機坪自動引導充電的充電樁設計研究

李興旺

摘要：為了進一步滿足機場綠色發展的需求，在本文的研究當中設計發明了一種自動引導充電樁，該充電樁能夠滿足機場電動特種車輛的工作需求。首先，本文對具體的設計模塊展開了分析，并結合具體的設計模塊分析了該充電樁的具體優勢。

關鍵詞：機場;自動引導;充電樁;新能源

環境問題已備受人們關注，在提倡節能減排的良好形勢下，民航要求機場將特種車輛的驅動能源由傳統的石化能源改為電能等清潔能源，為此，機場的“油改電”工作為大勢所趨，適用于機場使用的充電樁為剛性需求。目前充電樁的應用技術已經成熟，許多公司具備成熟的生產技術，并且產品多樣化，功能迥異，但是都是針對開放環境下的大環境使用的。機場是一個封閉，具有清晰邊界，管理集中高效的場所，因此目前的充電樁并不適用。為了進一步滿足機場的使用需求，在本文的研究當中設計了一種機場用的自動引導充電充電樁。

1.充電樁模塊設計分析

在本文當中所設計的充電樁包括主控模塊、監測和路徑規劃模塊、UI操作界面、存儲模塊、無線通信單元、有線通信單元和電源轉換單元;主控模塊與監測和路徑規劃模塊、UI操作界面、存儲模塊、無線通信單元、有線通信單元和電源轉換單元相連接;本發明優點：在機場設立智能充電樁方便對移動充電單元進行充電，并可漸漸減輕機場領域對石化能源的依賴，而使用清潔能源。通過無線網對機場移動用電車輛進行實時監控，一定程度上減輕運行指揮工作量，減少機場人員工作壓力。當移動用電車輛的電量不夠時，智能充電樁主動提醒司機充電，并且為之規劃好路徑，引導司機以最快速度找到適宜的充電樁?？捎行Ч澥∧茉?，降低碳排放量，提高機場的管理水平。

其中主控模塊為充電樁的控制核心，負責數據的分類處理，各模塊的工況監測，控制按時間、按電量、按金額多種充電方式以及數據的有線和無線傳輸，其分別與監測和路徑規劃模塊、UI操作界面、存儲模塊、無線通信單元、有線通信單元和電源轉換單元相連接;監測和路徑規劃模塊通過無線通信單元自動監測移動用電設備以及充電樁的狀態;并通過485或者232接口將數據傳給主控模塊進行判斷與決策;UI操作界面為用戶操作界面，由鍵盤和顯示器組成; 存儲模塊用于將每個操作員對應的移動用電設備使用的電量、時間、時間段、充電方式以及充電樁的運行狀態、功率大小和操作人員信息進行存儲;無線通信單元實現充電樁和移動用電設備之間的通信;有線通信單元負責將充電樁的使用狀態、故障狀態、已使用的電量信息以及對應的移動用電設備信息通過有線數據網絡傳輸給航站樓監控設備;電源轉換單元為充電樁的供電裝置，主要用于實現將市電轉換為機場移動用電設備所需的電源，主控模塊采用ARM或者FPGA高效處理芯片。電源轉換單元包括：電源轉換部、直流輸出部和通用交流輸出部;其中：電源轉換部為電源整流和變頻處理電路，其輸入端與市電連接，兩個輸出端分別與直流輸出部和通用交流輸出部相連接;直流輸出部為直流電輸出接口，其與移動用電設備直流接口相連接;通用交流輸出部為50Hz交流電輸出接口，其與移動用電設備的交流接口相連接。監測和路徑規劃模塊為由微處控制器芯片構成的數據處理裝置。

2.該充電樁的優點分析

此充電樁結合機場實際情況，不僅可以達到“油改電”效果，還可在以一定程度下對機場移動用電設備進行管理，有助于提高機場的智能化水平。

1.在機場設立智能充電樁可方便對移動充電單元進行充電，并可漸漸減輕機場領域對石化能源的依賴，而使用清潔能源。

2.通過無線網對機場移動用電車輛進行實時監控，一定程度上減輕運行指揮的工作量，減少機場人員工作壓力。

3.當移動用電車輛的電量不夠時，智能充電樁主動提醒司機充電，并且為之規劃好路徑，引導司機以最快速度找到適宜的充電樁?？捎行Ч澥∧茉?，降低碳排放量。

4.提高機場的管理水平，減少機坪上的交通事故。

5.具有良好的針對性：首先可將市電轉換為機場移動用電設備所需的直流和交流電源。其次可對移動用電設備以及自身的狀態進行監測，并且確定其在機場中的相對位置，規劃好最優路徑，然后通過無線網絡主動引導用電單元進行充電。第三可存儲用電單元的用電情況，供機場和航空公司以及第三方查看，并結合機場的結算方式，采用月結、實時結等多種結算方式。

新能源是我國的重點發展戰略，關系到我國未來很長一段時間的發展。機場管理中也應加強新能源車輛的使用。在本文的研究當中設計了充電樁為特種新能源車輛在實際中的應用奠定了必要的基礎。但是鑒于筆者水平限制，本文所設計的充電樁還存在著一定的技術缺陷。為此，還希望能有更多的專業技術人員參與到該課題的研究當中。

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