电动汽车充电桩控制系统的设计与开发文献综述

 2022-11-12 05:11

文 献 综 述

1、研究背景

随着全球能源危机的不断加深,石油资源的日趋枯渴以及大气污染、全球气温上升的危害加剧,各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展方向,发展电动汽车将是解决这两个难题的最佳途径。

电动汽车具有环保特性,代表着汽车产业未来的发展方向。目前动力电池作为电动汽车的动力源为汽车提供动力,使电动汽车一次充电最大行驶里程为200 km,但当动力电池电力耗尽时必须补充电能量。目前国内就充电模式提出了多种方式,例如:电池组快速更换、快速充电以及常规充电等。根据现实情况,动力电池体积大、重量重,不便于随意更换,同时大功率直流充电柜作为应急充电装置能为电动汽车提供快速续航电力,但对电池伤害很大。因此,交流充电桩解决了电动汽车随时随地电能量补给问题,无须装卸电池,整车通过充电电缆直接与充电桩连接即可实现充电,同时以交流电的形式供给电能,对电池无伤害,既提高了电动汽车动力电池寿命,也是电动汽车最佳的日常充电方式。交流充电桩体积小、重量轻,与电网供电系统连接方便,可布置于小区、办公楼宇、超市停车场以及电动汽车专用充电站内。

2、硬件设计

电动汽车充电桩控制系统硬件设计包括: 主充电电路单元、主控制电路单元、计费单元、人机交互单元、刷卡单元。

充电桩控制系统本身结构复杂,由很多构件组成,常见的包括主控板、指示灯以及接触屏等部分。主控板是直流充电桩最核心的组成部分,是有效控制充电过程中的主要元件。实际充电过程中主控板将充电桩的工作数据采集后通过多种通讯方式传输至后台。主控板的功能特点包括多个串口,下位机检测及数据采集办卡通过顺行总线与监测充电桩CPU模块通信,为了方便观察上位机具备显示功能;设置监控单位是为了更好的监测充电桩的运行状态,包括尽显输入电压、充电时输出电压等状态进行全方位检测,及时发现故障采取措施进行完善,确保充电桩控制系统运行正常。

3、软件设计

当电动汽车充电的时候,操作人员只需将充电桩的充电手柄与电动汽车充电插口对接,确保两者充分接触后将IC卡片放置在刷卡区,操作者只需要按照相关提示操作即可:充电接口连接以后,根据需要选择合适的充电模式,选择好之后方可进行充电;充电过程中监控单元起着监测作用,监控充电电压电流、充电接口等环节的实施情况,一旦发现异常则会发出警报,提醒相关人员及时采取措施。编写主程序的时候,坚持模块化的原则,如此才能确保充电桩运行的高效性。主程序分为中央控制、通讯等模块。当激活充电桩后,各模块在主程序的协调下顺利完成整个流程,并确保运行过程中各个模块之间不会产生影响。

4、发展趋势

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