機(jī)坪自動(dòng)引導(dǎo)充電的充電樁設(shè)計(jì)研究

李興旺

摘要：為了進(jìn)一步滿足機(jī)場綠色發(fā)展的需求，在本文的研究當(dāng)中設(shè)計(jì)發(fā)明了一種自動(dòng)引導(dǎo)充電樁，該充電樁能夠滿足機(jī)場電動(dòng)特種車輛的工作需求。首先，本文對具體的設(shè)計(jì)模塊展開了分析，并結(jié)合具體的設(shè)計(jì)模塊分析了該充電樁的具體優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：機(jī)場;自動(dòng)引導(dǎo);充電樁;新能源

環(huán)境問題已備受人們關(guān)注，在提倡節(jié)能減排的良好形勢下，民航要求機(jī)場將特種車輛的驅(qū)動(dòng)能源由傳統(tǒng)的石化能源改為電能等清潔能源，為此，機(jī)場的“油改電”工作為大勢所趨，適用于機(jī)場使用的充電樁為剛性需求。目前充電樁的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成熟，許多公司具備成熟的生產(chǎn)技術(shù)，并且產(chǎn)品多樣化，功能迥異，但是都是針對開放環(huán)境下的大環(huán)境使用的。機(jī)場是一個(gè)封閉，具有清晰邊界，管理集中高效的場所，因此目前的充電樁并不適用。為了進(jìn)一步滿足機(jī)場的使用需求，在本文的研究當(dāng)中設(shè)計(jì)了一種機(jī)場用的自動(dòng)引導(dǎo)充電充電樁。

1.充電樁模塊設(shè)計(jì)分析

在本文當(dāng)中所設(shè)計(jì)的充電樁包括主控模塊、監(jiān)測和路徑規(guī)劃模塊、UI操作界面、存儲(chǔ)模塊、無線通信單元、有線通信單元和電源轉(zhuǎn)換單元;主控模塊與監(jiān)測和路徑規(guī)劃模塊、UI操作界面、存儲(chǔ)模塊、無線通信單元、有線通信單元和電源轉(zhuǎn)換單元相連接;本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：在機(jī)場設(shè)立智能充電樁方便對移動(dòng)充電單元進(jìn)行充電，并可漸漸減輕機(jī)場領(lǐng)域?qū)κ茉吹囊蕾嚕褂们鍧嵞茉?。通過無線網(wǎng)對機(jī)場移動(dòng)用電車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一定程度上減輕運(yùn)行指揮工作量，減少機(jī)場人員工作壓力。當(dāng)移動(dòng)用電車輛的電量不夠時(shí)，智能充電樁主動(dòng)提醒司機(jī)充電，并且為之規(guī)劃好路徑，引導(dǎo)司機(jī)以最快速度找到適宜的充電樁?？捎行Ч?jié)省能源，降低碳排放量，提高機(jī)場的管理水平。

其中主控模塊為充電樁的控制核心，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的分類處理，各模塊的工況監(jiān)測，控制按時(shí)間、按電量、按金額多種充電方式以及數(shù)據(jù)的有線和無線傳輸，其分別與監(jiān)測和路徑規(guī)劃模塊、UI操作界面、存儲(chǔ)模塊、無線通信單元、有線通信單元和電源轉(zhuǎn)換單元相連接;監(jiān)測和路徑規(guī)劃模塊通過無線通信單元自動(dòng)監(jiān)測移動(dòng)用電設(shè)備以及充電樁的狀態(tài);并通過485或者232接口將數(shù)據(jù)傳給主控模塊進(jìn)行判斷與決策;UI操作界面為用戶操作界面，由鍵盤和顯示器組成; 存儲(chǔ)模塊用于將每個(gè)操作員對應(yīng)的移動(dòng)用電設(shè)備使用的電量、時(shí)間、時(shí)間段、充電方式以及充電樁的運(yùn)行狀態(tài)、功率大小和操作人員信息進(jìn)行存儲(chǔ);無線通信單元實(shí)現(xiàn)充電樁和移動(dòng)用電設(shè)備之間的通信;有線通信單元負(fù)責(zé)將充電樁的使用狀態(tài)、故障狀態(tài)、已使用的電量信息以及對應(yīng)的移動(dòng)用電設(shè)備信息通過有線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸給航站樓監(jiān)控設(shè)備;電源轉(zhuǎn)換單元為充電樁的供電裝置，主要用于實(shí)現(xiàn)將市電轉(zhuǎn)換為機(jī)場移動(dòng)用電設(shè)備所需的電源，主控模塊采用ARM或者FPGA高效處理芯片。電源轉(zhuǎn)換單元包括：電源轉(zhuǎn)換部、直流輸出部和通用交流輸出部;其中：電源轉(zhuǎn)換部為電源整流和變頻處理電路，其輸入端與市電連接，兩個(gè)輸出端分別與直流輸出部和通用交流輸出部相連接;直流輸出部為直流電輸出接口，其與移動(dòng)用電設(shè)備直流接口相連接;通用交流輸出部為50Hz交流電輸出接口，其與移動(dòng)用電設(shè)備的交流接口相連接。監(jiān)測和路徑規(guī)劃模塊為由微處控制器芯片構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理裝置。

2.該充電樁的優(yōu)點(diǎn)分析

此充電樁結(jié)合機(jī)場實(shí)際情況，不僅可以達(dá)到“油改電”效果，還可在以一定程度下對機(jī)場移動(dòng)用電設(shè)備進(jìn)行管理，有助于提高機(jī)場的智能化水平。

1.在機(jī)場設(shè)立智能充電樁可方便對移動(dòng)充電單元進(jìn)行充電，并可漸漸減輕機(jī)場領(lǐng)域?qū)κ茉吹囊蕾嚕褂们鍧嵞茉础?/p>

2.通過無線網(wǎng)對機(jī)場移動(dòng)用電車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一定程度上減輕運(yùn)行指揮的工作量，減少機(jī)場人員工作壓力。

3.當(dāng)移動(dòng)用電車輛的電量不夠時(shí)，智能充電樁主動(dòng)提醒司機(jī)充電，并且為之規(guī)劃好路徑，引導(dǎo)司機(jī)以最快速度找到適宜的充電樁。可有效節(jié)省能源，降低碳排放量。

4.提高機(jī)場的管理水平，減少機(jī)坪上的交通事故。

5.具有良好的針對性：首先可將市電轉(zhuǎn)換為機(jī)場移動(dòng)用電設(shè)備所需的直流和交流電源。其次可對移動(dòng)用電設(shè)備以及自身的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并且確定其在機(jī)場中的相對位置，規(guī)劃好最優(yōu)路徑，然后通過無線網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)引導(dǎo)用電單元進(jìn)行充電。第三可存儲(chǔ)用電單元的用電情況，供機(jī)場和航空公司以及第三方查看，并結(jié)合機(jī)場的結(jié)算方式，采用月結(jié)、實(shí)時(shí)結(jié)等多種結(jié)算方式。

新能源是我國的重點(diǎn)發(fā)展戰(zhàn)略，關(guān)系到我國未來很長一段時(shí)間的發(fā)展。機(jī)場管理中也應(yīng)加強(qiáng)新能源車輛的使用。在本文的研究當(dāng)中設(shè)計(jì)了充電樁為特種新能源車輛在實(shí)際中的應(yīng)用奠定了必要的基礎(chǔ)。但是鑒于筆者水平限制，本文所設(shè)計(jì)的充電樁還存在著一定的技術(shù)缺陷。為此，還希望能有更多的專業(yè)技術(shù)人員參與到該課題的研究當(dāng)中。

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