电动汽车无线充放电站通信网络研究与设计

本文依据国家863课题任务书要求,设计并测试了电动汽车充放电站通信网络,及工作在电动汽车充放电站内的充放电区管理系统、车位智能终端、车载智能终端。为电动汽车与电网互动提供信息交互平台支撑。电动汽车无线充放电站承担配电网与电动汽车用户的数据交换和网络隔离功能,充放电区管理系统运行在电动汽车无线充放电站服务器上。本文针对无人值守充电桩、大型充放电站设计不同通信网络,基于C#语言和NET Framework编写充放电区管理系统通信程序,在实验室中进行了现场测试,检测基于UDP协议的启停命令发送和充电意愿收集功能。车位智能终端软硬件具备无线充电系统启停控制功能、GOOSE报文传输功能、基本TCP/IP网络通信功能、充电历史数据存储功能。无线充电系统启停控制模块,能够在通过以太网接收到电动汽车充放电区管理系统发出的启动命令后,控制无线充电系统缓慢升压,防止启动时过电流出现。在深入分析VxWorks和uIP嵌入式网络协议栈的基础上,设计并测试了工作在数据链路层上的GOOSE报文处理程序,对传输无线充电发射线圈保护信息的GOOSE报文进行编码和解码,并基于嵌入式系统,完成了支持TCP/IP协议基本功能的完整网络协议栈,对车位智能终端的网络通信功能提供支持,兼顾了GOOSE报文快速处理和基本TCP/IP网络通信功能的实现。充电历史数据存储系统基于FatFs文件系统,以.XML格式保存充电历史数据文件,并基于车位智能终端的网络协议栈,搭建嵌入式web服务器,提供了历史充电数据的访问接口。电动汽车车载智能终端基于移动通信技术和无线互联技术,使用微型电脑和移动终端实现了行驶中和充放电站内两种情形下的数据交互,具备通过比较发射端发射功率和接收端的接收功率,评估无线充电系统运行状态的功能。最后对上述设备进行联调测试,能够协同完成电动汽车用户与电网的实时信息交换,不影响电力调度网络与外部网络的隔离,能实现历史充电数据的访问、站内保护信息的传输,达到863课题任务书要求。