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[摘 要]随着我国电动汽车的不断推广和进步，电动汽车充电桩的设计也成为了一个关键的课题。本文主要针对电动汽车充电桩设计进行分析，明确了电动汽车充电桩设计工作的具体思路，以及设计过程中需要关注的要点，供参考和借鉴。
[关键词]电动汽车，充电桩，设计思路
中图分类号：U491.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）35-0260-01
前言
在电动汽车的发展过程中，电动汽车充电桩的设计是一个很重要的环节，只有做好了电动汽车充电桩的设计工作，才能够让电动汽车的发展更加的顺利，奠定必要的基础。
1、电动汽车充电桩发展概述
现代社会在汽车家族中电动汽车所占的份额越来越高。而现在的电动汽车充电站的设备并不能完全满足消费者的需求，改善充电桩的性能是市场的需要。本设计的重点主要是在系统出现故障时进行自我修复，也就是还原系统。同时我还给充电桩加入人机界面缴费系统，就不用有专门工作人员在那里当值，并且系统增加了自我恢复功能，避免了一些车友无意间导致系统的死机。在国家新能源战略当中，电动汽车的发展是一种重要方向，而在电动汽车发展进程中，电动汽车的建设和技术发展是一项重要环节。凭借多年在电力技术、电力系统及储能技术方面的理解，并将V2G和储能技术作为前提，解决电动汽车充电站电气系统等方面的问题。这种方案不仅可以提供电动汽车电池的充换电，同时也能进行储能电站的拓展，展开智能、开放的管理，使拥有储能电站功能的充电站成为一项重要组成。
2、电动汽车对快速充电站的设计要求
2.1 快速充电站要具有通用性
由于不同的电动汽车蓄电池的电压等级和蓄电池等级是不同的，所以在公共场所使用的快速充电站需要使用各个电压等级和蓄电池系统。要保证充电站充电的广泛性，要可以根据不同类型的蓄电池使用不同的充电控制方法。所以在电动汽车商业化前期，首先要制定对充电装置、充电接口、接口协议和充电规范制定相对应的管理措施。
2.2 要具备较快的充电速度
传统的铅酸类蓄电池和发展前景比较好的镍氢和锂离子动力蓄电池对比，具有投入资金低、电池容量高、施工技术成熟、无记忆效应、跟随负荷输出特性好等方面的优点。但是铅酸類蓄电池也存在着续航能力不高的缺点。为了延长电动汽车的行驶路程，就需要建设出可以快速充电的充电站来对此问题进行解决，进而使得电动汽车可以顺利地推行使用。
2.3 对电能有比较高的转化率
电动汽车的运行能源费用和电动汽车的能耗指标是有着非常密切的联系的，如何有效地提高电动汽车的经济价值、建设电动汽车的能源消耗，是未来电动汽车产业顺利发展的一个重要方面。在建设充电站的过程中，要对建设成本和电能的转化率进行充分的考虑。要尽可能地选择建设成本低廉、电能转化率比较高的充电设施。
2.4 充电站要可以进行智能化充电
电动汽车蓄电池的应用水平和电池性能对电动汽车的普及和发展造成了非常大的影响，推行充电站的智能化充电主要是为了实现可以对电池的放电状态进行实时的监控，防止出现过放电的情况，尽可能地在无损电池的情况下对电池进行充电，提高电池的使用年限。在充电站的建设过程中，充电智能化技术主要可以从以下三个方面体现出来，具体为：（1）要可以对电池的电量进行智能化管理，对电量进行指导和计算；（2）对充电机、充电技术和充电站进行优化；（3）可以自动对蓄电池进行维护并可以自动诊断出电池的故障。
2.5 充电站要具有集成化的特点
在充电站的建设过程中，电动汽车的能力管理系统要可以和充电系统组成一个整体，要对电流检测、集成传输晶体管、反向放电保护等功能进行集成。要尽可能地实现高度集成化的充电站建设，节省出电动汽车内部零件，节省系统成本，对充电效果进行优化，提高电池的使用年限。
电动汽车作为一种绿色、无污染的新型动力设备，在未来有非常大的发展空间，但是由于其具有续航能力差等方面的缺点，电动汽车要想在市场上被顺利地推广开来，其中一个关键的因素就是快速充电站的布置。
3、电动汽车充电桩设计思路
3.1 外部机构与总控单元
电动汽车充电桩可利用交叉覆盖的工艺进行设计，结构的强度要满足IP65防护要求，能够起到防水作用。电动汽车充电桩的主体设计方面，可采用镀锌钢板作为硬件材料，为防潮、盐、雾等影响，需在镀锌钢板外表进行烤漆工艺，涂抹一层保护漆膜，防止因外界环境影响造成的硬件材料腐蚀。充电桩的元器件可采用STM32F107VCT6微控制器，其包含以太网接口、高性能的ARMCortex-M332位RISC内核，16个10接口、6个与各个控制单元对接的串口，能够满足监测、使用工作的需要。另外，该设备可以在工业级的温度范围内开展工作，极大地提高了总控单元的运行效果。
3.2 监控和显示单元
监控单元主要功能是监督充电桩的工作状态，主要包括开关量的采集、模拟量的采集和开出控制。在系统采集到模拟量之后，会把相应的信息传达到开关量的采集单元，进而给用户提供充电所需的电量；开出控制主要功能是在充电完成之后，指引用户把电动汽车开出充电桩，为其他用户使用充电桩提供位置。显示单元主要由触摸屏、LED显示器、按键和指示灯组成，用户利用LED显示器，按照电动汽车需要的充电量，通过触摸屏上的按键选择相应的适合服务方案。在完成服务之后，指示灯会亮起，即向用户提示充电开始。在充电完成之后，指示灯会由红色变为绿色，表示充电已经完成。
3.3 软件系统
3.3.1 主控模块
主控模块能够按照用户的需求自动设计最佳的服务方案，在客户做出选择之后，将客户信息传递到硬件模块，开始充电。与此同时，主控模块还可收集用户的各种信息，例如智能充电桩的充电记录、实施运行数据等等。
3.3.2 安全模块
安全模块是由数据加密模块、读卡器、密钥管理系统、数据解密模块等组成。数据加密模块可根据一定的加密形式，把用户的各种信息进行加密之后保存。读卡器可利用硬件加密技术将充电桩数据与用户卡交互中所获得的变量进行加密，在传输中能够对具体线路加密，从而保证信息数据的相对安全。密钥管理系统可以提供密钥的加密算法和生成机制。数据解密模块可以把用户信息进行还原变成原始数据，同时能夠提供给用户进行识别。
3.3.3 电气设计
电动汽车充电桩桩体的结构，应当采用交叉覆盖的工艺，不但有利于工作时空气的流动，方便充电桩散热，同时还能提高充电桩体的防护能力。充电桩的主体可采用镀锌钢板，电动汽车的外表可以使用烤漆工艺，提高抗蚀能力和防锈能力。电动汽车所有的零部件都要达到工业级要求，充电桩的电气设计，可采用磁环、压敏电阻及瞬变抑制二极管等，确保充电桩在恶劣环境下的稳定工作。
4、结束语
综上所述，在研究电动汽车充电桩的设计过程中，对设计方法进行分析是我们需要做的一个步骤，也是今后研究的重点，电动汽车充电桩的设计思路一定要科学合理，设计一定要符合实际，才能够提高其设计的质量。
参考文献
[1] 王建基，孟琦.电动汽车智能充电桩的设计与实现[J].机电机械，2016（4）：270-271.
[2] 颜新华.尽快完善充电网络是当务之急――从用户使用感受谈电动汽车发展[J].中国电力企业管理，2016（2）：36-37.
[3] 薛冰，蔡磊，王鹏，等.电动汽车智能充电桩管理方案[J].低碳世界，2016（9）：221-222.
[4] 郑言冲，肖新平，文江辉，等.电动汽车智能充电策略研究综述[J].集成技术，2015（1）：83-91.
[关键词]电动汽车，充电桩，设计思路
中图分类号：U491.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）35-0260-01
前言
在电动汽车的发展过程中，电动汽车充电桩的设计是一个很重要的环节，只有做好了电动汽车充电桩的设计工作，才能够让电动汽车的发展更加的顺利，奠定必要的基础。
1、电动汽车充电桩发展概述
现代社会在汽车家族中电动汽车所占的份额越来越高。而现在的电动汽车充电站的设备并不能完全满足消费者的需求，改善充电桩的性能是市场的需要。本设计的重点主要是在系统出现故障时进行自我修复，也就是还原系统。同时我还给充电桩加入人机界面缴费系统，就不用有专门工作人员在那里当值，并且系统增加了自我恢复功能，避免了一些车友无意间导致系统的死机。在国家新能源战略当中，电动汽车的发展是一种重要方向，而在电动汽车发展进程中，电动汽车的建设和技术发展是一项重要环节。凭借多年在电力技术、电力系统及储能技术方面的理解，并将V2G和储能技术作为前提，解决电动汽车充电站电气系统等方面的问题。这种方案不仅可以提供电动汽车电池的充换电，同时也能进行储能电站的拓展，展开智能、开放的管理，使拥有储能电站功能的充电站成为一项重要组成。
2、电动汽车对快速充电站的设计要求
2.1 快速充电站要具有通用性
由于不同的电动汽车蓄电池的电压等级和蓄电池等级是不同的，所以在公共场所使用的快速充电站需要使用各个电压等级和蓄电池系统。要保证充电站充电的广泛性，要可以根据不同类型的蓄电池使用不同的充电控制方法。所以在电动汽车商业化前期，首先要制定对充电装置、充电接口、接口协议和充电规范制定相对应的管理措施。
2.2 要具备较快的充电速度
传统的铅酸类蓄电池和发展前景比较好的镍氢和锂离子动力蓄电池对比，具有投入资金低、电池容量高、施工技术成熟、无记忆效应、跟随负荷输出特性好等方面的优点。但是铅酸類蓄电池也存在着续航能力不高的缺点。为了延长电动汽车的行驶路程，就需要建设出可以快速充电的充电站来对此问题进行解决，进而使得电动汽车可以顺利地推行使用。
2.3 对电能有比较高的转化率
电动汽车的运行能源费用和电动汽车的能耗指标是有着非常密切的联系的，如何有效地提高电动汽车的经济价值、建设电动汽车的能源消耗，是未来电动汽车产业顺利发展的一个重要方面。在建设充电站的过程中，要对建设成本和电能的转化率进行充分的考虑。要尽可能地选择建设成本低廉、电能转化率比较高的充电设施。
2.4 充电站要可以进行智能化充电
电动汽车蓄电池的应用水平和电池性能对电动汽车的普及和发展造成了非常大的影响，推行充电站的智能化充电主要是为了实现可以对电池的放电状态进行实时的监控，防止出现过放电的情况，尽可能地在无损电池的情况下对电池进行充电，提高电池的使用年限。在充电站的建设过程中，充电智能化技术主要可以从以下三个方面体现出来，具体为：（1）要可以对电池的电量进行智能化管理，对电量进行指导和计算；（2）对充电机、充电技术和充电站进行优化；（3）可以自动对蓄电池进行维护并可以自动诊断出电池的故障。
2.5 充电站要具有集成化的特点
在充电站的建设过程中，电动汽车的能力管理系统要可以和充电系统组成一个整体，要对电流检测、集成传输晶体管、反向放电保护等功能进行集成。要尽可能地实现高度集成化的充电站建设，节省出电动汽车内部零件，节省系统成本，对充电效果进行优化，提高电池的使用年限。
电动汽车作为一种绿色、无污染的新型动力设备，在未来有非常大的发展空间，但是由于其具有续航能力差等方面的缺点，电动汽车要想在市场上被顺利地推广开来，其中一个关键的因素就是快速充电站的布置。
3、电动汽车充电桩设计思路
3.1 外部机构与总控单元
电动汽车充电桩可利用交叉覆盖的工艺进行设计，结构的强度要满足IP65防护要求，能够起到防水作用。电动汽车充电桩的主体设计方面，可采用镀锌钢板作为硬件材料，为防潮、盐、雾等影响，需在镀锌钢板外表进行烤漆工艺，涂抹一层保护漆膜，防止因外界环境影响造成的硬件材料腐蚀。充电桩的元器件可采用STM32F107VCT6微控制器，其包含以太网接口、高性能的ARMCortex-M332位RISC内核，16个10接口、6个与各个控制单元对接的串口，能够满足监测、使用工作的需要。另外，该设备可以在工业级的温度范围内开展工作，极大地提高了总控单元的运行效果。
3.2 监控和显示单元
监控单元主要功能是监督充电桩的工作状态，主要包括开关量的采集、模拟量的采集和开出控制。在系统采集到模拟量之后，会把相应的信息传达到开关量的采集单元，进而给用户提供充电所需的电量；开出控制主要功能是在充电完成之后，指引用户把电动汽车开出充电桩，为其他用户使用充电桩提供位置。显示单元主要由触摸屏、LED显示器、按键和指示灯组成，用户利用LED显示器，按照电动汽车需要的充电量，通过触摸屏上的按键选择相应的适合服务方案。在完成服务之后，指示灯会亮起，即向用户提示充电开始。在充电完成之后，指示灯会由红色变为绿色，表示充电已经完成。
3.3 软件系统
3.3.1 主控模块
主控模块能够按照用户的需求自动设计最佳的服务方案，在客户做出选择之后，将客户信息传递到硬件模块，开始充电。与此同时，主控模块还可收集用户的各种信息，例如智能充电桩的充电记录、实施运行数据等等。
3.3.2 安全模块
安全模块是由数据加密模块、读卡器、密钥管理系统、数据解密模块等组成。数据加密模块可根据一定的加密形式，把用户的各种信息进行加密之后保存。读卡器可利用硬件加密技术将充电桩数据与用户卡交互中所获得的变量进行加密，在传输中能够对具体线路加密，从而保证信息数据的相对安全。密钥管理系统可以提供密钥的加密算法和生成机制。数据解密模块可以把用户信息进行还原变成原始数据，同时能夠提供给用户进行识别。
3.3.3 电气设计
电动汽车充电桩桩体的结构，应当采用交叉覆盖的工艺，不但有利于工作时空气的流动，方便充电桩散热，同时还能提高充电桩体的防护能力。充电桩的主体可采用镀锌钢板，电动汽车的外表可以使用烤漆工艺，提高抗蚀能力和防锈能力。电动汽车所有的零部件都要达到工业级要求，充电桩的电气设计，可采用磁环、压敏电阻及瞬变抑制二极管等，确保充电桩在恶劣环境下的稳定工作。
4、结束语
综上所述，在研究电动汽车充电桩的设计过程中，对设计方法进行分析是我们需要做的一个步骤，也是今后研究的重点，电动汽车充电桩的设计思路一定要科学合理，设计一定要符合实际，才能够提高其设计的质量。
参考文献
[1] 王建基，孟琦.电动汽车智能充电桩的设计与实现[J].机电机械，2016（4）：270-271.
[2] 颜新华.尽快完善充电网络是当务之急――从用户使用感受谈电动汽车发展[J].中国电力企业管理，2016（2）：36-37.
[3] 薛冰，蔡磊，王鹏，等.电动汽车智能充电桩管理方案[J].低碳世界，2016（9）：221-222.
[4] 郑言冲，肖新平，文江辉，等.电动汽车智能充电策略研究综述[J].集成技术，2015（1）：83-91.