電動汽車充電樁的設(shè)計探討

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1、電動汽車充電樁的設(shè)計探討廣州南方電力集團科技發(fā)展有限公司廣東廣州510310摘要：隨著電動汽車的逐漸普及，充換電站與充電樁的建設(shè)得到了人們的重視。木文主要針對電動汽車充電樁的設(shè)計展幵了探討，對系統(tǒng)的概述及架構(gòu)設(shè)計作了詳細的介紹說明，并結(jié)合了其體的實例，以期能為有關(guān)方面的需要提供有益的參考和借鑒。關(guān)鍵詞：電動汽車；充電樁；探討電動汽車是國家大力提倡并受政府重點支持的產(chǎn)業(yè)，但電動汽車的充電樁建設(shè)成為制約電動汽車發(fā)展的一個瓶頸問題。因此，為了有效的推動充電樁的建設(shè)，我們就需要釆取有效的技術(shù)做好充電樁的

2、設(shè)計，以此為建設(shè)帶來幫助。系統(tǒng)概述木系統(tǒng)是基于云計算平臺基礎(chǔ)上，幵發(fā)的一種智能充電設(shè)備，用以完成為電動汽車電池充電操作，并實現(xiàn)充電樁的有序充電管理，實現(xiàn)充電過程的規(guī)劃、監(jiān)控、計費和調(diào)度管理。工作原理如圖1所示?；谠朴嬎闫脚_的電動汽車充電樁主要伍括云客戶端、通信模塊、監(jiān)控模塊和人機交互裝置。由云客戶端接收并處理工作請求及指令，并經(jīng)通信模塊與云服務(wù)器端通信接收控制信息、參數(shù)設(shè)置信息、分時電價信息、設(shè)備運行控制命令及配置信息上傳/下載、計量/計費數(shù)據(jù)上傳/下載功能，由監(jiān)控模塊采集監(jiān)控板數(shù)據(jù)、電池數(shù)據(jù)

3、、充電數(shù)據(jù)、充電機數(shù)據(jù)和表計數(shù)據(jù)，由人機交互裝置輸入操作命令、顯示操作結(jié)果并打印票據(jù)。系統(tǒng)所采用的支撐技術(shù)云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)、易擴展且虛擬化的資源，計算分布在大量的分布式計算機上而非木地客戶端或遠程服務(wù)器中，客廣端根據(jù)需求通過網(wǎng)絡(luò)訪問計算機和存儲系統(tǒng)，實現(xiàn)整個操作進程在木地和遠端的靈活分配，以減少終端的處理負擔(dān)，提高計算處理能力。其中，云服務(wù)器端是通過網(wǎng)絡(luò)整合多個計算實體而成的具有強大計算能力的系統(tǒng)，以并行計算為核心，按需調(diào)度計算任務(wù)分配和計

4、算資源，采用分布式存儲系統(tǒng)，實現(xiàn)海量存儲功能，具有更高的安全性。(1)云客戶端。云客戶端即中央處理器設(shè)備，是整個設(shè)備的核心部分，采用超低功能IntelPentiumM處理器和WindowsXPEmbedded多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng)，具有獨特的32位計算體系結(jié)構(gòu)，以及完全保護的內(nèi)存模型，能夠滿足信息采集記錄、信息查詢顯示，視頻監(jiān)控、通信和急?？刂频榷嗳蝿?wù)的并行執(zhí)行。(2)通信模塊。用于云客戶端與云服務(wù)器端信，能夠采用GPRS,EDGE,CDMA、3G、4G、WIFI或電力無線專網(wǎng)完成云客戶端與云服務(wù)

5、器端的數(shù)據(jù)交互。(3)監(jiān)控模塊。用于采集充電樁運行吋的各類數(shù)據(jù)，其中包括監(jiān)控板采集的模擬量數(shù)據(jù)、開關(guān)量數(shù)據(jù)和輸出控制；數(shù)字電表采集的充電電量信息；充電機監(jiān)控模塊采集的充電樁的充電機參數(shù)、電流和電壓等運行數(shù)據(jù)；電池監(jiān)控模塊采集電池電流、電壓和溫度信息；充電監(jiān)控模塊采集的充電過程數(shù)據(jù)。采集后的數(shù)據(jù)經(jīng)云客戶端處理后發(fā)送至云服務(wù)器端進行存儲和計算，并返冋相應(yīng)操作指令至云客戶端。(4)人機交互設(shè)備。包括觸摸屏、打印機和讀卡器等，通過觸摸屏輸入控制命令，包括設(shè)備配置、操作命令輸入等操作，并顯示處理結(jié)果；通過

6、打印機打印票據(jù)；通過讀卡器對1C卡數(shù)據(jù)進行讀寫操作。系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計圖1電動汽車充電樁工作原理1總體設(shè)計方案實現(xiàn)了電動汽車充電樁為電動汽車電池充電的同吋，完成充電過程的規(guī)劃、計費管理，按照電網(wǎng)谷峰等參數(shù)與電網(wǎng)進行實時互動，由云服務(wù)器端參考整個區(qū)域范圍內(nèi)的電網(wǎng)參數(shù)來制訂充電樁運行計劃，實現(xiàn)對用電操作的遠程調(diào)度和充電過程的遠程控制，實現(xiàn)冇序用電管理，減少充電操作對電網(wǎng)的影響。具冇安全性高，維護、擴展和功能增加方便的優(yōu)點。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總體設(shè)計方案如圖2所表示。圖2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總體設(shè)計方案1一云客戶端2—通信模塊

7、3—監(jiān)控板4一電池監(jiān)控模塊5—充電監(jiān)控模塊6—充電機監(jiān)控模塊7—1C卡讀寫器8—數(shù)字電表9一人機交互裝置10-微型打印機20—云服務(wù)器端2云客戶端為滿足對充電樁可靠性和實時多任務(wù)的要求，云客戶端采用多任務(wù)、多線程的膚入式WindowsXPEmbedded操作系統(tǒng)作為應(yīng)用軟件平臺。系統(tǒng)工作流程設(shè)計方案如圖3所示。該系統(tǒng)基于二進制，采用使用應(yīng)用程序組的模式，包含10000多個獨立的功能組件，獨特的搶先型多任務(wù)體系結(jié)構(gòu)，允許多個應(yīng)用程序同吋運行，具有更強的實吋處理能力，和更高的可靠性、全功能、連通性及

8、快速性。本設(shè)備應(yīng)用該技術(shù)后實現(xiàn)了以下功能。圖3系統(tǒng)工作流程設(shè)計方案(1)充電樁接收到服務(wù)指令后上傳至云服務(wù)器端，由云服務(wù)器端結(jié)合所處區(qū)域、吋間、充電方式及電網(wǎng)谷峰值等參數(shù)決定是否進行充電操作，并參考整個區(qū)域范圍內(nèi)的電網(wǎng)參數(shù)來制訂充電樁運行計劃，實現(xiàn)對用電操作的調(diào)度、對充電樁的使用進行規(guī)劃和充電樁的有序充電管理。(2)將充電樁的部署配置信息上傳到云服務(wù)器端進行保存，維修或更換設(shè)備吋從云服務(wù)器端下載相應(yīng)的部署配置信息并應(yīng)用。(3)充電過程監(jiān)控數(shù)據(jù)能夠全部保存到云服務(wù)器端以供服務(wù)中心監(jiān)控；數(shù)據(jù)傳輸時采