新能源整車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)“火爆”，充電設(shè)施領(lǐng)域的表現(xiàn)也很是活躍。充電樁領(lǐng)域，是新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈的又一重要戰(zhàn)場(chǎng)。敏銳的資本蜂擁而至，線下“搶地盤(pán)”建充電樁，線上則是各種充電APP，目前下游充電樁運(yùn)營(yíng)的提前火熱，直接拉動(dòng)了上游的設(shè)備制造，在短時(shí)間內(nèi)就已經(jīng)達(dá)到白熱化。
 

 

　　智能充電樁--智能充電樁的組成

　　以本方案為例，一般而言，整體系統(tǒng)由四部分組成：電動(dòng)汽車(chē)充電樁、集中器、電池管理系統(tǒng)(BMS)、充電管理服務(wù)平臺(tái)。

　　外形

　　1、人體工學(xué)設(shè)計(jì)，充分考慮中國(guó)人特點(diǎn)，安裝后整機(jī)高度、屏幕高度、鍵盤(pán)高度、充電接頭安放槽高度，適宜操作;

　　2、上出線口的形式，節(jié)省操作者一半的體力;

　　3、考慮人的使用習(xí)慣和耐用性，采用觸摸和鍵盤(pán)互為備份的操控，觸摸屏和鍵盤(pán)采用防雨、防塵的設(shè)計(jì);

　　4、具備緊急停機(jī)的急停開(kāi)關(guān);具備充電接頭安放槽，安放槽可防水;5米長(zhǎng)的軟電纜。

　　功能

　　1、提供人機(jī)交互操作;提供直流、交流充電接口;

　　2、具備語(yǔ)音提示功能;具備刷卡功能;

　　3、具備打印憑條的功能;

　　4、和BMS實(shí)時(shí)通信，獲取動(dòng)力電池類(lèi)型、單體電壓、剩余容量、溫度、告警等信息;

　　5、向充電機(jī)發(fā)生控制指令、開(kāi)關(guān)信號(hào)，控制充電機(jī)啟動(dòng)與停止，獲取充電機(jī)狀態(tài)信息;

　　6、具備充電接口的連接狀態(tài)判斷、聯(lián)鎖、控制導(dǎo)引等完善的保護(hù)控制邏輯;

　　7、具備CAN2.0B、RS485通訊接口，可以和集中監(jiān)控通信，上送充電狀態(tài)信息;

　　8、具備漏電、短路、過(guò)壓、欠壓、過(guò)流等保護(hù)功能，確保充電樁(栓)可靠運(yùn)行;防護(hù)等級(jí)IP54。

　　智能充電樁的總體設(shè)計(jì)要求

　　我國(guó)幅員遼闊，跨越了多個(gè)溫度帶，自然環(huán)境較為復(fù)雜，加之充電樁常工作在強(qiáng)電磁的環(huán)境下，這些都對(duì)電動(dòng)汽車(chē)智能充電樁的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。

　　1.1可經(jīng)受多種天氣的考驗(yàn)

　　隨著全球氣候不斷變暖，自然天氣事件出現(xiàn)的概率越來(lái)越高，對(duì)社會(huì)的各個(gè)行業(yè)均造成了嚴(yán)重的影響。對(duì)于智能充電樁而言，其外部結(jié)構(gòu)須具備良好的封閉性，使水珠、雨雪等無(wú)法進(jìn)入樁內(nèi)，從而避免電路短路或系統(tǒng)故障;內(nèi)部還需要形成良好要的空氣流動(dòng)，從而及時(shí)散發(fā)元器件產(chǎn)生的熱量。

　　1.2應(yīng)具備較強(qiáng)的抗電磁干擾能力

　　電磁環(huán)境主要是由各種電磁感應(yīng)所造成的信號(hào)傳輸干擾現(xiàn)象。在無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)快速發(fā)展的今天，電磁干擾已經(jīng)成為比較常見(jiàn)的現(xiàn)象之一。針對(duì)有強(qiáng)電磁干擾的工作環(huán)境，在設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車(chē)智能充電樁時(shí)，需要著重考慮電氣布局，從而降低各種電磁干擾造成的不良影響，確保電動(dòng)汽車(chē)智能充電樁能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　智能充電樁的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

　　2.1外部整體結(jié)構(gòu)和總控單元器件

　　電動(dòng)汽車(chē)智能充電樁采用交叉覆蓋工藝設(shè)計(jì)，整個(gè)樁體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度符合IP65防護(hù)級(jí)別的要求，可有效防止水的滲入，在主體設(shè)計(jì)方面，電動(dòng)汽車(chē)智能充電樁采用鍍鋅鋼板作為系統(tǒng)硬件材料，且為了保證其可以在潮濕、鹽、霧等環(huán)境中正常運(yùn)轉(zhuǎn)，采用了汽車(chē)烤漆工藝，在其表面涂上了一層保護(hù)漆膜;在元器件選型方面，考慮到不同地區(qū)的溫差，6個(gè)與各個(gè)控制單元對(duì)接的串口、16個(gè)IO接口，可初步滿足使用、監(jiān)測(cè)工作的需求。此外，該設(shè)備能在工業(yè)級(jí)溫度范圍內(nèi)正常工作，大幅提高了總控單元的運(yùn)行效率。

　　2.2顯示和監(jiān)控單元的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

　　顯示單元由LCD顯示器、觸摸屏、指示燈和按鍵構(gòu)成，用戶可通過(guò)LCD顯示器，并根據(jù)自身電動(dòng)汽車(chē)的充電需求，觸摸屏幕上相應(yīng)的按鍵來(lái)選擇合適的服務(wù)方案。當(dāng)服務(wù)完成后，指示燈會(huì)立即提醒用戶充電樁正處于工作狀態(tài)。當(dāng)充電完成后，指示燈由紅變綠，提示用戶充電完成。該系統(tǒng)的工作電壓為3.3VDC，邏輯電平為0～3.3V，顯示屏驅(qū)動(dòng)電壓為5VDC，工作溫度在0～50℃，寬溫在-25～75℃。監(jiān)控單元用來(lái)主要監(jiān)督智能充電樁的工作狀態(tài)，包括模擬量的采集、開(kāi)關(guān)量的采集和開(kāi)出拉制。系統(tǒng)采集到模擬量后，會(huì)將相應(yīng)信息傳輸至開(kāi)關(guān)量采集單元，從而為用戶提供與之充電需求相匹配的充電量;開(kāi)出控制是在完成充電后指引用戶將電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)出充電樁，以方便其他用戶使用。

　　2.3智能充電樁軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

　　2.3.1主控模塊

　　主控模塊可根據(jù)用戶的充電消費(fèi)需求自動(dòng)匹配最佳服務(wù)方案，在客戶確認(rèn)服務(wù)后會(huì)將相應(yīng)的信息傳遞至各個(gè)硬件模塊，進(jìn)而開(kāi)始充電。同時(shí)，該模塊還能收集用戶的各種消費(fèi)信息，比如智能充電樁的實(shí)施運(yùn)行數(shù)據(jù)、充電記錄等。

　　2.3.2安全模塊

　　安全模塊是指系統(tǒng)的安全存儲(chǔ)單元，由密鑰管理單元、數(shù)據(jù)加密單元、解密單元構(gòu)成。電動(dòng)汽車(chē)用戶在使用IC卡付費(fèi)的過(guò)程中，用戶的個(gè)人信息將會(huì)獲得加密處理。此外，系統(tǒng)軟件采用了密鑰管理，可防止黑客入侵系統(tǒng)，提高了用戶信息的安全性。值得注意的是，解密單元可在用戶刷卡結(jié)賬時(shí)自動(dòng)識(shí)別用戶身份，從而完成這項(xiàng)交易工作。

　　2.3.3電氣設(shè)計(jì)

　　電路的防靜電設(shè)計(jì)主要以雙向瞬態(tài)抑制二極管接地來(lái)實(shí)現(xiàn)通信線路的防靜電保護(hù)。在內(nèi)部控制板與外部各個(gè)功能模塊的連接中采用了電能計(jì)量、觸摸顯示屏、無(wú)線通信傳輸模塊和總控單元等。