近年來(lái)，全球石油資源的短缺以及人類賴以生存的自然環(huán)境日益惡化，使得減少溫室氣體排放量，遏制全球變暖趨勢(shì)已經(jīng)成為全球各國(guó)共同關(guān)注的焦點(diǎn)話題。汽車作為現(xiàn)代工業(yè)化社會(huì)的重要產(chǎn)物，為推動(dòng)人類文明向前發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，給人類的生活帶來(lái)舒適和便攜。根據(jù)聯(lián)合國(guó)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前汽車的耗油量已占全部石油消耗的75%，同時(shí)也帶來(lái)了巨大的環(huán)境污染。
電動(dòng)汽車以電代油，能夠?qū)崿F(xiàn)“零排放”和“低噪音”，是解決能源和環(huán)境問(wèn)題的重要手段。隨著電池技術(shù)的快速發(fā)展，電動(dòng)汽車在性能和經(jīng)濟(jì)性方面已經(jīng)接近甚至優(yōu)于傳統(tǒng)燃油汽車，并在最近幾年間迅速在全球范圍內(nèi)推廣應(yīng)用，清潔、環(huán)保與節(jié)能的電動(dòng)汽車已經(jīng)成為世界汽車工業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)與必然趨勢(shì)。充電系統(tǒng)為電動(dòng)汽車運(yùn)行提供能量供給，是電動(dòng)汽車的重要基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)，也是電動(dòng)汽車商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中的重要環(huán)節(jié)。電動(dòng)汽車充電機(jī)作為電池充電的必要手段，其性能好壞和工藝復(fù)雜程度直接影響到電池的使用壽命和電動(dòng)汽車的推廣，為了推動(dòng)電動(dòng)汽車在全球的普及，各國(guó)陸續(xù)開(kāi)始大批興建“電動(dòng)汽車充電網(wǎng)絡(luò)”，電動(dòng)汽車充電站（樁）的建設(shè)迅速在全球鋪開(kāi)。
我國(guó)從“十一五”時(shí)期開(kāi)始實(shí)施新能源汽車科技規(guī)劃，“863”項(xiàng)目共投入20億元研發(fā)經(jīng)費(fèi)，形成了以純電動(dòng)、油電混合動(dòng)力、燃料電池三條技術(shù)路線為“三縱”，以多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制系統(tǒng)、動(dòng)力蓄電池以及管理系統(tǒng)三種共性技術(shù)為“三橫”的電動(dòng)汽車研發(fā)格局。電動(dòng)汽車在我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展的新階段。
電動(dòng)汽車充電站
系統(tǒng)描述
電動(dòng)汽車充電設(shè)備主要包括充電站及其附屬設(shè)施，如充電機(jī)、充電站監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、充電樁、配電室以及安全防護(hù)設(shè)施等。
電動(dòng)汽車充電樁是一種專為電動(dòng)汽車的車用電池充電的設(shè)備。根據(jù)電流種類的不同，充電樁可分為交流充電樁和直流充電樁兩種，分別采用相應(yīng)的充電方式完成對(duì)車載蓄電池充電的功能。一般情況下，充電機(jī)應(yīng)至少能為鐵鋰離子蓄電池、鉛酸蓄電池和鎳氫蓄電池三種類型動(dòng)力蓄電池中的一種進(jìn)行充電。
交流充電樁是安裝在電動(dòng)汽車外，與交流電網(wǎng)連接，為電動(dòng)汽車車載充電機(jī)提供交流電源的供電裝置，同時(shí)具備計(jì)量計(jì)費(fèi)功能，直流充電樁是固定安裝在電動(dòng)汽車外，與交流電網(wǎng)連接，為電動(dòng)汽車動(dòng)力電池提供小功率直流電源的供電裝置，直流充電樁具有充電機(jī)功能，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)視并控制被充電電池狀態(tài)，同時(shí)直流充電樁可以對(duì)充電電量進(jìn)行計(jì)量。
系統(tǒng)構(gòu)成
本系統(tǒng)主要由四部分組成：電動(dòng)汽車充電樁、集中器、電池管理系統(tǒng)系統(tǒng)(BMS)、充電管理服務(wù)平臺(tái)。其中電動(dòng)汽車充電樁的終端控制器主要由RISC平臺(tái)的7 寸可觸摸顯示的測(cè)控一體機(jī)PMM-0791來(lái)完成，用戶可自助刷卡進(jìn)行用戶鑒權(quán)、余額查詢、計(jì)費(fèi)查詢等功能，也可提供語(yǔ)音輸出接口，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音交互。用戶可根據(jù)液晶顯示屏指示選擇4種充電模式：包括按時(shí)計(jì)費(fèi)充電、按電量充電、自動(dòng)充滿、按里程充電等。
充電電樁位
電動(dòng)汽車充電機(jī)控制器與集中器利用CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，集中器與服務(wù)器平臺(tái)利用有線互聯(lián)網(wǎng)或無(wú)線GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，為了安全起見(jiàn)，電量計(jì)費(fèi)和金額數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)安全加密。
電池管理系統(tǒng)系統(tǒng)(BMS)的主要功能是監(jiān)控電池的工作狀態(tài)(電池的電壓、電流和溫度)、預(yù)測(cè)動(dòng)力電池的電池容量(SOC)和相應(yīng)的剩余行駛里程，進(jìn)行電池管理以避免出現(xiàn)過(guò)放電、過(guò)充、過(guò)熱和單體電池之間電壓嚴(yán)重不平衡現(xiàn)象，最大限度地利用電池存儲(chǔ)能力和循環(huán)壽命。
充電服務(wù)管理平臺(tái)主要有三個(gè)功能：充電管理、充電運(yùn)營(yíng)、綜合查詢。充電管理對(duì)系統(tǒng)涉及到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中式管理，如電動(dòng)汽車信息、電池信息、用戶卡信息、充電樁信息；充電運(yùn)營(yíng)主要對(duì)用戶充電進(jìn)行計(jì)費(fèi)管理；綜合查詢指對(duì)管理及運(yùn)營(yíng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析查詢。
系統(tǒng)要求
電動(dòng)汽車充電站大多建立在戶外道路旁，需考慮高溫、多灰塵、潮濕的環(huán)境特點(diǎn)，要求產(chǎn)品能寬溫工作，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。
電動(dòng)汽車充電站網(wǎng)點(diǎn)一般數(shù)量較多且分散，維護(hù)成本較高，所以要求產(chǎn)品具有較高的平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間。
提供戶外用戶和操作員在戶外可視界面，具有寬視角特點(diǎn)。
具有FLASH或CF卡存儲(chǔ)介質(zhì)，可安裝操作系統(tǒng)和存放廣告內(nèi)容。
可實(shí)現(xiàn)車主自由隊(duì)充電終端進(jìn)行操作，要求具有高亮度的觸摸面板。
可靈活外接讀卡器、打印機(jī)、電度表等設(shè)備，要求產(chǎn)品具有多串口通訊的特點(diǎn)。
系統(tǒng)框圖
產(chǎn)品清單及優(yōu)勢(shì)
PMM-0791電動(dòng)汽車充電樁終端控制應(yīng)用產(chǎn)品特點(diǎn)：
全部采用工業(yè)級(jí)的器件和部件，工作溫度范圍可達(dá)到-25~75℃
整機(jī)具有高抗振、防塵、發(fā)熱量低等特點(diǎn)，適合惡劣工業(yè)環(huán)境應(yīng)用。
采用板載128M FLASH，同時(shí)可配工業(yè)級(jí)CF卡，可用于存放廣告內(nèi)容。
直接集成模擬量采集、開(kāi)關(guān)量輸入輸出、繼電器直接輸出通道，可直接采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)和驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。
具有豐富的外部通訊接口，多個(gè)充電樁可通過(guò)RS-485接口級(jí)聯(lián)在一起，服務(wù)器可通過(guò)以太網(wǎng)對(duì)各自助充電終端進(jìn)行控制。
可選GPRS/CDMA遠(yuǎn)程通信功能，可將交易信息和報(bào)警信息上傳主站。
可選遠(yuǎn)紅外通信功能，可進(jìn)行本地參數(shù)設(shè)置或數(shù)據(jù)查詢。
PMM-0791電動(dòng)汽車充電樁終端控制應(yīng)用產(chǎn)品規(guī)格：
工業(yè)級(jí)RISC處理器（400MHZ）
128MB SDRAM和 128MB NAND FLASH，最大可支持4G CF卡
7寸可觸摸高亮顯示屏
直接集成光隔16路模擬量輸入通道，16bit分辨率
直接24路隔離開(kāi)關(guān)量輸入、16路開(kāi)關(guān)量輸出通道（8路繼電器輸出）
3串口、1網(wǎng)口和2USB口
七、結(jié)論
在該電動(dòng)汽車充電站終端控制系統(tǒng)中，PMM-0791由于其功能的高集成度以及性能的高可靠性，能較好地實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車用蓄電池的充電控制，能迅速便捷地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的充電操作，并且能實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)各類充電參數(shù)，準(zhǔn)確便捷地在本地觸摸屏上顯示出來(lái)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。此產(chǎn)品已經(jīng)獲得了多家電動(dòng)汽車充電樁生產(chǎn)廠家的高度認(rèn)可與好評(píng)。
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