摘要：針對電動汽車電池壽命嚴(yán)重不足、不能及時充電的問題，將電力電子變流技術(shù)、智能監(jiān)控技術(shù)、REIP無線射頻技術(shù)和CAN總線技術(shù)應(yīng)用于電動汽車智能充電樁的設(shè)計和研究。開展了無人值守智能電動汽車充電樁的現(xiàn)實依據(jù)和理論可行性分析，提出了具有CAN總線網(wǎng)絡(luò)通信功能和無人值守功能的電動汽車智能充電樁的軟件設(shè)計方法和硬件結(jié)構(gòu)組成方案，將各電動汽車智能充電樁視為智能節(jié)點，建立了上機組態(tài)監(jiān)控與下機數(shù)據(jù)采集相結(jié)合的系統(tǒng)整體框架。在組態(tài)軟件MCGS上，對電動汽車智能充電樁的人機交互界面進(jìn)行了模擬演示試驗，并對電池充電過程中的參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行了采集和分析。研究結(jié)果表明，電動汽車智能充電樁能快速給電動汽車充電，具有完善的遠(yuǎn)程通信和監(jiān)控功能，保證了電動汽車的續(xù)航能力。

關(guān)鍵詞：電動汽車；充電樁；REIP無線射頻；智能監(jiān)控；CAN總線；

0引言

傳統(tǒng)石化燃料的使用不僅對大氣造成了很大的污染，而且作為一種不可再生能源，儲量也越來越少。目前，許多國家和科研機構(gòu)正積極致力于電動汽車的研發(fā)和生產(chǎn)。中國在電動汽車行業(yè)起步較早，發(fā)展迅速。電動汽車的發(fā)展已成為節(jié)能減排和改善地球環(huán)境的必然趨勢。電動汽車以其零污染、零噪音、駕駛簡單等優(yōu)點，一度成為人們關(guān)注的焦點，但電動汽車?yán)m(xù)航能力弱、充電不便等缺點也成為限制廣泛使用的障礙。目前，電動汽車采用蓄能電池作為動力源。當(dāng)電壓較低時，需要供電，否則性能會受到很大影響。目前國內(nèi)充電模式很多，如電池組快速更換、快速充電、常規(guī)充電等，但動力電池體積大、重量大、更換不方便。電動汽車智能充電樁不僅可以解決電動汽車隨時隨地充電的問題，還可以維護(hù)動力電池，具有人性化的人機交互界面和完善的通信能力，確保用戶操作簡單，實現(xiàn)智能化。本研究將電力電子變流技術(shù)、智能監(jiān)控技術(shù)、REIP無線射頻技術(shù)應(yīng)用于電動汽車智能充電樁的設(shè)計和研究。

1電動汽車(EV)充電樁監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

建造交流充電樁。在社區(qū)停車場建造交流充電樁，采用220V或390V交流電壓，容易獲得。通過地面充電樁，可為家用電動汽車或衛(wèi)生清潔車等小型電動汽車充電。這種交流充電樁的優(yōu)點是可以利用車輛在夜間閑置的時間充電。

建造DC充電樁。在電動公交車站或大型電動汽車場合建造DC充電樁，可以快速完成車輛充電過程。這種充電樁功率大，會對電網(wǎng)產(chǎn)生一定的影響，所以在施工時需要考慮電網(wǎng)的保護(hù)措施。本研究只考慮交流220V、設(shè)計380V充電樁監(jiān)控系統(tǒng)。

2充電樁智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

充電池監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。在圖1中，AC交流電源輸入為380V電網(wǎng)電源，經(jīng)過濾波、整流、穩(wěn)壓等一系列操作，成為電動汽車充電的可用直流電源。IC卡識別模塊用于激活充電樁，通過讀卡器識別IC卡上的用戶信息，顯示余額和個人信息。狀態(tài)顯示用于顯示當(dāng)前的充電模式和充電電流／電壓、電池充電狀態(tài)等信息。

硬件系統(tǒng)主要包括主控板、IC讀卡器、檢測芯片、顯示電表、顯示屏、鍵盤、通信模塊等設(shè)備。

經(jīng)現(xiàn)場測試，電動汽車智能充電樁完全滿足快速充電要求，具有電池維護(hù)功能，現(xiàn)場監(jiān)控屏幕可實時顯示電池電壓、電池電流、充電電壓、充電電流、卡余額等信息，用戶可方便充電操作，現(xiàn)場測試顯示電動汽車智能充電樁運行良好。系統(tǒng)的整體測試截圖如圖所示。

3安科瑞充電樁收費運營云平臺

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接到系統(tǒng)的電動自行車充電站和各種充電方式進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實時監(jiān)控充電樁的運行狀態(tài)、充電服務(wù)、支付管理、交易結(jié)算、資金管理、電能管理、詳細(xì)查詢等。同時對充電機過溫保護(hù)、漏電、充電機輸入/輸出過壓、欠壓、絕緣低等各種故障進(jìn)行預(yù)警；充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶通過微信、支付寶、云閃付掃碼充電。

適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、住宅小區(qū)、工業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計。

4結(jié)語

通過實驗室模擬充電實驗，作者得出以下結(jié)論，電動汽車智能充電樁運行良好，充電模式可根據(jù)需要修改，充電時間可根據(jù)充電模式選擇自動調(diào)整，*快速充電時間約60rain，用戶信息可顯示當(dāng)前卡余額、歷史充電記錄，方便用戶查詢。當(dāng)電池電壓達(dá)到額定電壓的90時％當(dāng)系統(tǒng)自動降低充電電流并維護(hù)電池時。突出的問題之一是系統(tǒng)熱量高，需要配備散熱設(shè)備進(jìn)行散熱，以確保電子設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。

參考文獻(xiàn)

[1]王濤、張東華、何智怡等．研究設(shè)計了電動汽車充電樁的控制系統(tǒng)[J]．2011年湖北電力，35(1)：11—12．

[2]張允、陸佳政、李波．利用有源濾波功能的新型電動汽車交流充電樁[J]．2011年高壓技術(shù)，37(1)：150．156．

[3]嚴(yán)曉燕．基于REIP預(yù)付費支付系統(tǒng)在充電站的應(yīng)用[J]．2012年8(7)電力信息化：10—13．

[4]齊文炎、霍明霞、楊延超．電動汽車交流充電樁分析[J]．2010年（2）農(nóng)村電工：66-68．

[5]王旭，齊向東。電動汽車智能充電樁的設(shè)計與研究[J]．電工技術(shù)學(xué)報，2012，27(2)：159·164．

[6]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.

作者簡介：謝滬嘉、男、現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，從事電氣相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的研發(fā)工作。