电动汽车智能充电桩的设计与研究.docVIP

精品论文 参考文献 电动汽车智能充电桩的设计与研究 广东阿尔派电力科技股份有限公司 523808 摘要：汽车是现代社会的主要工业产物，新时期，为了缓解环境问题，电动汽车应运而生。充电桩是电动汽车的能量来源，加强其研究方能为电动汽车的发展奠定良好基础，本文首先介绍了充电桩的发展背景和现状，分析已有的充电方法，主要包括直流充电和交流充电等形式，然后对充电桩的监控系统进行详细分析，最后探究电动汽车充电桩的设计，以期促进电动汽车更快更好的发展。 关键词：电动汽车； 充电桩； 设计；研究 随着国家新能源战略的推动和电动汽车行业的发展，电动汽车充电行业的发展非常迅速。目前，我国电动汽车充换电设施试点工程已建成并投运87座标准化充换电站、5179台充电机和7031台交流充电桩，覆盖全国26个省市，杭州初步建成电动汽车充换电服务网络。充换电站及充电桩数量已居世界第一，我国成为世界上电动汽车充电装置最多的国家。为适应电动汽车发展要求，国家电网将在“十二五”期间建设充换电站2351座，充电桩22万个，初步建成覆盖公司经营区域的智能充换电服务网络。 针对目前市场上电动汽车和充电设备接口、功能、性能设计标准不统一，质量良莠不齐的现状，国家先后出台了一系列的规范和标准。电动汽车充电桩作为电动汽车充电的主要渠道，其性能、工艺水平和质量直接影响到电动汽车的推广。因此，非常有必要根据国家相关标准的要求，进行对电动汽车充电桩的设计。电动汽车充电桩设计时，不仅要满足电动汽车充电的基本功能，还需要强化充电桩电气安全、数据安全设计和环境及电磁兼容性能的设计。 1.电动汽车充电桩概述 （1）电动汽车充电桩背景及发展现状 新时期，工业发展迅速，同时带来很多环境污染问题，随着人们对环境保护的意识逐渐增强，电动汽车应运而生并逐渐推广，现阶段，电动汽车在整个汽车市场已经占有十分重要的地位。在电动汽车发展初期，由于配套设施不够完善，在一定程度上限制了电动汽车的发展，这一问题逐渐引起了相关部门的重视。目前，我国国家电???投入大量资金用于电动汽车配套设施建设，包括充电站、充电桩等，并且已经获得了一定的建设经验。 （2）电动汽车充电的方法 现阶段，电动汽车的充电方法主要有两种形式，分别为交流充电以及直流充电，直流充电不仅给大型公共汽车充，在一些普遍停车场，既有交流充电桩，也有直流充电桩，这些直流充电桩主要是用于快充。 交流充电。通过电网公司提供220V或者380V的交流电源，电动汽车车载充电装置具有滤波、整流等功能，能够对电动汽车蓄电池进行充电，具有充电耗时段、功率高等优点，被广泛应用于小型纯电动汽车。 直流充电。通过地面直接提供电源，为电动汽车蓄电池进行充电，与交流充电相比不需要蓄电池作用，充电速度快，适用于大型电动汽车和电动汽车快速充电。 更换电池组。使用该充电方式的前提是必须为每辆电动汽车提供两组蓄电池，其中一组通过地面充电形式进行充电，而另一组为电动汽车提供电源。在电动汽车的使用过程中，如果有一组蓄电池电量不足，则可以更换，使用另外一组蓄电池进行供电。通过更换电池组的形式，能够在最大程度上缩短充电时间。然而，这一充电方式在实际运行中也有一定的弊端，由于每辆电动汽车都需要两组蓄电池进行供电和充电，因此需要建设大量电池更换站，而且每个更换站都需要工作人员进行日常维护工作，投资成本较高，智能化水平较低，因此适用性较差。 ④ 非接触式充电。该充电方式的使用前提是，在地面嵌入电器元件，而且还需要其能够与电动汽车有效接触，通过这一方式，电动汽车在行驶过程中也能够进行充电，不会受到充电桩限制。但是，由于种种条件的限制，现阶段，这种充电方式一般不予采用。 2.智能充电桩的设计和实现 （1）外部整体结构和总控单元器件 电动汽车智能充电桩采用交叉覆盖工艺设计，整个桩体结构的强度符合IP65防护级别的要求，可有效防止水的渗入。在主体设计方面，电动汽车智能充电桩采用镀锌钢板作为系统硬件材料，且为了保证其可以在潮湿、盐雾等环境中正常运转，采用了汽车烤漆工艺，在其表面涂上了一层保护漆膜；在元器件选型方面，考虑到不同地区的温差，采用了意法半导体公司生产的STM32F107VCT6微控制器，其包含高性能的ARMCortex-M332位RISC内核（工作频率为72MHz）、以太网接口、6个与各个控制单元对接的串口、16个IO接口，可初步满足使用、监测工作的需求。此外，该设备能在工业级温度范围内正常工作，大幅提高了总控单元的运行效率。