电动汽车充电桩的设计

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇电动汽车充电桩的设计范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：随着近年来石油价格持续飙升意味着能源越来越紧缺，以及全球碳排放标准的推出这些都强化了我国推动纯电动汽车产业普及的动力和欲望。目前看来纯电动汽车是解决全球能源与环境危机的一个突破点。电动汽车电源的问题便是这次的设计目标。普通充电站里的充电桩没有专门的客服工作人员在那里值班，充电桩随时都会有大大小小的问题发生，只要出现一点小小的问题便会让广大车友座驾无法上路。

关键词：充电桩；人机界面；三菱人机界面软件GT Designer 3

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）36-0192-02

现代社会在汽车家族中电动汽车所占的份额越来越高。而现在的电动汽车充电站的设备并不能完全满足消费者的需求，改善充电桩的性能是市场的需要。本设计的重点主要是在系统出现故障时进行自我修复，也就是还原系统。同时我还给充电桩加入人机界面缴费系统，就不用有专门工作人员在那里当值，并且系统增加了自我恢复功能，避免了一些车友无意间导致系统的死机。

1 系统的设计要求及硬件设计

本设备的基本要求是：

1）能够具有准确的判断输入数据的功能；

2）能够用显示器将车主的意思表达出来；

3）能够在投入相对应的人名币时电源的输出符合要求。

本设备的环境要素是工作温度为-20℃～+50℃；相对湿度是5%～95%；海拔高度≤2000米。交流工作电压为380V±15%；工作频率为50Hz±1Hz；满载功率因数≥0.99；谐波电流总畸变率≤20%。直流输出方面稳流精度不超过±1%；稳压精度不超过±0.5%；纹波系数≤0.5%；满载效率≥92%；最高电压DC400-700V（数字调节）；最大电流0-150A（数字无级调节）按电池厂家要求的最大充电电流确定；最大功率为最高输出电压×最大输出电流，按5kW的倍数确定。

一般外壳防护分为室内、室外，结构上一定要杜绝带电部分。机器的金属外壳和它的零件都会进行防锈的保护处理，非金属外壳一般都会有防氧化保护膜或对机器进行防氧化处理。而且一般的电路板、接插件也都需要进行防潮、防霉、防烟的处理，因为必须要符合TH的工作条件。平均无故障时间：MTBF≥50000h。 机器能够安全使用的标准：绝缘电阻≥200M，耐压 1500V/min，重量：50KW系列 200KG。

充电枪设备的采购与论证，充电枪的额定工作电流范围是5A～60A，防护等级要达到IP54的话就必须：1）本产品带接地触头；2）带有控制车辆启动开关；3）带有控制充电机工作开关；4）使用环境温度-40℃～+105℃，通常插拔力≤80N，一般机械寿命≥3000，阻燃等级UL94-V0。根据一般充电器电缆线的长度，主机安装高度从箱底部距离地面100-120厘米，输出端口每一个距离地面30-40厘米，每个端口之间的距离保持50-100厘米为宜。充电站的使用类型有三种，即：1）RL0110T（单投币型） ；2）RL0110S（单独刷卡型） 3）RL0110TS（投币刷卡两用型） 。

系统采用三种充电模式，如下表所示：

本设计采用三菱人机界面软件（GT Designer 3），GT Designer 3软件是用于三菱电机自动化GOT1000系列图形操作终端的画面设计软件，GT Simulator3当然也是一款有效的仿真软件。交流充电桩人机交互界面采用LCD大屏幕彩色触摸屏，选择广州易显15寸触摸屏。充电可选择定电容量、定时间、定金额、自动充电四种模式。

另外该设备同时具有如下优点：

1）一机多控，即一台控制器可以分别控制十个插座的通断电时间；

2）LED数码管倒计时显示，时间到了自动断电；

3）设有保护电路，具有过载和短路保护功能；

4）电子计数，及时对收益了如指掌，方便合作式经营管理；

5）智能CPU识币系统，防钓币、防伪币、防电击功能；

6）具有断电记忆功能，停电后再来电时可以自动进入断电前的状态。

2 系统的原理图设计及人机界面设计

电路主板接线的设计，电路板接线号码与上原理图线号对应，其中端口L接电源火线，端口N接电源零线。

人机界面的设计与操作方法是打开开关，系统进入初始化，欢迎界面上随意点击，便可直接进入刷卡界面或输入密码进入。用户根据提示刷卡成功后进入用户信息界面，该界面显示当前卡内余额，如需充电则根据充电插头的电气链接来选择A插口充电还是B插口充电，以及选择电动自行车充电模式，否则可按右下角处退出按键退出该界面，返回系统主界面。根据上级菜单选择A插口充电模式后，提示充电插头是否已经链接，以保证充电安全，如果已正确链接则按确认，否则按返回，M行链接检查。充电计费方式选择界面：上一级菜单确认后直接进入下一级充电计费方式选择界面，根据车主的需求来进行相关的计费充电，充电的方式分别为：按金额充、按电量充、自动充电，如果返回上级菜单则按左下角的返回箭头，退出则选择右下角的退出按键。 计费方式界面：按金额充电计费界面，车主根据需求输入充电金额即可，单位是元，根据界面按键提示进行充电金额的输入及操作。按电量充电计费方式界面： 按电量充电计费这个界面是车主根据自身需求输入充电电量即可， 以 kwh 即度为单位，根据界面按键提示进行充电电量的输入及操作。充电数据信息显示界面： 确认键进入充电数据显示界面，显示本次充电所需消费金额、所充电量和时间、卡内剩余金额等详细数据，供车主确认，如发生错误可退出充电，否则确定充电。

3 系统使用界面说明

打开系统电源，开机后系统初始化进入交流充电桩欢迎主界面， 界面如图2所示：

用户根据提示刷卡成功后进入用户信息界面，该界面显示当前卡内余额，如需充电则根据充电插头的电气链接来选择A插口充电还是B插口充电，以及选择电动自行车充电模式，否则可按右下角处退出按键退出该界面，返回系统主界面。

根据上级菜单选择A插口充电模式后，提示充电插头是否已经链接，以保证充电安全，如果已正确链接则按确认，否则按返回，进行链接检查。上级菜单确认链接后直接进入充电计费方式选择界面，根据用户自身需求来进行相关方式计费充电，充电方式分别为：按金额充、按电量充、自动充电，如果返回上级菜单则按左下角的返回箭头，退出则选择右下角的退出按键。其他的界面还有很多，在此就不一一介绍了。

4 结论

本文对目前的充电桩存在的明显问题进行了改善，由于水平有限该系统还存在着不足，希望在以后的工作中能继续进行完善。

参考文献：

[1] 滕乐. 电动汽车充电机（站）设计[M]. 北京： 中国电力出版社， 2009.

[2] 徐海明. 电动汽车充电站运行与维护技术[M]. 北京：中国电力出版社， 2010.

[3] 国标GB 50966-2014 电动汽车充电站设计规范中华人民共和国住房和城乡建设部， 2015.