◎姜科楠

電動(dòng)汽車充電樁運(yùn)行管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)

◎姜科楠

工業(yè)的發(fā)展帶來能源的消耗，造成我國的環(huán)境污染日益嚴(yán)重，這種情況隨著汽車使用量增加更加的凸顯出來，出現(xiàn)了溫室效應(yīng)以及霧霾等嚴(yán)重的環(huán)境問題，對(duì)人們的身心健康造成嚴(yán)重的傷害，因此新型能源汽車出現(xiàn)的出現(xiàn)并且投入到社會(huì)中進(jìn)行使用，其中推廣較為廣泛的就是電動(dòng)汽車的使用，但是電動(dòng)汽車在使用過程中，需要及時(shí)的進(jìn)行充電，保證汽車的電量供給，這樣就出現(xiàn)了電動(dòng)汽車充電樁設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理。本文對(duì)電動(dòng)汽車充電樁運(yùn)行管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)進(jìn)行研究。

電動(dòng)汽車作為新能源汽車，在運(yùn)行過程中更加的節(jié)能環(huán)保，減少尾氣的排放，更加符合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的需要，但是電動(dòng)汽車的主要?jiǎng)幽軄碜噪姵?，如何進(jìn)行電池的充電是運(yùn)行中需要關(guān)注的問題，因此電動(dòng)汽車充電樁的設(shè)計(jì)也需要進(jìn)行關(guān)注，保證充電樁設(shè)計(jì)的規(guī)范性，提升充電樁的使用效率，促進(jìn)電動(dòng)汽車的全面管理和普及。

電動(dòng)充電樁分類

目前來講電動(dòng)充電樁主要根據(jù)汽車的電池類型進(jìn)行分類，具體類型包括：

交流電充電方式。交流電充電是電動(dòng)汽車常用的充電方式，在進(jìn)行充電的過程中使用220v或者380v交流電源進(jìn)行充電樁的設(shè)計(jì)，將電流直接引入到充電樁中，之后汽車可以直接通過汽車自身的濾波裝置以及整流裝置實(shí)現(xiàn)電池的直沖，為電動(dòng)汽車提供日常充電需要。但是充電時(shí)間久，且充電量較少，需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行充電，主要適用于一些小型汽車，對(duì)于一些電池組較大的汽車適用性不足。

直流電充電。直流電在進(jìn)行充電的過程中主要是采用直接從地面獲取直流電的方式建立充電樁，這樣可以直接對(duì)汽車工作電池組進(jìn)行充電，省略了車載環(huán)節(jié)的使用，這樣可以在汽車設(shè)計(jì)中提升效率，降低汽車運(yùn)行中的自重，減輕汽車的負(fù)擔(dān)，并且這種充電方式因?yàn)槭侵苯訉?duì)電能進(jìn)行輸送，因此蓄電能力較強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)快速的充電，適用于一些耗電量較大的電動(dòng)汽車。但是這種充電方式對(duì)電池的使用壽命存在一定的影響，并且充電裝安全性無法進(jìn)行保護(hù)，因此在一些高端的電動(dòng)汽車方面的使用較少。

直接更換電池法。這種方式安全性更高，直接對(duì)汽車的電池進(jìn)行更換，一般這種類型的汽車設(shè)置兩組蓄電池，一組蓄電池可以為汽車提供能源，保證汽車的正常運(yùn)行，之后另一組蓄電池可以取下進(jìn)行充電，這樣更換的方式可以進(jìn)一步保證電池在運(yùn)行中的充足性，使得電池在運(yùn)行中使用保持一種電池有電并且另外一組電池備電的狀態(tài)。但是電池進(jìn)行更換需要建立大量的電池更換站，目前無法達(dá)到智能化管理的要求，需要投入大量的人工和勞動(dòng)力，效率低下。

非接觸式充電。這種充電方式主要是通過感應(yīng)器件的使用，在汽車充電的位置上按照感應(yīng)器件，這樣可以實(shí)現(xiàn)車輛與充電樁之間的非接觸，實(shí)現(xiàn)在汽車行駛過程中隨時(shí)充電的要求，不再受到充電樁數(shù)量的限制，但是這種充電方式對(duì)技術(shù)的要求較高，對(duì)于充電速度和充電質(zhì)量無法保證，因此在實(shí)際使用中這種方式?jīng)]有得到全面的推廣。

電動(dòng)汽車充電樁運(yùn)行管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)

電動(dòng)汽車無論使用何種充電方法，充電樁是必不可少的，是將電流與汽車進(jìn)行聯(lián)系的紐帶，因此對(duì)于充電樁的設(shè)計(jì)非常重要，具體包括：

軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。電動(dòng)汽車充電樁設(shè)計(jì)需要通過信息處理裝置進(jìn)行管理，主要包括控制系統(tǒng)、IC卡識(shí)別系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)以及顯示系統(tǒng)。控制系統(tǒng)是將電流與充電樁進(jìn)行聯(lián)系過程中，可以結(jié)合實(shí)際汽車充電需求，對(duì)汽車電池情況進(jìn)行分析，之后制定適宜的充電規(guī)劃，將基本的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，在控制系統(tǒng)的CPU中進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)汽車電池充電與充電樁之間的信息交互，并對(duì)充電過程中電池運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，保證整個(gè)充電過程的安全性。IC卡識(shí)別系統(tǒng)則是通過充電樁控制系統(tǒng)，可以及時(shí)將顧客IC卡中的信息進(jìn)行識(shí)別，掌握充電時(shí)間，以便進(jìn)行合理計(jì)費(fèi)。檢測(cè)系統(tǒng)以及顯示系統(tǒng)是充電裝的輔助系統(tǒng)，通過檢測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)電池的損耗等情況進(jìn)行分析，便于車主合理的對(duì)汽車電池進(jìn)行保養(yǎng)。

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括充電樁需要的充電接口、顯示屏幕、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)連接系統(tǒng)。充電樁為了實(shí)現(xiàn)充電效率的提升，一般在進(jìn)行充電接口的設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用一個(gè)充電樁5-7接口的方式，但是需要對(duì)汽車電池充電接口的形式進(jìn)行調(diào)查，防止不同的汽車無法使用接口的情況，提升充電樁使用效率。其次，也可以使用智能化的裝置，通過網(wǎng)絡(luò)語收集以及電腦進(jìn)行連接，通過移動(dòng)設(shè)備更加直觀的費(fèi)用、電池使用明細(xì)進(jìn)行展示。

后臺(tái)監(jiān)控。在進(jìn)行充電樁設(shè)計(jì)的過程中，需要進(jìn)行后臺(tái)的監(jiān)控，將各個(gè)充電樁的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)于充電樁的電壓、電流輸送以及充電時(shí)間等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這樣可以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)充電樁在運(yùn)行中的故障以及潛在的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省充電樁的維修時(shí)間。其次，可以在后臺(tái)提供信息查詢功能，將各個(gè)位置的充電樁數(shù)量、可使用數(shù)量以及具體位置通過網(wǎng)絡(luò)后臺(tái)的形式進(jìn)行展示，形成數(shù)據(jù)庫，便于汽車使用人員快速的獲得可充電的充電樁，提升電動(dòng)汽車的普及率。最后，對(duì)于充值卡可以進(jìn)行后臺(tái)監(jiān)管，將客戶的繳費(fèi)時(shí)間、繳費(fèi)地點(diǎn)以及卡余額進(jìn)行展示，客戶可以及時(shí)的掌握充值卡信息，防止在充電過程中因?yàn)橘M(fèi)用不足造成的充電中斷，為客戶提供更加智能化的服務(wù)。

現(xiàn)在隨著電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用，安全、便捷的汽車充電方式顯得愈來愈重要。因此進(jìn)行電動(dòng)汽車充電樁的設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行結(jié)合，盡最大程度地提升對(duì)電能的利用效率以及用戶的實(shí)際使用滿意度，保證隨著我國電動(dòng)汽車行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，電動(dòng)汽車充電樁控制系統(tǒng)發(fā)揮出更大的作用。

（作者單位：黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院）