摘要：目前交流充电桩作为专用充电接口为具有车载充电机的电动汽车提供交流电能，是电动汽车的重要基础支撑系统，也是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节，良好的设计要求为电动汽车用户，提供更便利的使用和操作，以及美观的造型，是当下设计人员需要考虑的内容。
关键词：充电桩；控制器；BMS
引言
国务院办公厅公布的《汽车产业调整和振兴规划》中提出，未来三年我国计划“形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能，新能源汽车销量占乘用车销售总量的5%左右”。中国已经开始在北京、上海等13座城市开展节能与新能源汽车示范推广试点工作，鼓励在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服务领域率先推广使用节能与新能源汽车。目前国家已计划将节能与新能源示范推广试点城市由13个扩大到20个。电动汽车交流充电桩是电动汽车的重要基础支撑系统，也是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节。
国家电网提出将在国网范围内在27个省市（区）全面推进电动汽车充电站建设，拟建公用充电站75座、交流充电桩6209台以及部分电池更换站，交流充电桩是这些充电站的必不可少的重要组成部分，发展前景十分广阔。
1 电动汽车交流充电桩系统构成、工作原理
1.1 硬件系统构成
交流充电桩由桩体、电气主回路、控制模块、人机交互模块组成。
1.1.1 电气主回路
1）电子式电能表：采用复费率电子式电能表，有功1.0、无功2.0，直接接入式，带485口。2）防雷器：在充电桩进线端加装防雷器，防雷器带有信号输出回路，提供防雷器动作信号。3）漏电流保护器：选用的进线断路器自带漏电保护功能。4）充电控制开关：采用微型断路器配置操作机构，具有带负荷分断能力和过流保护能力。5）充电连接器：根据GB/T18487.1-2001描所述的A或B连接方式，充电电缆及插头由电动汽车自备。
1.1.2 人机交互模块
1）LCD显示、触摸屏或键盘、微型打印机、读卡器。2）功能：显示交流充电桩各状态下的相关信息。
显示账务管理模块输出的相关信息。
显示器字符清晰、完整，对比度高，不依靠环境光源辨认。
具有查询功能，管理员可通过查询卡在操作界面上查询相关信息。
具有手动设置参数和实现手动控制的功能和界面。
票据打印。
非接触式CPU卡充电和结账消费。
1.1.3 控制模块
自主研发控制器，采用主流32位微处理器，加嵌入式操作系统设计方案，保证数据转发、终端通信、数据管理等复杂功能要求；完成充电流程、账务流程、多方通信功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
1.1.4 桩体
1）结构要求
安装方式：落地式、壁挂式。
全封闭结构，密封性好，整体无外露锐角。表面涂覆色泽层均匀光洁，不起泡、不龟裂、不脱落。
外壳采用抗冲击力强、抗老化材质。
防盗设计。
人性化设计，适宜操作：光源和高度。
建议尺寸范围：1450mm×350mm×270mm（高×宽×深）-落地式
650mm×350mm×200mm（高×宽×深）-壁挂式
2）耐环境要求
不低于IP32（室内）或IP54（室外）。
三防（防潮湿、防霉变、防盐雾）保护。
防锈（防氧化）保护。
电击防护（触电防护）。
1.2 工作过程原理
充电桩采用读卡器刷卡操作方式为主流程，刷卡开始－充电计费－刷卡结账，完成用户充电过程，并结合操作画面，选择充电模式：按电量充、按金额充、按时间充、和自动充电四种方式进行充电，充电计费通过读取电子式电能表的电度数据，和充电电价，完成用户消费计算，并在用户刷卡结账时在用户卡中扣除。
2 软件设计
上述方法，是通过软件来实现的，根据不同情况和特点，对每一部分采用不同的操作系统环境和编程语言。主要由HMI（触摸屏）软件、刷卡器操作软件、打印机输出软件、电度计量通信软件、通信软件组成。
2.1 HMI（触摸屏）软件。软件的编写和完成可分为三大部分：画面制作，触控文件制作，画面显示操作软件。
2.1.1 画面和触控文件制作。使用Photoshop制作触控显示画面，然后使用HMI生产厂家提供的应用软件，制作触控文件，将画面和触控文件导入HMI。
2.1.2 画面显示操作软件。根据触控文件中按键编码，和画面调用流程编制应用程序。完成操作方式的选择和数据的输入。
2.2 刷卡器操作软件。刷卡器操作软件是程序的主要流程软件，完成充电过程。通过HMI操作，进入刷卡流程，读取卡号、卡余额，连接电缆、启动充电、存储电量、计算消费电量、结束充电、读取卡号、扣除消费额，断开电缆、返回画面。
2.3 打印机输出软件。打印机输出软件，输出用户消费小票，用于用户报销凭证。
2.4 电度计量通信软件。电度计量通信软件，读取电能表数据。
2.5 通信软件。通信软件，完成后台通信、BMS通信。
3 总结
充电桩的设计，主要依据为中华人民共和国能源行业标准 《电动汽车交流充电桩技术条件》，并且不同厂家产品设计略有不同，主要差异在于桩体的造型和应用界面。
论文作者:李丽惠
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签：软件论文; 电动汽车论文; 操作论文; 通信论文; 画面论文; 新能源论文; 充电站论文; 《基层建设》2019年第1期论文;