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电动汽车智能充电桩的设计与实现

2016-04-26 15:43
雷本祖
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  为了推动我国电动汽车产业的发展和提高环境保护的水平,我国在十二五期间共计建成了换电站约2350个,充电桩22万个,初步覆盖了全国区域。然而,由于电动汽车充电桩规范标准出台较晚,导致不同充电桩的规格、质量存在明显的差异,且电动汽车智能充电桩常在恶劣的自然环境和强电磁环境中运行。因此,如何有效保障充电系统的稳定性和工作效率,已成为困扰电动汽车产业发展的重要问题。

  一、智能充电桩的总体设计要求

  我国幅员辽阔,跨越了多个温度带,自然环境较为复杂,加之充电桩常工作在强电磁的环境下,这些都对电动汽车智能充电桩的设计提出了更高的要求。

  1.1可经受多种极端天气的考验

  随着全球气候不断变暖,极端自然天气事件出现的概率越来越高,对社会的各个行业均造成了严重的影响。对于智能充电桩而言,其外部结构必须具备良好的封闭性,使水珠、雨雪等无法进入桩内,从而避免电路短路或系统故障;内部还需要形成良好要的空气流动,从而及时散发元器件产生的热量。

  1.2应具备较强的抗电磁干扰能力

  电磁环境主要是由各种电磁感应所造成的信号传输干扰现象。在无线移动通信技术快速发展的今天,电磁干扰已经成为比较常见的现象之一。针对有强电磁干扰的工作环境,在设计电动汽车智能充电桩时,需要着重考虑电气布局,从而降低各种电磁干扰造成的不良影响,确保电动汽车智能充电桩能正常运转。

  二、智能充电桩的设计和实现

  2.1外部整体结构和总控单元器件

  电动汽车智能充电桩采用交叉覆盖工艺设计,整个桩体结构的强度符合IP65防护级别的要求,可有效防止水的渗入,在主体设计方面,电动汽车智能充电桩采用镀锌钢板作为系统硬件材料,且为了保证其可以在潮湿、盐、雾等环境中正常运转,采用了汽车烤漆工艺,在其表面涂上了一层保护漆膜;在元器件选型方面,考虑到不同地区的温差,采用了意法半导体公司生产的STM32F107VCT6微控制器,其包含高性能的ARMCortex-M332位RISC内核(工作频率为72MHz)、以太网接口、6个与各个控制单元对接的串口、16个IO接口,可初步满足使用、监测工作的需求。此外,该设备能在工业级温度范围内正常工作,大幅提高了总控单元的运行效率。

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