基于电动汽车智能充电桩系统的研究

基于电动汽车智能充电桩系统的研究

董晖

（国网山东省电力公司德州市陵城区供电公司山东德州253500）

摘要：随着科技的发展和社会的进步，人们生活水平在不断提升，人们对汽车的需求量越来越大。伴随着汽车保有量的提升，由汽车排放导致的环境污染问题日益突出。电动汽车是一种环保型汽车可以实现零排放，已经成为汽车行业发展的必然趋势。目前很多国家开始加大对电动汽车的开发力度，然而为了促进电动汽车行业的顺利发展，必须要加强对充电设施的完善。所以加大对电动汽车智能充电桩系统的研究就成为我们面临的重要问题，只有促进充电动汽车充电的智能化和快速化，才能真正促进电动汽车行业的顺利发展。

关键词：电动汽车；智能充电桩系统；研究

通常人们所使用的汽车多使用石化燃料，不仅造成了很大程度的环境污染，而且也加快了对石油这种不可再生资源的开发利用，导致石油储存量越来越少。为了解决此问题，很多国家开始加快了电动汽车的研发与生产步伐。电动汽车不仅污染少、噪音低而且驾驶更加方便简单，已经成为人们更佳的选择。然而因为电动汽车存在续航能力弱、充电时间长、充电不方便等一系列缺点也在很大程度上阻碍了电动汽车业的发展。我国幅员辽阔，跨越了多个温度带，自然环境较为复杂，加之充电桩常工作在强电磁的环境下，这些都对电动汽车智能充电桩的设计提出了更高的要求，电动汽车智能充电桩系统，既能够实现随时随地对电动汽车充电，还能够维护动力电池，操作更加方便，实现了智能化发展。

1电动汽车充电方法及建设充电桩系统的必要性

当前情况下，电动汽车的充电方式主要包括以下几种：第一，交流充电。使用220V或380V的交流电对电动汽车安装的蓄电池进行充电，充电时间很长且充电功率小，更适用于小型纯电动车和混合动力汽车。第二，直流充电。这种充电方式直接由地面充电机对车上的蓄电池充电，功率较大、充电速度快。同时不需要安装车载充电设施，能够减轻汽车自重，一般运用于电动公交车等。第三，更换电池组。使用更换电池组充电的汽车需要具备两组蓄电池，当汽车电量不足时，拆下电池更换另一组，充电过程最短。此种充电方式需要配备一定数量的电池更换站，且人工成本较高，基本不被采用。

由于目前电动汽车采用的充电方式均存在不足和缺陷，因此开发研究智能化的充电方式十分迫切。建设电动汽车智能充电桩系统的必要性包括以下几个方面：首先，当前因汽车排放带来的污染十分严重，电动汽车零排放、噪音小的优势得到了广泛认可。因此，对电动汽车充电系统的建设就成为必然，其如同目前存在的加油站一样重要，必须满足电动汽车的充电需求。其次，目前很多电动汽车的电池都使用能效高、体积小的锂电子电池，这种电池的充放电要求更高，如果充电系统无法做到智能、科学就很可能对电池造成不可逆转的损害，甚至会危及人们的安全。

2电动汽车智能充电桩监控系统的功能

2.1建设充电桩系统的可行模式

建设充电桩系统具有两种可行模式：第一，建设交流充电桩。交流充电桩可以建设在居民小区的停车场内，为居民家用电动车和环卫清洁电动车等各种小型电动汽车进行充电，其最大的优势为可以在夜间汽车闲置期间为汽车充电，避免影响汽车的正常使用。第二，建设直流充电桩。通常直流充电桩应建立在电动公交汽车站及一些大型电动汽车较多的场合，能够实现对大型电动汽车的快速充电。但是，由于直流充电桩的功率相对较大，会对电网造成一定的冲击，在建设时必须要加强对电网的保护。

2.2充电桩监控系统的主要功能

第一，识别IC卡的功能，通过识别手持IC卡激活充电桩并进行计费。第二，检测和保护充电桩交流电源的电压和电流。第三，监控电动汽车蓄电池的充电状态、电压、电流等。第四，具有通信功能，可以实现与上级管理层之间的通信，并交换数据信息。第五，维护电池的功能，在充电过程中检测电池的状态，实现对电池的保护。

2.3应具备较强的抗电磁干扰能力

另外整个充电桩系统应具备较强的抗电磁干扰能力。电磁环境影响是由电磁感应造成的信息传输干扰现象。当今社会，无线移动通信技术快速发展，电磁干扰已经成为最为常见的现象之一。针对有强电磁干扰的工作环境，在设计电动汽车智能充电桩时，需要着重考虑电气布局，从而降低各种电磁干扰造成的复杂影响，确保电动汽车智能充电桩能正常运转。

3智能充电桩监控系统的设计

3.1硬件框架组成

首先，中央主控板是监控系统的核心部分，对从启动到关闭的整个充电过程进行实时监控并利用通信模块适时将数据传送到后台，对充电桩的运行状态进行实时监测，出现异常及时切断电源，避免对电动汽车和充电桩造成损害。其次，用户可以利用IC识别系统来激活充电桩，IC读卡器可以识别用户IC卡上的个人信息并显示余额。再次，显示屏可以显示充电过程中的充电模式、充电状态及电流电压等。此外，充电桩的硬件系统还包括检测芯片、键盘等其它设备。

3.2软件构成

当电动汽车需要充电时，用户需要将汽车的充电口连接到充电桩的充电手柄，并使用IC卡激活充电桩，如果连接状态出现异常则会发出报警提示音。经过IC卡读卡器识别身份之后，用户可以根据需求选择充电模式、充电时间，此时充电桩将对电池状态进行检测，如果用户选择的充电模式与电池当前的状态不匹配，充电桩会发出警报提示音并提示合理充电模式选项。在用户选择合适的充电模式之后，充电桩开始给汽车电池充电，此时显示屏上会显示出用户的信息、余额及充电剩余时间等信息。等到充电完成，充电桩会发出提示音，计费停止，打印出票据，用户便可以离开。客户离开之后充电桩会自动进入锁定待用状态。

4总结

随着人们生活水平的不断提升，汽车数量在持续增加，由汽车尾气造成的环境污染日益加剧。电动汽车是解决此类环境问题的重要措施，因此对电动汽车的研究和开发成为很多国家的必然选择。为了推动电动汽车行业的发展，就必须要加快电动汽车充电设施的建设，所以我们必须加快对电动汽车智能充电桩系统的研究，促进电动汽车充电过程向智能化、快速化发展。

参考文献：

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