宋兵兵

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：目前，隨著我國社會經濟的快速發展，我國的各個領域都取得了突破性的發展，尤其是在電動汽車充電樁的設計方法，新型的電動汽車充電樁設計已經廣泛的受到了人民群眾的青睞與認可，而這種發展前景也是非常可觀的，從而使越來越多的人更加重視該行業的發展。但是無論哪一行業的發展，都有利有弊，在電動汽車充電樁設計與應用方面仍然存在一些不足與問題，因此，本文主要就電動汽車充電樁設計與應用進行分析，希望能夠進一步促進該行業的現代化發展。

關鍵詞：電動汽車；充電樁；設計；應用

前言

  目前，因為我國各個領域的快速發展，導致對能源的消耗也越來越嚴重，從而增加了能源的消耗量，促使整個世界都在面臨比較大的能源危機，同時，全球的石油資源存儲量也在不斷的下降，空氣污染、環境污染、全球變暖等情況也日益惡化，越來越多的國家開始重視汽車行業節能減排的相關工作，也將其作為汽車行業的主要發展方向。電動汽車作為汽車行業中的主要產品之一，其自身就具有比較強的環保功能，其所使用的電池也為環保電池，從而更好的滿足了節能減排的相關標準與原則，所以，應該進一步對其充電樁的設計進行研究，將這種充電方式作為電動汽車未來發展的主要模式。

一、電動汽車充電樁的發展現狀

  近些年來，在我國內的電網公司中，已經陸陸續續建立了600余座充電站，同時也建立了20000余臺分散的充電樁，這也就標志著，電動汽車充電樁的發展已經具有了一定的規模。就目前的發展情況來說，因為智能化時代的到來，越來越多的汽車企業提出了智能充電的電動汽車充電樁設計，同時也能夠設計與其匹配的智能服務云平臺，但是這種建設模式還不成熟，仍然需要進行深入的研究。

二、電動汽車充電樁的設計形式

1、電動汽車交流充電樁

  在建設交流充電樁時，應該采用390V和220V的交流電壓，并且這兩種電壓的獲得也非常容易，在其進行地面充電樁時，能夠對環衛清潔車、家用電動汽車等小型的電動汽車進行充電，其主要的優勢就是能夠在車輛不在被使用時進行充電。

2、電動汽車直流充電樁

  在一些大型的電動汽車或者電動公交車等場合，可以建設電動汽車直流充電樁，從而可以對經過的車輛進行快速充電。直流充電樁的功率要比交流充電樁的功率大，這樣一來就會對電網產生一定的沖擊性，所以在建設直流充電樁時，應該著重建立對電網的保護措施。

三、電動汽車充電樁的設計與應用

1、硬件設計

  在充電樁的設計過程中，硬件的設計屬于一個核心設計環節，所以，在過程中，應該使用C44Box對充電樁內的電池管理系統進行有效的控制，而這個處理器的作用就是能夠有效的進行控制，而后在利用整個網絡通信對信息進行準確的統計和采集。

在本次所涉及到的控制系統中，應該確保客戶能夠控制系統，同時也能夠通過系統查詢到充電卡內的余額，并且及時的顯示到屏幕中，從而能夠清晰的顯示出充電所需要的時間和目前電池的電量。同時，時間控制系統主要由單元處理器、電能輸出以及電源電路等若干各硬件組成，并且，在這其中需要利用一個電路對放電進行控制，其由信號調理電路和采集電路所組成，該電路的主要作用就是能夠控制系統內電源的整體輸出，從而保證系統的運行。

2、NandFlash電路設計

  在控制充電樁控制系統時，需要通過處理器對硬件部分進行有效的處理和控制，在這其中調度工作屬于非常重要的操作步驟之一，其啟動的程序需要在ROM內進行，同時，在完成操作后，也會準確的將一些記錄記錄在控制系統內，并且將其儲存在NandFlash中，比如，電壓、電流和傳感器等數據等，通過數據的儲存和記錄，能夠進一步提升人機交換的速度。

3、LCD接口的設計

  在設計LCD接口時，可以利用S3C44BOX芯片進行設計，將其作為控制芯片，在S3C44BOX的控制下，能夠實現對屏幕的控制，利用LCD驅動控制器，能夠準確的找到LCD接口的像素數據和時序，在利用相關數據編寫總線寬度程序，對于LCD接口中的信號來說，其中主要包括VCLK像時重信號、VFRAME同步信號、AV信號以及VLINE同步脈沖信號。

4、導引電路的設計

  對于導引電路來說，其主要的作用就是能夠在充電前對接口進行各方面的檢查，所以，在連接充電裝置和電功率等工作時，應該要確保信息的準確性，同時也要做好充電時的監管工作。當電動汽車和充電樁之間進行連接時，應該通過充電電纜進行連接，為了能夠實現這一目的與原理，應該在充電前，對充電樁進行控制，并且詳細的記錄好控制和監測數據，在完成記錄后，對電壓值是否符合要求進行判斷，同時，應該確認好接口之間的連接，這樣一來就能夠確保整個過程的安穩性。

四、安科瑞充電樁運營管理平臺

1、系統架構

  安科瑞Acrelcloud-充電樁收費運營云平臺系統通過物聯網技術對接入系統的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數據采集和監控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警；用戶通過微信小程序掃描二維碼，進行支付后，系統發起充電請求，控制二維碼對應的充電樁完成電動汽車的充電過程。

  充電樁可選配WIFI模塊或GPRS模塊接入互聯網，配合加密技術和秘鑰分發技術，基于TCP/IP的數據交互協議，與云端進行直連。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，具體功能如下：

資源管理：充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁運行監測，充電樁異常交易監測。

交易結算：充電價格策略管理，預收費管理，賬單管理，營收和財務相關報表

用戶管理：用戶注冊，用戶登錄，用戶帳戶管理，消息管理

充電服務：充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結算，導航等

微信小程序：掃碼充電，賬單支付等功能

數據服務：數據采集，短信提醒，數據存儲和解析

變壓器監控：監控充電站變壓器負荷，每個充電站配備一塊ARCM300T無線表，超負荷時系統自動對充電樁的進行調度管理，即當負荷超過百分之五十時，系統會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為百分之五十，當變壓器負荷超過百分之八十時，系統將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為止。

2、平臺功能

2.1平臺登錄

在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權限密碼，進行登錄，防止未授權人員瀏覽有關信息。

2.2平臺首頁

  平臺首頁總覽每天的數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時長，累計的數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時長，以及相應的環比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導航、本月充電統計。

2.3實時監控

?充電站監控

充電站監控頁面監視用戶充電槍總數、正在充電的槍數、空閑槍數、插槍數量、故障槍數量等，匯總了用戶擁有各樁的當日充電總次數、總電量、總時長，進行負荷限制、故障查詢。

?充電槍監控

充電樁監控頁面充電槍的基本信息、今日充電電量、今日充電次數、今日充電時長和累計充電電量、累計充電次數、累計充電時長等、充電電壓電流等參數。

2.4微信小程序

?搜索與使用

微信小程序可以通過掃描二維碼和微信文字搜索找到，點擊后可以加入到小程序列表，如下圖所示

?授權登錄界面

用戶通過搜索或者掃碼等途徑初次打開小程序時，會進入這個頁面，需要用戶授權登錄才可以進入小程序主功能頁面，如圖所示：

?主功能頁

初次進入主功能頁時需要授權定位才可以使用地圖相關功能，在地圖上查看到當前所在區域的充電站，查看充電站信息，可以進行掃碼充電操作，地圖導航等。

?充電

掃描充電槍上的二維碼，如果當前充電樁可用即可進入充電選擇頁面，可以查看到當前的充電站名稱、充電槍名稱，以及當前的賬戶余額，電價和預計可充電量等數據，還可以查看當前賬戶的歷史充電記錄。充電方式分為按時間充電、按金額充電、按電量充電這三種方式。充電結束可以進進行評價。

 

?個人信息

個人信息可以顯示當前登錄賬號的昵稱和余額，同時包括、充值、充值記錄查詢、賬單查詢、充電記錄查詢、設置支付密碼等功能

3、硬件配置

3.1平臺服務器：建議按照我方推薦配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。

推薦硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）

 

若客戶自己租用阿里云服務器，服務器配置根據充電槍點數的不同，分別如下：

3.2現場推薦硬件配置清單：

 

五、結語

  綜上所述，在設計充電樁時，應該對其電流、電功率等進行充分的分析，同時也要分析好原理圖，通過車載充電和原理圖中的內容，能夠有效的將其與控制器進行結合，從而對硬件的設計進行各方面的研究。另外，電動汽車充電樁的工作原理也是非常復雜的，其內在設計的程序也非常繁瑣，所以，需要要在日后的工作中進行深入的研究，從而進一步提高電動汽車充電樁設計的各方面性。

 

 

參考文獻

[1]康強,顧鵬云,李潔,左曙光.電動汽車電驅動總成噪聲傳遞特性測試和分析[J].噪聲與振動控制

[2]盧冬雪.電動汽車充電樁設計與應用研究

[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版