電動(dòng)汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

劉朝輝

摘 要對(duì)電動(dòng)汽車而言，在配電網(wǎng)當(dāng)中是一種隨機(jī)、間歇且分布性的電力負(fù)荷，為了使人們使用的更為方便，充換電站應(yīng)當(dāng)在較短時(shí)間內(nèi)完成充電，在這種情況下，定然會(huì)影響到配電網(wǎng)的工作。而在電動(dòng)汽車發(fā)展過(guò)程中，充電設(shè)備的發(fā)展也有重要作用。作為常見的充電裝置，電動(dòng)汽車充換電交流充電樁會(huì)在電動(dòng)汽車發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生巨大的作用。

【關(guān)鍵詞】電動(dòng)汽車 充換電裝置 交流充電樁 影響

1 引言

在國(guó)家新能源戰(zhàn)略當(dāng)中，電動(dòng)汽車的發(fā)展是一種重要方向，而在電動(dòng)汽車發(fā)展進(jìn)程中，電動(dòng)汽車的建設(shè)和技術(shù)發(fā)展是一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)。才茂憑借多年在電力技術(shù)、電力系統(tǒng)及儲(chǔ)能技術(shù)方面的理解，并將V2G和儲(chǔ)能技術(shù)作為前提，解決電動(dòng)汽車充電站電氣系統(tǒng)等方面的問(wèn)題。這種方案不僅可以提供電動(dòng)汽車電池的充換電，同時(shí)也能進(jìn)行儲(chǔ)能電站的拓展，展開智能、開放的管理，使擁有儲(chǔ)能電站功能的充電站成為一項(xiàng)重要組成。

2 充電樁硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 控制器硬件整體

在充電樁系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，控制系統(tǒng)是非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容，電池管理系統(tǒng)的控制以及管理往往是通過(guò)C44B0X 微處理器展開操作，C44B0X 微處理器作用主要是針對(duì)上位機(jī)和控制器進(jìn)行工作，在這個(gè)基礎(chǔ)上還可以通過(guò) CAN/LIN網(wǎng)絡(luò)通訊以及動(dòng)力電池組狀態(tài)，對(duì)所產(chǎn)生的信息進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)與采集，如圖1所示。

在C44B0X 控制器系統(tǒng)控制過(guò)程中，使用的客戶可以自助操作，更好的實(shí)現(xiàn)了卡內(nèi)余額查詢的程序設(shè)計(jì)，并且還賦予了用戶監(jiān)控的權(quán)限，另外在顯示屏上還可以顯示或者選擇屬于相應(yīng)的展現(xiàn)模式，比如時(shí)間、充電量、余額等等。

時(shí)控制系統(tǒng)硬件包括控制電源電路、處理單元以及電能輸出等內(nèi)容。一部分是針對(duì)充放電控制的電路，包括信號(hào)采集電路、信號(hào)調(diào)理電路；另一部分則是微處理單元電路、電能輸出控制單元電路、控制系統(tǒng)電源電路以及傳統(tǒng)的 S3C44B0X 的外圍電路，其中包括實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)所需要的 5V、3.3V、2.5V 電壓轉(zhuǎn)換的電源電路、液晶顯示接口電路、NandFlash電路設(shè)計(jì)、NorFlash電路設(shè)計(jì)、聲光報(bào)警電路等。

2.2 NandFlash電路設(shè)計(jì)

在充電樁控制系統(tǒng)之中，硬件部分有中央處理器的存在，調(diào)度中心則以實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，其啟動(dòng)程序在FLASH ROM 當(dāng)中進(jìn)行存放。此外，控制系統(tǒng)還在NandFlash當(dāng)中存放一系列的記錄，比方說(shuō)電壓、電流及溫度傳感器等，進(jìn)一步對(duì)數(shù)據(jù)和監(jiān)控進(jìn)行存放，從而能夠使人機(jī)交互功能得以實(shí)現(xiàn)。

2.3 LCD 接口設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)所選擇的控制芯片 S3C44B0X 集成當(dāng)中有顯示器但愿的存在。可以進(jìn)一步對(duì)相關(guān)液晶屏幕進(jìn)行控制。LCD 驅(qū)動(dòng)控制器可以將接口時(shí)序、行和列像素?cái)?shù)、屏幕刷新率以及數(shù)據(jù)總線寬度進(jìn)行編程與設(shè)置。LCD 控制器的外部接口信號(hào)有：幀同步信號(hào) VFRAME、線同步脈沖信號(hào) VLINE、像素時(shí)鐘信號(hào) VCLK和 LCD 驅(qū)動(dòng)器的 AC 信號(hào) VM 等。

2.4 交流充電樁控制導(dǎo)引電路設(shè)計(jì)

控制導(dǎo)引電路的作用有：

（1）在充電之前確定借口之間的鏈接是否鏈接好了。

（2）做好供電功率和充電鏈接裝置的登記工作，并做好詳細(xì)登記。

（3）充電的過(guò)程中做好監(jiān)測(cè)管理工作。

充電電纜可以讓電動(dòng)汽車和充電樁的連接過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的原理。在充電之前，對(duì)充電樁的控制裝置進(jìn)行詳細(xì)的記錄與監(jiān)測(cè)，判斷其電壓值是否符合工作需要，并且確認(rèn)充電樁各個(gè)接口之間的鏈接，并且可以通過(guò) 3 的 PWM 信號(hào)占空比來(lái)確認(rèn)充電樁電流的最大值，在充電的過(guò)程中對(duì)其產(chǎn)生的數(shù)值進(jìn)行詳細(xì)的登記與記錄，并且做好詳細(xì)的檢測(cè)與登記工作，確保整個(gè)充電過(guò)程安全進(jìn)行。

2.5 電能輸出通斷控制設(shè)計(jì)

從上述總結(jié)能夠進(jìn)一步了解到，在檢測(cè)導(dǎo)引電路正電壓減半狀態(tài)兩秒鐘的時(shí)候，充電樁負(fù)荷開關(guān)處于閉合狀態(tài)，開始供電；若回路中出現(xiàn)了任意斷點(diǎn)，檢測(cè)點(diǎn)處電壓就會(huì)改變，充電樁立刻斷開負(fù)荷的開關(guān)，充電過(guò)程中斷。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)交流充電樁的共鞥你展開了分析，并對(duì)原理圖進(jìn)行了設(shè)計(jì)，之后介紹車載充電機(jī)等內(nèi)容，結(jié)合系統(tǒng)需求和控制器設(shè)計(jì)硬件。電動(dòng)汽車充電樁系統(tǒng)的任務(wù)是比較繁瑣的，相對(duì)其他的程序顯得尤為復(fù)雜，本研究只是對(duì)其進(jìn)行了初步的探索，在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，一些問(wèn)題還有缺陷存在，技術(shù)實(shí)現(xiàn)和理論基礎(chǔ)也需要研究以及探討。

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作者單位

天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 天津市 300222