电气自动化工程中电动汽车智能充电桩设计分析

电气自动化工程中 电动汽车智能充电桩设计分析

1 杨 华 2 王 惠 3 陈少鹏

1 身份证： 61212419870929**** 2 身份证： 61030219900820**** 3 身份证： 61058219891002****

摘要：现阶段随着社会能源需求的提升，使得全球范围内能源危机问题越发严重，因此新能源事业在当下得到了极大的发展。现在所使用的电动车汽车充电设施，比较常见的是充电桩，因此只有设计出高效、可靠的电动汽车智能充电桩才可以有效的促进电动车运行的安全性和高效率性。本文主要对电动汽车智能充电桩的设计以及使用的技术进行分析。

关键词：电气自动化；电动汽车；智能充电桩；抗电磁干扰

1.电动汽车充电系统的特征

伴随着电动汽车的高速发展，使得在充电过程中应用了智能充电技术。在电动汽车的充电系统当中，主要由四个部分构成，分别为充电桩、电池管理系统、集中器以及充电管理服务。在运行的过程中，需要将供电电源当中的电能，传递给蓄电池，这样便形成了对电动汽车的充电流程。在这个电能转移的过程中，需要将电源功率进行一定的降低，这样才可以进行能量的转移。为此充电桩运行的过程中，需要具有较高的安全性，从而保障在使用充电桩进行充电的过程中具有着高效性。

为了使充电效果更加的高效，还需要对充电桩进行智能化的设计和优化，从而避免需要复杂的充电流程，降低用户的体验。同时在充电的过程中，还需要尽可能的降低成本。

2.电动汽车智能充电桩的设计要求

2.1符合气候条件

现阶段全球范围内面临着变暖的问题，这样的气候条件，使得对我国自然环境造成了一定的威胁，经常的会出现一些恶劣的气候现象。这样的环境下，不仅对工业化的生产建设造成严重的影响，也对还在发展当中的城市建设造成一定的影响，而对于电动汽车所需要使用的智能充电桩而言，在需要在外部的结构性以及封闭性上具有较高的质量性，以此保障电动车使用的过程中的安全性。例如在使用的过程中，一旦电动汽车的智能充电桩没有一个良好的封闭性，就会导致有一些水珠或者雨雪进入到充电桩内部，进而在电动汽车进行充电的过程中，出现充电桩内部的短路、系统故障等问题的出现。

2.2具有良好的抗电磁干扰能力

在使用智能充电桩的过程中，在周边所形成的的电磁环境，主要是由外界环境中的一些电磁感应信号，以及对充电桩的信号接收环节，以及输出环节过程中的电磁干扰。随着现阶段通信技术以及网络技术的高速发展，实际的在生活中所出现的电磁干扰情况也越发的明显，为此为了应对在一些具有较强的电磁干扰的环境中正常的使用，就需要保障对智能充电桩的电气线路进行合理化的布局，从而让工作状态中受到电磁干扰的影响效果最低，进而在充电的过程中不会受到电磁干扰的影响。

2.3设计原则

在对智能充电桩进行设计的过程中，首要目标就是需要具有良好的安全性，在进行充电的过程中，需要保障工作人员以及蓄电池的安全性，从而进行高效率的充电。同时在充电的过程中，便捷性也尤为重要，设计出来的智能充电桩需要具有较高的智能型，为此需要尽可能的减少人为的操作流程，并且让操作界面变的更加简洁明了，以此让充电桩可以很好的为人们所服务。并且还需重视起充电桩的制作成本，这样在充电价格的设定上就可以做到低成本高回报，以此来满足人们的需求，这样也是进行电动汽车推广的重要途径。最后智能充电桩需要具有较高的效率性，能够为用户在较短的时间内完成充电点，为此需要重视起智能充电桩的快充技术研究。

2.3软件系统功能目标

在系统当中，需要操作界面具有人性化的操作逻辑，同时进行充电的安全管理。能够为用户提供多种模式的充电业务，例如可以进行计时、计电度、计金额的充电方式。在充电桩上，还需要具有丰富的通讯接口，在充电完成后，可以主动的为用户提供消费凭证。

为此针对这些设计需求，为了实现充电桩的智能化，就需要在充电桩的内部终端控制器，对于数据的采集能力以及传输数据的能力具有较高的要求。以此实现以上的功能需求，同时还需要尽可能的保障这些逻辑模块在使用中具有一定的稳定性，能实现读卡速度的敏捷，这样才可以更高的服务于用户。

3.现阶段电动汽车的充电方法

3.1直流充电

在进行直流充电的过程中，就是需要在地面对电动汽车当中的蓄电池，进行直流电源的供电。使用这种充电方式，并不需要在电动车内部配置相应的车载充电装置，进而降低电动汽车的重量。同时在充电中具有较高的效率性，进而降低充电的时长。

3.2交流充电

采用交流充电的过程中，主要使用220V或者采用380V的交流电源，同时在对电动汽车的蓄电池进行充电的过程中，需要配备专门的车载充电装扮的滤波以及整流的保护。这种方式的充电技术，由于相对功率较小，使得会延长一定的充电时长，因此会比较适合用于一些混动力电动汽车。

3.3配备多组蓄电池

在电动汽车当中采用配备多组的蓄电池，就是需要配备两组的蓄电池，一组作为重要的供电，一组则是作为充电使用。当汽车的电量不足的时候，就可以及时的将已经充电完毕的蓄电池进行更换。这样的电池类型上，可以保障能够在极短的时间内进行电池的更换，从而保障供电的连续性。但是这样技术需要拥有较多的蓄电池更换站点，同时对于维护人员的要求也较高，在投资成本上较高，智能化不显著。

4.电动汽车智能充电桩设计技术

4.1主控模块

在对充电桩进行主控模块设计的过程中，需要依据用户的实际需求进行服务方案的最佳设计。这样便需要对用户的实际需求进行相关的匹配，之后通过主控模块进行确认，从而将处理过的数据信息输送给其他的硬件模块组当中，实现智能化的充电流程。同时在主控模块当中，还需要积极的收集各类用户的消费数据信息，例如需要对汽车智能充电转的运行数据以及充电记录进行采集，从而进行合理的分析和统计。

4.2安全模块

所谓安全模块，就是需要负责整个软件系统的安全性，从而形成的安全存储单元。在该存储单元内，主要由密钥管理单元、数据加密单元以及解密单元等众多的单元进行构成。为此在用户使用电动汽车的过程中，则需要使用IC卡或者对二维码进行识别，完成充电的付费。在这样的付费过程中，其内部的安全存储单元会对用户信息进行自动的加密。在这样的使用中，由于采用了密钥管理的模式，使得可以有效的阻止黑客的侵入，进而提升了用户使用智能充电桩的安全性。但是需要特别注意的是，需要对二维码和IC卡进行合理性的考量，避免出现错误的付款出现。

4.3电气设计

在对软件的电路进行设计的过程中，需要采用防静电设计，一般情况下是采用双向静态抑制二极管接地的方式，实现防静电的保护措施。为此在具体的设计过程中，其内部控制板需要同外部的各个功能模块在连接中，使用电能计量、触屏显示以及无线通信传输的方式。

4.4电动汽车智能充电桩APP客户端设计

现阶段，随着智能手机的推广，使得人们在生活的各个方面都在使用手机，因此在进行智能化充电桩的设计过程中，也可以进行智能充电桩的APP设计。在这个APP当中，需要依据不同的用户手机系统类型进行相关的设计。在APP当中，可以实现对不同业务的处理

在APP的视图层设计中，主要是对用户交互界面进行设计。在设计中需要结合用户的实际需求，从而利用业务逻辑层的接口对其实际的需求，进行逻辑处理，之后再将处理的结果呈现在用户界面上。例如需要显示地图、支付结算、车辆状态等信息。而在业务逻辑层，需要对用户的业务处理请求进行相关的处理，能够从数据库当中进行信息数据的调动，从而满足用户对于信息获取的需求。

总结：综上所述，对于电动汽车进行智能充电桩的设计，是有效推动汽车进行发展的重要途径，为此需要受到人们的重视，在设计技术方面进行深入的研究，从而保障用户可以高效率的充电，不会受到外界各种因素的影响，使得用户更加喜欢使用电动汽车。

参考文献：

[1]张凡.智能充电桩成新能源市场新动力[J].中国品牌,2020(07):81-82.