海大學(xué)能電學(xué)院）