電動(dòng)汽車(chē)充電樁運(yùn)行管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

◎姜科楠

電動(dòng)汽車(chē)充電樁運(yùn)行管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

◎姜科楠

工業(yè)的發(fā)展帶來(lái)能源的消耗，造成我國(guó)的環(huán)境污染日益嚴(yán)重，這種情況隨著汽車(chē)使用量增加更加的凸顯出來(lái)，出現(xiàn)了溫室效應(yīng)以及霧霾等嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，對(duì)人們的身心健康造成嚴(yán)重的傷害，因此新型能源汽車(chē)出現(xiàn)的出現(xiàn)并且投入到社會(huì)中進(jìn)行使用，其中推廣較為廣泛的就是電動(dòng)汽車(chē)的使用，但是電動(dòng)汽車(chē)在使用過(guò)程中，需要及時(shí)的進(jìn)行充電，保證汽車(chē)的電量供給，這樣就出現(xiàn)了電動(dòng)汽車(chē)充電樁設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理。本文對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電樁運(yùn)行管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)進(jìn)行研究。

電動(dòng)汽車(chē)作為新能源汽車(chē)，在運(yùn)行過(guò)程中更加的節(jié)能環(huán)保，減少尾氣的排放，更加符合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的需要，但是電動(dòng)汽車(chē)的主要?jiǎng)幽軄?lái)自電池，如何進(jìn)行電池的充電是運(yùn)行中需要關(guān)注的問(wèn)題，因此電動(dòng)汽車(chē)充電樁的設(shè)計(jì)也需要進(jìn)行關(guān)注，保證充電樁設(shè)計(jì)的規(guī)范性，提升充電樁的使用效率，促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)的全面管理和普及。

電動(dòng)充電樁分類

目前來(lái)講電動(dòng)充電樁主要根據(jù)汽車(chē)的電池類型進(jìn)行分類，具體類型包括：

交流電充電方式。交流電充電是電動(dòng)汽車(chē)常用的充電方式，在進(jìn)行充電的過(guò)程中使用220v或者380v交流電源進(jìn)行充電樁的設(shè)計(jì)，將電流直接引入到充電樁中，之后汽車(chē)可以直接通過(guò)汽車(chē)自身的濾波裝置以及整流裝置實(shí)現(xiàn)電池的直沖，為電動(dòng)汽車(chē)提供日常充電需要。但是充電時(shí)間久，且充電量較少，需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行充電，主要適用于一些小型汽車(chē)，對(duì)于一些電池組較大的汽車(chē)適用性不足。

直流電充電。直流電在進(jìn)行充電的過(guò)程中主要是采用直接從地面獲取直流電的方式建立充電樁，這樣可以直接對(duì)汽車(chē)工作電池組進(jìn)行充電，省略了車(chē)載環(huán)節(jié)的使用，這樣可以在汽車(chē)設(shè)計(jì)中提升效率，降低汽車(chē)運(yùn)行中的自重，減輕汽車(chē)的負(fù)擔(dān)，并且這種充電方式因?yàn)槭侵苯訉?duì)電能進(jìn)行輸送，因此蓄電能力較強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)快速的充電，適用于一些耗電量較大的電動(dòng)汽車(chē)。但是這種充電方式對(duì)電池的使用壽命存在一定的影響，并且充電裝安全性無(wú)法進(jìn)行保護(hù)，因此在一些高端的電動(dòng)汽車(chē)方面的使用較少。

直接更換電池法。這種方式安全性更高，直接對(duì)汽車(chē)的電池進(jìn)行更換，一般這種類型的汽車(chē)設(shè)置兩組蓄電池，一組蓄電池可以為汽車(chē)提供能源，保證汽車(chē)的正常運(yùn)行，之后另一組蓄電池可以取下進(jìn)行充電，這樣更換的方式可以進(jìn)一步保證電池在運(yùn)行中的充足性，使得電池在運(yùn)行中使用保持一種電池有電并且另外一組電池備電的狀態(tài)。但是電池進(jìn)行更換需要建立大量的電池更換站，目前無(wú)法達(dá)到智能化管理的要求，需要投入大量的人工和勞動(dòng)力，效率低下。

非接觸式充電。這種充電方式主要是通過(guò)感應(yīng)器件的使用，在汽車(chē)充電的位置上按照感應(yīng)器件，這樣可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛與充電樁之間的非接觸，實(shí)現(xiàn)在汽車(chē)行駛過(guò)程中隨時(shí)充電的要求，不再受到充電樁數(shù)量的限制，但是這種充電方式對(duì)技術(shù)的要求較高，對(duì)于充電速度和充電質(zhì)量無(wú)法保證，因此在實(shí)際使用中這種方式?jīng)]有得到全面的推廣。

電動(dòng)汽車(chē)充電樁運(yùn)行管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

電動(dòng)汽車(chē)無(wú)論使用何種充電方法，充電樁是必不可少的，是將電流與汽車(chē)進(jìn)行聯(lián)系的紐帶，因此對(duì)于充電樁的設(shè)計(jì)非常重要，具體包括：

軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。電動(dòng)汽車(chē)充電樁設(shè)計(jì)需要通過(guò)信息處理裝置進(jìn)行管理，主要包括控制系統(tǒng)、IC卡識(shí)別系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)以及顯示系統(tǒng)。控制系統(tǒng)是將電流與充電樁進(jìn)行聯(lián)系過(guò)程中，可以結(jié)合實(shí)際汽車(chē)充電需求，對(duì)汽車(chē)電池情況進(jìn)行分析，之后制定適宜的充電規(guī)劃，將基本的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，在控制系統(tǒng)的CPU中進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)電池充電與充電樁之間的信息交互，并對(duì)充電過(guò)程中電池運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，保證整個(gè)充電過(guò)程的安全性。IC卡識(shí)別系統(tǒng)則是通過(guò)充電樁控制系統(tǒng)，可以及時(shí)將顧客IC卡中的信息進(jìn)行識(shí)別，掌握充電時(shí)間，以便進(jìn)行合理計(jì)費(fèi)。檢測(cè)系統(tǒng)以及顯示系統(tǒng)是充電裝的輔助系統(tǒng)，通過(guò)檢測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)電池的損耗等情況進(jìn)行分析，便于車(chē)主合理的對(duì)汽車(chē)電池進(jìn)行保養(yǎng)。

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括充電樁需要的充電接口、顯示屏幕、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)連接系統(tǒng)。充電樁為了實(shí)現(xiàn)充電效率的提升，一般在進(jìn)行充電接口的設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用一個(gè)充電樁5-7接口的方式，但是需要對(duì)汽車(chē)電池充電接口的形式進(jìn)行調(diào)查，防止不同的汽車(chē)無(wú)法使用接口的情況，提升充電樁使用效率。其次，也可以使用智能化的裝置，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)收集以及電腦進(jìn)行連接，通過(guò)移動(dòng)設(shè)備更加直觀的費(fèi)用、電池使用明細(xì)進(jìn)行展示。

后臺(tái)監(jiān)控。在進(jìn)行充電樁設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要進(jìn)行后臺(tái)的監(jiān)控，將各個(gè)充電樁的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)于充電樁的電壓、電流輸送以及充電時(shí)間等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這樣可以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)充電樁在運(yùn)行中的故障以及潛在的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省充電樁的維修時(shí)間。其次，可以在后臺(tái)提供信息查詢功能，將各個(gè)位置的充電樁數(shù)量、可使用數(shù)量以及具體位置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)后臺(tái)的形式進(jìn)行展示，形成數(shù)據(jù)庫(kù)，便于汽車(chē)使用人員快速的獲得可充電的充電樁，提升電動(dòng)汽車(chē)的普及率。最后，對(duì)于充值卡可以進(jìn)行后臺(tái)監(jiān)管，將客戶的繳費(fèi)時(shí)間、繳費(fèi)地點(diǎn)以及卡余額進(jìn)行展示，客戶可以及時(shí)的掌握充值卡信息，防止在充電過(guò)程中因?yàn)橘M(fèi)用不足造成的充電中斷，為客戶提供更加智能化的服務(wù)。

現(xiàn)在隨著電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用，安全、便捷的汽車(chē)充電方式顯得愈來(lái)愈重要。因此進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)充電樁的設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行結(jié)合，盡最大程度地提升對(duì)電能的利用效率以及用戶的實(shí)際使用滿意度，保證隨著我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，電動(dòng)汽車(chē)充電樁控制系統(tǒng)發(fā)揮出更大的作用。

（作者單位：黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院）