摘要：为了缓解环境压力与能源紧张局面，电动汽车得到广泛的应用，其具有排放量低、效率高等特点，获得广大人民的认可与青睐。现阶段，国内对电动长途汽车的需求量较高，但是高速、野外的充电站、充电桩等却较为罕见，成为阻碍电动汽车发展的主要因素。对此，本文将主要对野外充电桩进行分析，并且将风能与太阳能作为主要供应源，设计一款智能电动汽车充电桩。
关键词：风电联动；电动汽车；充电桩
引言：在电动汽车不断普及的基础上，其使用范围也不再局限于城市，而是将范围延伸到了乡村、高速公路、野外等区域。在野外行车的过程中，如若遭遇电量不足等情况将对电动汽车的正常行使产生极大阻碍。因此，需要在野外设立充电桩，为电动汽车提供充足的能源补给，并且通过风电联动的方式，促进电动汽车的绿色环保运行。
1.电动汽车充电桩的硬件设计
1.1充电储能模块
在充电主电路中，主要由输入二极管、高频变压器、IGBT全桥电路、出入储能电容、输出滤波电感等部分构成。在系统的硬件设计中，各个部分的参数设置为：输出功率为100kw、输入二极管为1000A/1200V、开关频率为20kHz、输入电压范围为300V—680V、开关管IGBT为600A/1200V。在均衡充电电路方面，由于锂电池的内阻并非全部一致，在充电和放电的过程中展现的特性也自然存在差别，这将导致充电前后的电池在电压方面也存在差异，因此充电电路的均衡性显得十分重要。在本文所设计的系统中，采用并联电阻均衡的方式，对相应的电池进行分流，达到花费较少的电阻热量减少相应充电电流的目的。
1.2电池组参数检测模块
在本系统中，采用电阻网络分压的方式对电池组中的内阻与电压进行检测，通过电阻网络对电池组中各个节点的电压进行测量，并且通过模拟开关4051将MCU输入到各个节点当中。而MCU通过对选择端的控制，使各个节点中的电压值被显示出来，对节点电压值进行测定以后，经过计算便能够得出电池组中的内阻数值与电压数值。在本系统中，使用Pt100热电阻的方式对电池组温度进行测量，通过三线制接法的方式，使来自外界对导线电阻产生的干扰因素进行有效的排除。在触发控制方面，采用TX—KA962F驱动器作为驱动芯片，利用TX—PD203作为电源芯片，将15V电源与24V电源输出[1]。
1.3 MCU控制模块
在对主处理器进行选择时，需要对投入成本、技术要求、处理能力与性能要求等多个方面进行综合的考虑和分析，最终本系统采用了DSP+CPLD的处理器，并且对CPU进行了外扩，系统在此方面的主要需求包括测试LED、NAND FLASH、6位拨码开关等。在控制系统的结构设计方面，按照充电机在技术方面的需求进行电路设计。本系统中采用的是纯数字型控制电路，具备电路控制、电压检测、通信显示、故障检测等多项功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了使系统功能得到进一步的扩展与延伸，需要将CPLD模块加入其中，使外围电路能够与C6747功能相结合，充分展现出系统的工作状态与故障问题，并且通过对C6747功能的调整，使DSP处理功能发挥到最佳状态。
2.电动汽车充电桩的软件设计
2.1输入储能模块
在主程序的初始化方面，也就是对UART、PWM、A/D转换等方面进行初始化操作。在主程序的工作状态上分为上电、配置与工作几种，在上电状态情况下，程序能够对FLASH中的电阻网络数据、充电阶段数据、温度计算校正数据等进行读取，然后进入到工作模式当中。如若FLASH中不存在数据，则需要进行报错处理。在工作模式背景下，程序将进行PWM、A/D转换，完成数据处理、充电阶段判断、通讯等功能。
在参数检测方面，主要针对电池组数据、电压检测、电池充电数据等多个方面进行检测，采用A/D转换模块输入外部电压，通过I/O对电路中的CMOS进行开关控制，采用4051对八路电压值进行读取和控制，使温度检测系统能够对A/D转换后的结果进行顺利读取，并且进行简单的校正。在对电池充电的数值进行读取时，需要对两路A/D中的电压与电流进行单独检验，与系统中事先设定好的电阻网络参数相结合，从而得出电源的内阻与电动势能大小。
2.2充电机模块
（1）在充电机的主程序方面，首先应对该程序进行初始化操作，与就是对UART与PWM等进行初始化转换，主要内容包括状态寄存器、输送端口、终端、控制寄存器等配置。当主程序处于上电状态时，能够对FLASH中的汽车电池数值进行读取，然后进入到工作模式当中，如若FLASH中不存在数据信息，则显示报错；在工作模式下，程序的功能涉及到PWM、A/D转换、PWM触发等多个方面。
（2）在参数检验程序方面，与其他系统相比来看较为简单，可以通过汽车通信、CAM接口等形式，对电动汽车锂电池中的数据信息进行读取，并且通过A/D转换等方式，获取到输入电源所在主电路的电流数值与电压数值。
（3）在充电控制程序方面，首先选择MCU对电池组的各项参数进行检测，以此来明确电池的状态，并且选择对应的充电曲线完成充电操作。由于车辆内部具有锂电池组，因此在充电控制方面的难度较低，按照系统中的相关参数，便能够获取到车辆的电池类型，进而对相应的电压与电流进行输入即可[2]。
结论：综上所述，本文主要以野外充电桩为例，在风电联动的基础上设计出一种智能化的充电桩，为电动汽车在更大范围内的行驶提供可能。本文从硬件与软件的两个角度出发，分别对系统硬件中的充电储能模块、MCU控制模块、电池组参数检测模块进行分析，并介绍了系统软件中的输入储能模块与充电机模块，力求为用户带来更加舒适的使用体验，使充电桩的作用和优势得到充分发挥。
参考文献：
[1]电力系统自动化. 世界第1座风力发电的电动汽车充电桩建成[J]. 电力系统自动化，2015，36（19）：121-121.
[2]周琪，安海云，段梅梅，等. 计及电动汽车充电桩无功响应能力的电网节能降损控制方法[J]. 电力系统及其自动化学报，2017，29（5）：129-134.
论文作者:郭俊峰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/18
标签：电压论文; 电动汽车论文; 模块论文; 电池组论文; 电阻论文; 电路论文; 系统论文; 《基层建设》2018年第24期论文;