電動汽車充電樁充電管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)思考分析

袁榕

摘 要：隨著工業(yè)的快速發(fā)展，致使能源消耗過高，導(dǎo)致我國環(huán)境受到嚴(yán)重的污染。而這種情況隨著汽車數(shù)量不斷的增加，變得越來越明顯，甚至于出現(xiàn)溫室效應(yīng)和霧霾等多方面比較嚴(yán)重的環(huán)境問題，從而在一定程度上給人們的身心健康構(gòu)成威脅。因此，新型能源汽車的出現(xiàn)，并且大量投入社會市場上進(jìn)行使用，尤其是電動汽車得到人們的一致好評。但是電動汽車在使用的過程中，需要對其進(jìn)行充電，以此保證汽車的電力供給以及正常使用，由此也就出現(xiàn)電動汽車充電樁設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理等相關(guān)問題。因此，本文針對電動汽車充電樁充電管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的研究。

關(guān)鍵詞：電動汽車;充電樁;充電管理;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目前，電動汽車作為新型能源出現(xiàn)大眾視野范圍內(nèi)，其在運(yùn)行的過程中環(huán)保節(jié)能，有效減少環(huán)境污染，符合當(dāng)前社會實(shí)際發(fā)展的需求。但是，電動汽車主要是依靠電池動能完成使用運(yùn)行，對此，如何進(jìn)行電池充電，成為人們比較關(guān)注的熱點(diǎn)話題。因此，必須加大對電動汽車充電樁的設(shè)計(jì)投入，保證充電樁設(shè)計(jì)的規(guī)范性以及合理性，以而有效提高充電樁的使用效率。

1、電動汽車充電樁主要分類

1.1交流電充電方式

交流電充電方式是電動汽車最基本的充電方式。其主要是合理利用220V或者是380V的交流電源以電流的形式直接引入充電樁之中，然后借助汽車自身的濾波裝置以及整流裝置，對汽車電池進(jìn)行直沖，以此為電動汽車提供日常所需的電量能源。但是交流電充電方式花費(fèi)的時(shí)間比較長，并且充電量比較少，主要適用于一些小型的電動汽車。

1.2直流電充電方式

一般情況下，直流電充電方式主要是合理利用地面充電站，從而獲取直流電，并且建立充電樁，然后對電動汽車工作電池組進(jìn)行直接充電，從而有效提升汽車的設(shè)計(jì)，將汽車運(yùn)行中的自重進(jìn)行有效降低，以此減輕電動汽車本身的負(fù)擔(dān)。由于這種充電方式是將電能直接進(jìn)行輸送，所以其蓄電能力相對比較強(qiáng)，從而可以進(jìn)行快速充電，主要適用于一些耗電量相對比較大的電動汽車。

1.3直接更換電池方式

更換電池的充電方式，其安全性相對比較高。一般情況下，這種充電方式主要適用于兩組蓄電池的電動汽車，其一組蓄電池可以為汽車提供所需的能源，保證汽車正常運(yùn)行使用，而另一組蓄電池則可以取下來進(jìn)行充電，合理將兩組電池進(jìn)行更換，從而保證汽車運(yùn)行過程中，電池具有充足的電量能源。但是，電池進(jìn)行更換必須是建立在大量電池更換站的基礎(chǔ)上，需要投入大量的人力資源，目前卻無法滿足于這種智能化需求。

1.4非接觸式充電方式

非接觸式充電方式主要是借助相應(yīng)的感應(yīng)器件，將其安裝在汽車充電的位置上，從而實(shí)現(xiàn)汽車與充電設(shè)備彼此之間并未發(fā)生接觸，滿足汽車在行駛的過程中隨時(shí)進(jìn)行充電的需求，不在受制于充電樁的數(shù)量問題。但是這種充電方式對技術(shù)要求相對比較高，并且其充電的速度以及質(zhì)量無法得到保證，致使其在實(shí)際使用的過程中，并未進(jìn)行全方面的推廣。

2、電動汽車充電樁充電管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1硬件設(shè)計(jì)

（1）帶有光耦的輸出電路設(shè)計(jì)

在電動汽車充電樁充電管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，首先要對光耦輸出電路設(shè)計(jì)以及充電樁管理系統(tǒng)進(jìn)行全方面了解，并且對其加強(qiáng)管理。在對光耦輸出電路實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，其主要是對PWM光波電路進(jìn)行了解，并且將其合理運(yùn)用到充電樁管理系統(tǒng)之中，以此對STM32為一體的輸出光波電壓進(jìn)行有效控制，促使其持續(xù)保持在正常范圍之內(nèi)，并且通過光耦轉(zhuǎn)換作用，將電壓的波動值控制在有效的范圍內(nèi)，然后進(jìn)行光耦輸出。除此之外，在實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，為了有效避免其他光波影響PWM光波，必須對隔離干擾光耦電路輸出加強(qiáng)管理設(shè)計(jì)。

（2）帶有光耦的通信電路設(shè)計(jì)

電動汽車充電樁充電管理系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，必須依據(jù)充電管理系統(tǒng)發(fā)展的實(shí)際需求，從而對充電管理系統(tǒng)進(jìn)行全面設(shè)計(jì)，同時(shí)建立一個(gè)相對比較獨(dú)立的通信功能系統(tǒng)。而在通信功能系統(tǒng)實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，主要是合理借助光耦模塊，以此對通信系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。而在通信系統(tǒng)實(shí)際設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，其主要設(shè)計(jì)工作是對系統(tǒng)內(nèi)部的RS485收發(fā)器芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此對通信系統(tǒng)的安全性以及高效性提供保障。同時(shí)將電源管理模塊和電源獨(dú)立接地線模塊二者有機(jī)的結(jié)合為一體，只有這樣，才能保證在實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中快速有效的找到通信功能設(shè)計(jì)的接入點(diǎn)。另外，為了滿足芯片傳輸和發(fā)送功能的實(shí)際發(fā)展需求，必須對光耦通信電路系統(tǒng)內(nèi)部的ISL3152E芯片進(jìn)行針對性的設(shè)計(jì)，與此同時(shí)，還要對通信系統(tǒng)的傳輸以及訊源的穩(wěn)定性進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。

2.2軟件設(shè)計(jì)

在對電動汽車充電樁充電管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，有針對性的對充電管理系統(tǒng)的具體流程進(jìn)行合理管理。一般情況下，在電動汽車充電樁充電系統(tǒng)實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，首先要對充電管理系統(tǒng)的充電流程加強(qiáng)管理，從而保證整個(gè)系統(tǒng)在實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行中的穩(wěn)定性，為電動汽車提供方便快捷的充電作業(yè)服務(wù)。

在充電管理系統(tǒng)軟件方面設(shè)計(jì)的過程中，主要是將充電管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理備案，然后將其記錄在FM31256存儲器內(nèi)部之中，當(dāng)存儲器進(jìn)行檢驗(yàn)維修時(shí)，就可以從中獲得相關(guān)的檢驗(yàn)信息。一般情況下，電動汽車充電樁充電管理系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，主要是對程序框圖進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，從而根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行中的相關(guān)數(shù)據(jù)，對整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行全方面的了解。

3、電動汽車充電樁充電管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成方案設(shè)計(jì)分析

在電動汽車充電樁充電管理系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，必須有針對性的對充電管理系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)集成方案的應(yīng)用進(jìn)行合理設(shè)計(jì)?；诖?，在充電管理系統(tǒng)中相關(guān)數(shù)據(jù)的實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，必須對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集、整理及歸類等處理工作。一般情況下，充電管理系統(tǒng)常用的數(shù)據(jù)集成方案分為兩種，而這兩種數(shù)據(jù)集成設(shè)計(jì)方案雖然所依據(jù)的數(shù)據(jù)信息類別大有不同，但是所引起的效果是相同的?；诖?，以C++語言設(shè)計(jì)通訊為主要案例，對其進(jìn)行闡述說明。首先必須對系統(tǒng)應(yīng)用相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集整理，依據(jù)數(shù)據(jù)信息的實(shí)際變化情況進(jìn)行全面分析，從而對系統(tǒng)的協(xié)調(diào)功能進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，從而保證充電管理系統(tǒng)的穩(wěn)定性。除此之外，在系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成方案設(shè)計(jì)過程中，主要是合理利用無線傳輸PULL采集形式，從而對實(shí)際數(shù)據(jù)集成中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸應(yīng)用，并且借助無線信號對數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)的信息傳輸終端二者進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，從而有針對性的進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳輸采集，從而保證數(shù)據(jù)傳輸和采集的實(shí)際運(yùn)行過程中，對充電管理系統(tǒng)自身的功能進(jìn)行有效提升。

4、結(jié)束語

綜上所述，近年來，隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，及其普遍應(yīng)用，從而對電動汽車充電方式的安全性及便捷性要求越來越高?；诖?，必須結(jié)合當(dāng)前社會實(shí)際發(fā)展情況，對電動汽車充電樁進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，從而提升電能的使用效率以及用戶的滿意度，以此保證電動汽車充電樁管理系統(tǒng)得到充分發(fā)揮。

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