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精品论文 参考文献 电动汽车充电桩的设计探讨 广州南方电力集团科技发展有限公司 广东广州 510310 摘要：随着电动汽车的逐渐普及，充换电站与充电桩的建设得到了人们的重视。本文主要针对电动汽车充电桩的设计展开了探讨，对系统的概述及架构设计作了详细的介绍说明，并结合了具体的实例，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。 关键词：电动汽车；充电桩；探讨 电动汽车是国家大力提倡并受政府重点支持的产业，但电动汽车的充电桩建设成为制约电动汽车发展的一个瓶颈问题。因此，为了有效的推动充电桩的建设，我们就需要采取有效的技术做好充电桩的设计，以此为建设带来帮助。 系统概述 本系统是基于云计算平台基础上，开发的一种智能充电设备，用以完成为电动汽车电池充电操作，并实现充电桩的有序充电管理，实现充电过程的规划、监控、计费和调度管理。工作原理如图1所示。 基于云计算平台的电动汽车充电桩主要包括云客户端、通信模块、监控模块和人机交互装置。由云客户端接收并处理工作请求及指令，并经通信模块与云服务器端通信接收控制信息、参数设置信息、分时电价信息、设备运行控制命令及配置信息上传/下载、计量/计费数据上传/下载功能，由监控模块采集监控板数据、电池数据、充电数据、充电机数据和表计数据，由人机交互装置输入操作命令、显示操作结果并打印票据。 系统所采用的支撑技术云计算是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通过互联网来提供动态、易扩展且虚拟化的资源，计算分布在大量的分布式计算机上而非本地客户端或远程服务器中，客户端根据需求通过网络访问计算机和存储系统，实现整个操作进程在本地和远端的灵活分配，以减少终端的处理负担，提高计算处理能力。其中，云服务器端是通过网络整合多个计算实体而成的具有强大计算能力的系统，以并行计算为核心，按需调度计算任务分配和计算资源，采用分布式存储系统，实现海量存储功能，具有更高的安全性。 （1）云客户端。云客户端即中央处理器设备，是整个设备的核心部分，采用超低功能Intel Pentium M处理器和Windows XP Embedded多任务嵌入式操作系统，具有独特的32位计算体系结构，以及完全保护的内存模型，能够满足信息采集记录、信息查询显示，视频监控、通信和急停控制等多任务的并行执行。 （2）通信模块。用于云客户端与云服务器端信，能够采用GPRS、EDGE、CDMA、3G、4G、WIFI或电力无线专网完成云客户端与云服务器端的数据交互。 （3）监控模块。用于采集充电桩运行时的各类数据，其中包括监控板采集的模拟量数据、开关量数据和输出控制；数字电表采集的充电电量信息；充电机监控模块采集的充电桩的充电机参数、电流和电压等运行数据；电池监控模块采集 电池电流、电压和温度信息；充电监控模块采集的充电过程数据。采集后的数据经云客户端处理后发送至云服务器端进行存储和计算，并返回相应操作指令至云客户端。 （4）人机交互设备。包括触摸屏、打印机和读卡器等，通过触摸屏输入控制命令，包括设备配置、操作命令输入等操作，并显示处理结果；通过打印机打印票据；通过读卡器对IC卡数据进行读写操作。 系统架构设计 图1 电动汽车充电桩工作原理 1 总体设计方案 实现了电动汽车充电桩为电动汽车电池充电的同时，完成充电过程的规划、计费管理，按照电网谷峰等参数与电网进行实时互动，由云服务器端参考整个区域范围内的电网参数来制订充电桩运行计划，实现对用电操作的远程调度和充电过程的远程控制，实现有序用电管理，减少充电操作对电网的影响。具有安全性高，维护、扩展和功能增加方便的优点。其系统结构总体设计方案如图2所表示。 图2 系统结构总体设计方案 1—云客户端 2—通信模块 3—监控板 4—电池监控模块 5—充电监控模块 6—充电机监控模块 7—IC卡读写器 8—数字电表 9—人机交互装置 10—微型打印机 20—云服务器端 2 云客户端 为满足对充电桩可靠性和实时多任务的要求，云客户端采用多任务、多线程的嵌入式Windows XP Embedded操作系统作为应用软件平台。系统工作流程设计方案如图3所示。该系统基于二进制，采用使用应用程序组的模式，包含10000多个独立的功能组件，独特的抢先型多任务体系结构，允许多个应用程序同时运行，具有更强的实时处理能力，和更高的可靠性、全功能、连通性及快速性。本设备应用该技术后实现了