電動(dòng)汽車(chē)充電樁狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

郭琪

摘要：電動(dòng)汽車(chē)充電樁是新能源汽車(chē)的充電基礎(chǔ)設(shè)施，隨著新能源汽車(chē)的普及，電動(dòng)汽車(chē)充電樁的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但充電樁的用戶(hù)體驗(yàn)還存在一些問(wèn)題，如：觸摸屏界面不夠美觀、系統(tǒng)處理速度緩慢等，給用戶(hù)的使用帶來(lái)了不便。為了滿(mǎn)足用戶(hù)簡(jiǎn)單、方便、快捷的充電需求，本文提出了一種基于STM32的充電樁狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用STM32芯片作為主控芯片，以嵌入式Uc/os-II作為操作系統(tǒng)，通過(guò)RFID模塊讀取用戶(hù)信息，同時(shí)在DGUS屏設(shè)計(jì)了GUI人機(jī)交互界面，實(shí)時(shí)顯示充電電壓、電量、卡內(nèi)余額等信息，充電數(shù)據(jù)則通過(guò)串口上傳到上位機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步分析和處理。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē);充電樁;狀態(tài)監(jiān)測(cè)

引言

近些年來(lái)我國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)普及率不斷提高，但是配套設(shè)施與電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展不匹配，這些問(wèn)題將導(dǎo)致我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)難以徹底普及。在充電樁的建設(shè)和管理運(yùn)行過(guò)程中，政府部門(mén)、充電樁承建部門(mén)、電力企業(yè)等各方單位都會(huì)碰到各式各樣的問(wèn)題，特別是安全問(wèn)題。本文從技術(shù)機(jī)構(gòu)的角度出發(fā)分析電動(dòng)汽車(chē)充電樁以及充電現(xiàn)場(chǎng)存在的安全問(wèn)題，以幫助相關(guān)部門(mén)了解電動(dòng)汽車(chē)充電現(xiàn)場(chǎng)和充電樁的安全隱患。同時(shí)本文還提出電動(dòng)車(chē)充電現(xiàn)場(chǎng)安全隱患的處理措施，以提高城市和電動(dòng)汽車(chē)的安全性。

1電動(dòng)汽車(chē)充電樁概述

充電樁主要有交流充電樁和直流充電樁，交流充電樁可以為電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)的車(chē)載充電機(jī)提供交流電源，直流充電樁可以為電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)的電池運(yùn)行系統(tǒng)充電變動(dòng)需求輸出功率。隨著我國(guó)充電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，充電樁已經(jīng)完善了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)制定、認(rèn)證、建設(shè)布局，但是其因?yàn)榻ㄔO(shè)環(huán)境問(wèn)題、安裝調(diào)試問(wèn)題、維護(hù)管理問(wèn)題，導(dǎo)致各種問(wèn)題多發(fā)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，充電樁故障問(wèn)題多發(fā)，當(dāng)前大多數(shù)充電樁在充電中會(huì)出現(xiàn)線路中斷問(wèn)題，影響用戶(hù)使用;第二，充電樁標(biāo)準(zhǔn)不一，無(wú)法配比所有車(chē)型，導(dǎo)致用戶(hù)需求得不到滿(mǎn)足;第三，充電樁質(zhì)量不一，導(dǎo)致使用過(guò)程中容易發(fā)生各種安全問(wèn)題。對(duì)此需要相關(guān)部門(mén)加強(qiáng)電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)研究，穩(wěn)定有序地開(kāi)展電動(dòng)汽車(chē)充電樁檢測(cè)問(wèn)題，并選擇科學(xué)的檢測(cè)方法，從而提高充電樁使用效率。

2電動(dòng)汽車(chē)充電樁狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

2.1充電樁狀態(tài)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求

主要是為滿(mǎn)足軟件的狀態(tài)監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程維護(hù)，對(duì)充電樁管理系統(tǒng)的要求在于：可靠性。在滿(mǎn)足預(yù)定動(dòng)能前提下要確保自身穩(wěn)定高效運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)又可將充電樁源代碼帶來(lái)的影響降至最低，規(guī)避因管理系統(tǒng)產(chǎn)生軟件運(yùn)行故障;多能多樣化。針對(duì)充電樁軟件狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)主要是為節(jié)約人力資源，所以要求數(shù)據(jù)能夠全面、功能能夠多樣，不僅可實(shí)現(xiàn)充電樁軟件運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程軟件的維護(hù);通用性。這一類(lèi)管理系統(tǒng)需滿(mǎn)足各種樁體的需求，并可預(yù)留可擴(kuò)展接口，基于不同的管理對(duì)象需求讓功能更加具有針對(duì)性。總體方案。針對(duì)充電樁軟件狀態(tài)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)，主要是為改善充電樁本身軟件故障頻繁出現(xiàn)的狀況，解決實(shí)際運(yùn)行效率較低問(wèn)題。

2.2人機(jī)交互軟件設(shè)計(jì)

首先，需要在DGUS屏已加載好的圖片上繪制相應(yīng)的控制控件，在觸控配置中進(jìn)行增量調(diào)節(jié)、拖動(dòng)調(diào)節(jié)、RTC設(shè)置、基礎(chǔ)觸控等操作，在所需要指定的區(qū)域拖拽圖片并覆蓋，通過(guò)觸控配置實(shí)現(xiàn)圖片之間的相互切換。為實(shí)現(xiàn)觸摸屏數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)顯示，需要在變量配置中設(shè)計(jì)為數(shù)字變量顯示，分別給變量分配地址、設(shè)置變量顯示顏色、設(shè)置字體大小和變量類(lèi)型。由于充電樁設(shè)計(jì)的變量較多，因此將變量生成Excel表格進(jìn)行統(tǒng)一管理，以便于為后續(xù)的微處理控制。

2.3預(yù)警信息查詢(xún)過(guò)程

在程序中如軟件運(yùn)行出現(xiàn)故障，就可選擇利用預(yù)警代碼實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息的自動(dòng)生成，開(kāi)發(fā)人員按照信息復(fù)現(xiàn)故障產(chǎn)生過(guò)程，最終就可基于故障的原因?qū)崿F(xiàn)對(duì)代碼的維護(hù)及優(yōu)化處理。預(yù)警信息主要是針對(duì)發(fā)生故障時(shí)軟件運(yùn)行狀態(tài)的描述，如故障類(lèi)型、發(fā)生時(shí)間、日志等。預(yù)先規(guī)定故障代碼，實(shí)現(xiàn)故障類(lèi)型的區(qū)分。如，0x01代表因電能統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)錯(cuò)誤從而導(dǎo)致的金額問(wèn)題;0x02代表因無(wú)法跳轉(zhuǎn)導(dǎo)致的金額問(wèn)題?；谲浖袑?duì)時(shí)間信息的存儲(chǔ)方式判別，主要是對(duì)故障發(fā)生的時(shí)間基數(shù)及二次相對(duì)量的記錄，由于二次技術(shù)已在日志中存儲(chǔ)就不需再次記錄，直接將三個(gè)數(shù)據(jù)相加就可獲取故障產(chǎn)生的具體時(shí)間。對(duì)于故障日志，也就是故障發(fā)生時(shí)的日志內(nèi)容，在本次預(yù)警軟件中軟件故障不會(huì)卡死程序，所以可不斷更新日志。如沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行保存，新產(chǎn)生的日志就會(huì)覆蓋過(guò)往日志，導(dǎo)致故障發(fā)生前無(wú)法獲取程序運(yùn)轉(zhuǎn)流程，最終影響故障處理。

2.4檢測(cè)項(xiàng)目和流程

項(xiàng)目：第一，控制導(dǎo)引檢測(cè)，控制導(dǎo)引檢測(cè)主要非車(chē)載充電機(jī)是否可以測(cè)量電壓值，以此判斷出車(chē)輛插頭、插座之間的連接狀態(tài)，一般充電接口連接需要進(jìn)行確認(rèn)，如果充電連接裝置連接完成后，電子鎖就處于鎖閉狀態(tài)。第二，互操作性和統(tǒng)一性測(cè)試。先需要通過(guò)測(cè)試模擬設(shè)備輸出測(cè)試指令，測(cè)試儀可以隨時(shí)記錄測(cè)試過(guò)程，并處理測(cè)試問(wèn)題，仿真設(shè)備終端接收被測(cè)設(shè)備的信號(hào)，并通過(guò)指令控制，將測(cè)試結(jié)果傳輸?shù)綔y(cè)試仿真設(shè)備中。第三，電能質(zhì)量檢測(cè)。先需要在充電樁交流電源側(cè)確定測(cè)量位置，在測(cè)量前需要將充電樁交流輸入測(cè)電源開(kāi)關(guān)分閘處，將電壓、電流直接輸入電能質(zhì)量記錄儀中。并閉合充電樁交流輸入側(cè)電源開(kāi)關(guān)，將充電樁頭通過(guò)交直流負(fù)載控制箱和負(fù)載電流進(jìn)行連接，以此通過(guò)調(diào)整充電樁額定電壓、電流，獲取充電參數(shù)。當(dāng)電流穩(wěn)定時(shí)可以連續(xù)測(cè)試，測(cè)試時(shí)間、測(cè)試記錄都需要符合標(biāo)準(zhǔn)，以此將記錄數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。第四，功效檢測(cè)。功效檢測(cè)可以適用于直流樁，先需要將充電機(jī)和負(fù)載進(jìn)行連接，并調(diào)設(shè)至恒壓狀態(tài)，輸入電壓為上限值，將負(fù)載電流調(diào)至額定輸出電流值，以此對(duì)充電機(jī)輸入功率和輸出功率進(jìn)行測(cè)試。第五，非車(chē)載充電機(jī)通用電性能測(cè)試。該項(xiàng)目測(cè)試環(huán)節(jié)多，主要有沖擊電流試驗(yàn)、輸出電流誤差試驗(yàn)、輸出電壓誤差試驗(yàn)等。第六，非車(chē)載充電機(jī)傳導(dǎo)操作性測(cè)試。其測(cè)試分為19個(gè)項(xiàng)目，比如，控制導(dǎo)引電壓額定測(cè)試，調(diào)整階段測(cè)試、連接測(cè)試等，其中在開(kāi)展輸入電流停止測(cè)試、輸出電流調(diào)整測(cè)試、輸出電流誤差測(cè)試時(shí)，需要將直流負(fù)載和交流電源進(jìn)行混合應(yīng)用。第七，非車(chē)載充電機(jī)通信協(xié)議測(cè)試，該項(xiàng)目測(cè)試內(nèi)容較多，比如低壓輔助上電和充電、充電參數(shù)配置、充電進(jìn)行、充電結(jié)束等。對(duì)于以上測(cè)試需要相關(guān)人員注意各種限制條件，以此根據(jù)實(shí)際情況開(kāi)展測(cè)試工作。

結(jié)語(yǔ)

隨著電動(dòng)汽車(chē)的推廣普及，充電樁等配套設(shè)施也逐漸走進(jìn)人們的生活。雖然人們已經(jīng)對(duì)充電樁見(jiàn)慣不慣，但是對(duì)充電樁的了解仍然存在一定的不足。盡管充電樁有許多道技術(shù)安全鎖，但是充電現(xiàn)場(chǎng)的安全管理絕不是技術(shù)問(wèn)題，而是復(fù)雜的管理問(wèn)題，這也是許多充電現(xiàn)場(chǎng)安全事故的重要原因。特別是在電氣環(huán)境較為復(fù)雜的商城地下車(chē)庫(kù)以及公交車(chē)充電場(chǎng)，充電現(xiàn)場(chǎng)的安全問(wèn)題屢見(jiàn)報(bào)端。通過(guò)對(duì)這些安全事故進(jìn)行綜合分析發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)汽車(chē)充電現(xiàn)場(chǎng)的安全問(wèn)題可以分為技術(shù)問(wèn)題和管理問(wèn)題，技術(shù)問(wèn)題需要技術(shù)部門(mén)解決，這些問(wèn)題無(wú)法一蹴而就。但是管理上的問(wèn)題可以通過(guò)加強(qiáng)監(jiān)督、規(guī)范操作的方法來(lái)解決。解決電動(dòng)汽車(chē)充電現(xiàn)場(chǎng)的安全隱患能夠有效避免人民人身財(cái)產(chǎn)的損失。

參考文獻(xiàn)

[1]劉曉麗，宋天斌，劉衛(wèi)新，等.一種電動(dòng)汽車(chē)充電樁儲(chǔ)能式移動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)的研制[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2019，045（009）：88-93.

[2]沈成，徐文慧.電動(dòng)汽車(chē)充電樁現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法的探討[J].四川水泥，2019，000（011）：179.

[3]黃澤晟.電動(dòng)汽車(chē)充電樁現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法的探討[J].輕松學(xué)電腦，2019，000（025）：P.1-1.