電動汽車充電樁的控制系統研究與設計

藍天宇

摘 要：隨著社會經濟的快速發展，汽車保有量越來越大，汽車尾氣對環境的污染問題也越來越嚴重，為了治理環境，必須減少甚至消除汽車尾氣，電動汽車就在這種背景下出現。電動汽車靠電力提供動力，充電樁是電動汽車的電力來源，因此，對充電樁的研究是十分有意義的。

關鍵詞：電動汽車；充電樁；控制系統

0 引言

電動汽車是利用蓄電的車載電池放電提供動力，而電池的蓄電要靠充電樁來實現，所以對充電樁的研究就變得十分重要，充電樁的設計是否科學，直接影響電動汽車整個行業的發展，也是人們在使用電動汽車過程中考慮和擔心最多的問題。

1 充電樁監控系統實現的功能

充電樁的監控系統可以實現以下這些功能：

（1）可以通過刷IC卡計費來對電動汽車充電。

（2）可以時時檢測電動汽車充電樁以及電動汽車蓄電池的電壓、電流，防止電壓、電流不穩定給汽車充電帶來安全隱患。

（3）具有聯網功能，實現充電樁與維修管理人員之間時時通信，以利于維修人員在發現充電樁出問題后第一時間維修。

整個控制系統主程序流程圖如圖1所示：

控制系統軟件功能模塊圖如圖2所示：

2 系統設計

2.1 硬件設計

電動汽車的硬件系統主要包括以下這些部分：主控板、監控板、IC卡讀寫器、數字電表、移動通信模塊、觸摸屏、指示燈、按鍵等。硬件系統的硬件組成如圖3所示：

在這協結構中，主控板是最重要的一部分，它是整個硬件系統的核心，對系統的運行起到了控制的作用，它控制著充電樁的啟動、運行、數據傳輸、系統監測、關閉等。對主控板的設計要非常重視。

2.2 軟件設計

軟件系統是電動汽車充電時必不可少的一部分，其中最重要的是IC卡讀寫器，它直接識別電動汽車用戶是否刷卡，以及對用戶刷卡后的操作進行提示并對充電樁的運行情況進行檢測。用戶在刷卡后，根據顯示器上的提示在鍵盤上對充電模式進行選擇，然后啟動充電樁，此時主程序會對連接情況、模式是否選擇等進行判別，充電啟動后，還會對用戶信息、IC卡余額、充滿電所需時間進行顯示，最后由顯示燈判別是否充電結束，是否計費等等，這些都是軟件系統發揮的作用。主程序分為以下這幾個模塊：中央控制模塊、IC卡識別模塊、通訊模塊、現實模塊、打印機模塊、檢測模塊。在這6個模塊的相互協調配合下完成對電動汽車的充電。

2.3 環境及電磁兼容設計

電動汽車充電樁需要廣泛的修建在各個地方以方便車主快速找到充電樁，且大多數的充電樁都需要修建在室外，因此，充電樁需要經受住環境的考驗，要能抵抗風雪、高溫、低溫、日曬雨淋以及電磁的干擾。在充電樁的選材上經過需要全方位考慮和對比，主體采用鍍鋅鋼板，并且在外表上采用烤漆工藝進行刷漆，避免主體在雨雪的侵蝕下生銹而損壞。在結構及設計工藝上采用交叉覆蓋工藝，嚴格保證充電樁的防護等級，將雨雪、水汽、灰塵等都阻隔在外面，同時也要保障內部的通風以利于內部元件的散熱。

3 實際應用

在實際應用中，可以在本設計的基礎上，對已有的電動充電樁進行改進升級，也可以直接利用本設計制造新的充電樁，然后可以采用與電動汽車公司合作以及在政府部門的支持下，將充電樁進行系統化的安裝管理。

4 結語

本文對電動汽車充電樁的控制系統的設計，使電動汽車充電樁的操作簡便、集成化程度高，實現了充電樁的信息化管理，對電動汽車行業的發展起到十分重要的作用。該系統的設計以用戶為基礎，將用戶的體驗感受放到設計的第一位，要使用戶感受到充電的便捷、安全、快速。

參考文獻

[1]蘭琴麗，周晨，孫燚.電動汽車充電樁控制系統開發[J].電子技術與軟件工程，2016，（24）：40.

[2]汪子夜.電動汽車充電樁調度管理系統研究與設計[D].電子科技大學，2016.

（作者單位：河海大學能電學院）