电动汽车充电桩的控制系统研究与设计

蓝天宇

摘 要：随着社会经济的快速发展，汽车保有量越来越大，汽车尾气对环境的污染问题也越来越严重，为了治理环境，必须减少甚至消除汽车尾气，电动汽车就在这种背景下出现。电动汽车靠电力提供动力，充电桩是电动汽车的电力来源，因此，对充电桩的研究是十分有意义的。

关键词：电动汽车；充电桩；控制系统

0 引言

电动汽车是利用蓄电的车载电池放电提供动力，而电池的蓄电要靠充电桩来实现，所以对充电桩的研究就变得十分重要，充电桩的设计是否科学，直接影响电动汽车整个行业的发展，也是人们在使用电动汽车过程中考虑和担心最多的问题。

1 充电桩监控系统实现的功能

充电桩的监控系统可以实现以下这些功能：

（1）可以通过刷IC卡计费来对电动汽车充电。

（2）可以时时检测电动汽车充电桩以及电动汽车蓄电池的电压、电流，防止电压、电流不稳定给汽车充电带来安全隐患。

（3）具有联网功能，实现充电桩与维修管理人员之间时时通信，以利于维修人员在发现充电桩出问题后第一时间维修。

整个控制系统主程序流程图如图1所示：

控制系统软件功能模块图如图2所示：

2 系统设计

2.1 硬件设计

电动汽车的硬件系统主要包括以下这些部分：主控板、监控板、IC卡读写器、数字电表、移动通信模块、触摸屏、指示灯、按键等。硬件系统的硬件组成如图3所示：

在这协结构中，主控板是最重要的一部分，它是整个硬件系统的核心，对系统的运行起到了控制的作用，它控制着充电桩的启动、运行、数据传输、系统监测、关闭等。对主控板的设计要非常重视。

2.2 软件设计

软件系统是电动汽车充电时必不可少的一部分，其中最重要的是IC卡读写器，它直接识别电动汽车用户是否刷卡，以及对用户刷卡后的操作进行提示并对充电桩的运行情况进行检测。用户在刷卡后，根据显示器上的提示在键盘上对充电模式进行选择，然后启动充电桩，此时主程序会对连接情况、模式是否选择等进行判别，充电启动后，还会对用户信息、IC卡余额、充满电所需时间进行显示，最后由显示灯判别是否充电结束，是否计费等等，这些都是软件系统发挥的作用。主程序分为以下这几个模块：中央控制模块、IC卡识别模块、通讯模块、现实模块、打印机模块、检测模块。在这6个模块的相互协调配合下完成对电动汽车的充电。

2.3 环境及电磁兼容设计

电动汽车充电桩需要广泛的修建在各个地方以方便车主快速找到充电桩，且大多数的充电桩都需要修建在室外，因此，充电桩需要经受住环境的考验，要能抵抗风雪、高温、低温、日晒雨淋以及电磁的干扰。在充电桩的选材上经过需要全方位考虑和对比，主体采用镀锌钢板，并且在外表上采用烤漆工艺进行刷漆，避免主体在雨雪的侵蚀下生锈而损坏。在结构及设计工艺上采用交叉覆盖工艺，严格保证充电桩的防护等级，将雨雪、水汽、灰尘等都阻隔在外面，同时也要保障内部的通风以利于内部元件的散热。

3 实际应用

在实际应用中，可以在本设计的基础上，对已有的电动充电桩进行改进升级，也可以直接利用本设计制造新的充电桩，然后可以采用与电动汽车公司合作以及在政府部门的支持下，将充电桩进行系统化的安装管理。

4 结语

本文对电动汽车充电桩的控制系统的设计，使电动汽车充电桩的操作简便、集成化程度高，实现了充电桩的信息化管理，对电动汽車行业的发展起到十分重要的作用。该系统的设计以用户为基础，将用户的体验感受放到设计的第一位，要使用户感受到充电的便捷、安全、快速。

参考文献

[1]兰琴丽，周晨，孙燚.电动汽车充电桩控制系统开发[J].电子技术与软件工程，2016，（24）：40.

[2]汪子夜.電动汽车充电桩调度管理系统研究与设计[D].电子科技大学，2016.

（作者单位：河海大学能电学院）