电动汽车充电桩充电管理系统设计张伟

电动汽车充电桩充电管理系统设计张伟

叶建德张伟

（南瑞集团国网电力科学研究院有限公司211000）

摘要：随着工业的快速发展，致使能源消耗过高，导致我国环境受到严重的污染。而这种情况随着汽车数量不断的增加，变得越来越明显，甚至于出现温室效应和雾霾等多方面比较严重的环境问题，从而在一定程度上给人们的身心健康构成威胁。因此，新型能源汽车的出现，并且大量投入社会市场上进行使用，尤其是电动汽车得到人们的一致好评。但是电动汽车在使用的过程中，需要对其进行充电，以此保证汽车的电力供给以及正常使用，由此也就出现电动汽车充电桩设计和运行管理等相关问题。因此，本文针对电动汽车充电桩充电管理系统设计进行深入的研究。

关键词：电动汽车；充电桩；充电管理；系统设计

目前，电动汽车作为新型能源出现大众视野范围内，其在运行的过程中环保节能，有效减少环境污染，符合当前社会实际发展的需求。但是，电动汽车主要是依靠电池动能完成使用运行，对此，如何进行电池充电，成为人们比较关注的热点话题。因此，必须加大对电动汽车充电桩的设计投入，保证充电桩设计的规范性以及合理性，以而有效提高充电桩的使用效率。

1、电动汽车充电桩主要分类

1.1交流电充电方式

交流电充电方式是电动汽车最基本的充电方式。其主要是合理利用220V或者是380V的交流电源以电流的形式直接引入充电桩之中，然后借助汽车自身的滤波装置以及整流装置，对汽车电池进行直冲，以此为电动汽车提供日常所需的电量能源。但是交流电充电方式花费的时间比较长，并且充电量比较少，主要适用于一些小型的电动汽车。

1.2直流电充电方式

一般情况下，直流电充电方式主要是合理利用地面充电站，从而获取直流电，并且建立充电桩，然后对电动汽车工作电池组进行直接充电，从而有效提升汽车的设计，将汽车运行中的自重进行有效降低，以此减轻电动汽车本身的负担。由于这种充电方式是将电能直接进行输送，所以其蓄电能力相对比较强，从而可以进行快速充电，主要适用于一些耗电量相对比较大的电动汽车。

1.3直接更换电池方式

更换电池的充电方式，其安全性相对比较高。一般情况下，这种充电方式主要适用于两组蓄电池的电动汽车，其一组蓄电池可以为汽车提供所需的能源，保证汽车正常运行使用，而另一组蓄电池则可以取下来进行充电，合理将两组电池进行更换，从而保证汽车运行过程中，电池具有充足的电量能源。但是，电池进行更换必须是建立在大量电池更换站的基础上，需要投入大量的人力资源，目前却无法满足于这种智能化需求。

1.4非接触式充电方式

非接触式充电方式主要是借助相应的感应器件，将其安装在汽车充电的位置上，从而实现汽车与充电设备彼此之间并未发生接触，满足汽车在行驶的过程中随时进行充电的需求，不在受制于充电桩的数量问题。但是这种充电方式对技术要求相对比较高，并且其充电的速度以及质量无法得到保证，致使其在实际使用的过程中，并未进行全方面的推广。

2、电动汽车充电桩充电管理系统的设计

2.1硬件设计

（1）带有光耦的输出电路设计

在电动汽车充电桩充电管理系统设计的整个过程中，首先要对光耦输出电路设计以及充电桩管理系统进行全方面了解，并且对其加强管理。在对光耦输出电路实际设计的过程中，其主要是对PWM光波电路进行了解，并且将其合理运用到充电桩管理系统之中，以此对STM32为一体的输出光波电压进行有效控制，促使其持续保持在正常范围之内，并且通过光耦转换作用，将电压的波动值控制在有效的范围内，然后进行光耦输出。除此之外，在实际系统设计过程中，为了有效避免其他光波影响PWM光波，必须对隔离干扰光耦电路输出加强管理设计。

（2）带有光耦的通信电路设计

电动汽车充电桩充电管理系统在设计的整个过程中，必须依据充电管理系统发展的实际需求，从而对充电管理系统进行全面设计，同时建立一个相对比较独立的通信功能系统。而在通信功能系统实际设计的过程中，主要是合理借助光耦模块，以此对通信系统进行设计。而在通信系统实际设计的整个过程中，其主要设计工作是对系统内部的RS485收发器芯片进行设计，以此对通信系统的安全性以及高效性提供保障。同时将电源管理模块和电源独立接地线模块二者有机的结合为一体，只有这样，才能保证在实际系统设计过程中快速有效的找到通信功能设计的接入点。另外，为了满足芯片传输和发送功能的实际发展需求，必须对光耦通信电路系统内部的ISL3152E芯片进行针对性的设计，与此同时，还要对通信系统的传输以及讯源的稳定性进行合理的设计。

2.2软件设计

在对电动汽车充电桩充电管理系统进行设计的过程中，有针对性的对充电管理系统的具体流程进行合理管理。一般情况下，在电动汽车充电桩充电系统实际设计的过程中，首先要对充电管理系统的充电流程加强管理，从而保证整个系统在实际系统运行中的稳定性，为电动汽车提供方便快捷的充电作业服务。

在充电管理系统软件方面设计的过程中，主要是将充电管理系统设计的相关数据进行整理备案，然后将其记录在FM31256存储器内部之中，当存储器进行检验维修时，就可以从中获得相关的检验信息。一般情况下，电动汽车充电桩充电管理系统进行软件设计，主要是对程序框图进行合理的设计，从而根据系统运行中的相关数据，对整个系统的实际运转情况进行全方面的了解。

3、电动汽车充电桩充电管理系统的数据集成方案设计分析

在电动汽车充电桩充电管理系统进行实际设计的过程中，必须有针对性的对充电管理系统的相关数据集成方案的应用进行合理设计。基于此，在充电管理系统中相关数据的实际设计过程中，必须对相关数据信息进行收集、整理及归类等处理工作。一般情况下，充电管理系统常用的数据集成方案分为两种，而这两种数据集成设计方案虽然所依据的数据信息类别大有不同，但是所引起的效果是相同的。基于此，以C++语言设计通讯为主要案例，对其进行阐述说明。首先必须对系统应用相关数据信息进行收集整理，依据数据信息的实际变化情况进行全面分析，从而对系统的协调功能进行合理设计，从而保证充电管理系统的稳定性。除此之外，在系统数据集成方案设计过程中，主要是合理利用无线传输PULL采集形式，从而对实际数据集成中的相关数据进行传输应用，并且借助无线信号对数据传输和系统的信息传输终端二者进行相互转换，从而有针对性的进行相关数据信息传输采集，从而保证数据传输和采集的实际运行过程中，对充电管理系统自身的功能进行有效提升。

结束语

综上所述，近年来，随着电动汽车产业的不断发展与进步，及其普遍应用，从而对电动汽车充电方式的安全性及便捷性要求越来越高。基于此，必须结合当前社会实际发展情况，对电动汽车充电桩进行合理设计，从而提升电能的使用效率以及用户的满意度，以此保证电动汽车充电桩管理系统得到充分发挥。

参考文献

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[3]王清品,罗印升,宋伟.电动汽车充电桩充电管理系统设计[J].机械设计与制造工程,2016,(3):57-60.