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摘要：在我国现代社会的发展中，提倡使用新能源战略的策略，电动汽车行业也成了系能源发展的主要行业之一，但是电动汽车发展的过程当中，电动汽车的充电桩技术和建设是一种必然的趋势，凭借现代社会的电气工程自动化，结合当今时代的科技技术，解决电动汽车充电桩各方面的问题，设计科学合理的电动汽车充电桩设计方案，推动我国的新型电动汽车行业的发展，实现低碳节能的生活方式。
关键词：电动汽车；充电桩；技术分析
伴随着各国社会经济都在进行快速发展，能源消耗特别严重。造成能源危机逐步加深，石油资源总量一直在下降、空气污染、气候变暖日益恶化，很多国家与汽车相关企业对新能源的开发越来越重视。特别是汽车行业把节能、减排列为企业发展研究的主要方向，很多汽车企业都已经深深的意识到，只有发展电动汽车才能有效缓解能源带来的危机。
一、充电桩相关内容的解释
1.1充电桩技术的概念
充电桩就是如同加油站里的加油机器一样，为汽车提供续航功能，充电桩可以直接固定在地面或是墙壁上，大多以小区或是办公停车场为安装地点，根据不同型号的车选择不同等级的电压给汽车充电。充电桩的一端连接着交流电网，另一端有着不同型号的充电插头，分为快速充电和普通充电两种充电方式，使用汽车的居民们可以自行选择充电方式，其充电技术是使用特定的充电卡进行充电的，居民自行选择充电时间并根据充电数进行扣费，充电桩上有一个显示屏，屏幕上能够显示充电电量、充电费用以及充电的时间等相关数据，以便人们可以自行监控。充电桩是一个计时、计电、计金额的终端，为了完善充电桩技术，我国正在努力实现一个充电桩能够充多个电动汽车的愿望。
1.2充电桩及其功能
充电桩（Chargingpile）一般安装在公共场所和住宅小区的停车场或者充电站内，可以固定在墙壁或地面，其功用如同加油站里的加油机，可依据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。其输入端直接接入交流电网，输出端连接充电插头，为电动汽车充电。
1.3充电桩的分类
按安装方式分：可分为挂壁式充电桩、落地式充电桩。
按安装地点分：可分为专用充电桩、公共充电桩。
按充电口数目分：可分为一桩多充、一桩一充。
按充电方式分：可分为交流充电桩、直流充电桩、交直流一体充电桩。
1.4充电桩的技术实现
直流充电桩的工作原理：经整流滤波，三相交流电变为直流电供给IGBT桥。通过控制器中的驱动电路，作用于IGBT桥后，直流电压又转换为交流电压。然后，交流电压经高频变压器的变压隔离，再次经整流滤波得到直流脉冲，便可对电池组充电。
此过程中，控制器可依据参数的变化（电池的端电压、电流大小）实现动态控制，实施修改充电参数。此外，为保证系统运行过程中的安全性、可靠性，设计有过热、过流、过压保护电路。
具体充电过程：充电时，将充电桩的充电手柄与电动汽车的充电插口相连接，然后在刷卡区刷IC卡，按照屏幕的提示进行操作，选择充电模式，即可充电。整个充电过程中，监控单元都会对充电接口的连接状况、电压、电流实时监控，一旦发生异常，便会立即发出警报。为确保充电桩的高效运行，采用了模块化原则编写主程序。
主程序包括：IC卡识别模块、中央控制模块、显示模块、打印模块、通讯模块、检测模块等。激活充电桩时，各模块之间由主程序协调，从而实现一整套的充电流程。多线程的处理方式可确保各模块之间互不影响。
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二、国内电动汽车充电桩的发展现状
我国目前正处在一个充电桩技术建设的高峰时期，但是关注点却还是停留在了直充还是换电充上，我国充电站的综合服务还发展的不完善，有待开发。
（1）充电桩充电站成功运行的案例。国内目前有两个最成熟的充电桩电动汽车充电站，一个在北京，还有一个在上海，这两个充电站多用于为城市中的公交提供电池快速更换，这两个充电站都不属于商业性经营，只是为了便民，也是为了试点运营，这两个充电站都是公交集团支持运营，由国家支付建设资金以及运营资金，对相关的工作人员进行培训，对充电桩进行保养。
（2）国家电网已经在加速与地方政府合作的脚步，推动充电站建设。目前我国在充电站建设方面已经逐渐的在加快脚步，国内各个地区也都已经出现了充电桩站点，国家电网方面也愿意往这个项目中投资，争取建设一个完整的充电桩站点。
三、关于电动车充电桩的设计
3.1硬件系统设计
由于电动车充电桩系统比较复杂，其组成构件较多，在硬件系统设计时，必须要对电动车类型、性能等多方面进行全面考虑。电动车充电桩的组成构件主要包含主控制板、触摸器等几种，其中，主控制板是最核心的构件。它可以控制电动车充电的整个过程，同时，还具有通信功能，能够将充电桩工作相关数据记录下来，并传递给监测系统[2]。除此之外，充电桩的主板结构也比较复杂，包含控制器及许多串口，因而，在具体设计过程中，应该增设相应的监测系统，通过监测，及时发现充电桩电压、接口等异常问题，确保电动企业充电及运行安全。
需要注意的一点是，在构建电动充电桩时，其表面材料应该选择镀锌钢板与此同时，还需要保证所使用材料具有很强的防水性能，即使在阴湿的环境下也可以正常运行。
另外，为了有效避免电池干扰，应该选用具有屏蔽功能的通讯线，并在体外连接地线，将共模抑制的效果最大限度的发挥出来。
3.2软件系统的设计
电动汽车电动桩设计既包含硬件系统设计又包括软件系统设计，在设计电动桩软件系统时，应该严格按照模块化编写原则，确保软件系统安全、可靠性。从充电桩软件系统组成来看，可以分成主控制系统、通信系统等几个部分。充电桩软件系统的设计要确保其具有很强的信息处理能力，能够通过主控制系统对其他各系统进行协调控制。
除此之外，对于充电中产生的费用应该准确计算，并能将相应数据及时上传给后台控制系统。
3.3环境与智能测试分析
从目前的情况看，大多数电动汽车充电桩都位于室外，由于室外条件十分复杂，因而充电桩具体工作的过程中，极易受到恶劣天气的影响，所以，必须要采取相应的保护措施，使充电充可以正常工作。
上述各环节设计完成之后，就要对充电桩系统功能进行测试，根据以上系统构建，经过电池组及现场测试，才能将充电桩的系统功能展现出来，除了可以选择出最佳的充电模式外，还能将充电信息通过人机界面显示出来，并进行自检测，提高充电桩的运行效果。
结语：
自中国电动汽车重大专项实施以来，纯电动、混动以及燃料电池汽车的动力系统集成、动力总成关键零部件、整车集成等多方面均取得了重要技术突破。同时，在技术标准搭建、专利战略等方面也取得了良好效果，为新能源汽车产业奠定了良好的自主知识产权基础。
参考文献：
[1]刘朝辉。电动汽车智能充电桩的设计与应用[J].电子技术与软件工程，2017（3）：248.
[2]刘泉英。基于互联网的电动汽车交流充电桩设计[J].时代汽车，2017（10）：55-56.
[3]张燕珂。基于ARM的电动汽车交流充电桩控制器设计[J].工程技术：全文版，2017（3）：229-231.
[4]陈恩。某商业综合体地下车库电动汽车充电桩的电气设计[J].江西建材，2017（4）：215-216.
论文作者:谷丰强1,蒋海明2,田东博1,马静雅3,李嘉3,王
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/21
标签：电动汽车论文; 充电站论文; 模块论文; 电压论文; 系统论文; 技术论文; 电动车论文; 《电力设备》2018年第23期论文;