电动汽车交流充电桩的设计与研究

电动汽车交流充电桩是电动汽车充电设备中最常见的基础设施之一，也是电动汽车实现产业化与市场化的重要前提。电动汽车交流充电桩是利用标准的充电接口，采用传导式充电方式为车载式充电机提供电源的装置，一般具有电能计量、计费、通信、控制等功能。电动汽车交流充电桩具有一定的安全防护等级，主要安装于停车场以及住宅小区等区域，是电动汽车进行常规充电的主要设备。 本文论述了一种基于专用电能计量芯片开发的交流充电桩，给出了交流充电桩软硬件设计方案。本文在硬件设计方面给出了主电路结构，包括MCU电路、系统电源电路、电压电流信号调理电路、用于与后台管理系统通信的CAN总线接口电路以及外围人机交互接口电路。其中，人机交互接口电路包括打印机接口、POS机接口、触摸屏显示器接口、语音提示接口电路。针对本文设计的硬件电路以及专用电能计量芯片的特点，对交流充电桩应用软件也进行了设计。 交流充电桩通常以充电站的工作形式管理，这就需要与之配套的后台管理系统用于对交流充电桩充电过程中的各种数据进行收发、分析、管理、存储与监控。本文设计的后台管理系统基于LabVIEW图形化编程语言开发，并使用LabSQL工具包进行数据库操作。该充电站的后台管理系统通过CAN总线与各充电桩进行通信。本文参考车载BMS电池管理系统与充电桩之间的通信协议，实现了交流充电桩与后台管理系统之间的CAN总线通信细节。 本文也对电能计量原理基础知识进行了介绍，并对电能计量芯片的电能计量原理进行了阐述。最后对本交流充电桩智能充电方法进行了介绍。 本文设计开发的交流充电桩功能完善、操作简单、运行可靠，并且已经通过了北京电力科学研究院型式试验，在充电设施建设中具有广阔的应用前景和市场潜力，对电动汽车的普及有一定推动作用。