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研祥工控机在汽车充电桩控制系统中的解决方案

作者:www.cechina.cn2011.11.06阅读 3488

  近年来,全球石油资源的短缺以及人类赖以生存的自然环境日益恶化,使得减少温室气体排放量,遏制全球变暖趋势已经成为全球各国共同关注的焦点话题。汽车作为现代工业化社会的重要产物,为推动人类文明向前发展做出了巨大的贡献,给人类的生活带来舒适和便携。根据联合国的统计数据显示,目前汽车的耗油量已占全部石油消耗的75%,同时也带来了巨大的环境污染。
  电动汽车以电代油,能够实现“零排放”和“低噪音”,是解决能源和环境问题的重要手段。随着电池技术的快速发展CONTROL ENGINEERING China版权所有,电动汽车在性能和经济性方面已经接近甚至优于传统燃油汽车,并在最近几年间迅速在全球范围内推广应用CONTROL ENGINEERING China版权所有,清洁、环保与节能的电动汽车已经成为世界汽车工业发展的热点与必然趋势。充电系统为电动汽车运行提供能量供给,是电动汽车的重要基础支撑系统,也是电动汽车商业化和产业化进程中的重要环节。电动汽车充电机作为电池充电的必要手段,其性能好坏和工艺复杂程度直接影响到电池的使用寿命和电动汽车的推广,为了推动电动汽车在全球的普及,各国陆续开始大批兴建“电动汽车充电网络”,电动汽车充电站(桩)的建设迅速在全球铺开。
  我国从“十一五”时期开始实施新能源汽车科技规划,“863”项目共投入20亿元研发经费,形成了以纯电动、油电混合动力、燃料电池三条技术路线为“三纵”,以多能源动力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、动力蓄电池以及管理系统三种共性技术为“三横”的电动汽车研发格局。电动汽车在我国已经进入快速发展的新阶段。

  系统描述
  电动汽车充电设备主要包括充电站及其附属设施,如充电机、充电站监护系统、充电桩、配电室以及安全防护设施等。
  电动汽车充电桩是一种专为电动汽车的车用电池充电的设备。根据电流种类的不同,充电桩可分为交流充电桩和直流充电桩两种,分别采用相应的充电方式完成对车载蓄电池充电的功能。一般情况下,充电机应至少能为铁锂离子蓄电池、铅酸蓄电池和镍氢蓄电池三种类型动力蓄电池中的一种进行充电。
  交流充电桩是安装在电动汽车外,与交流电网连接,为电动汽车车载充电机提供交流电源的供电装置www.cechina.cn,同时具备计量计费功能,直流充电桩是固定安装在电动汽车外,与交流电网连接,为电动汽车动力电池提供小功率直流电源的供电装置,直流充电桩具有充电机功能,可以实现监视并控制被充电电池状态,同时直流充电桩可以对充电电量进行计量。
  系统构成
  本系统主要由四部分组成:电动汽车充电桩、集中器、电池管理系统系统(BMS)、充电管理服务平台。其中电动汽车充电桩的终端控制器主要由RISC平台的7 寸可触摸显示的测控一体机PMM-0791来完成,用户可自助刷卡进行用户鉴权、余额查询、计费查询等功能,也可提供语音输出接口www.cechina.cn,实现语音交互。用户可根据液晶显示屏指示选择4种充电模式:包括按时计费充电、按电量充电、自动充满、按里程充电等。

  电动汽车充电机控制器与集中器利用CAN总线进行数据交互,集中器与服务器平台利用有线互联网或无线GPRS网络进行数据交互,为了安全起见,电量计费和金额数据实现安全加密。
  电池管理系统系统(BMS)的主要功能是监控电池的工作状态(电池的电压、电流和温度)、预测动力电池的电池容量(SOC)和相应的剩余行驶里程,进行电池管理以避免出现过放电、过充、过热和单体电池之间电压严重不平衡现象,最大限度地利用电池存储能力和循环寿命。
  充电服务管理平台主要有三个功能:充电管理、充电运营、综合查询。充电管理对系统涉及到的基础数据进行集中式管理,如电动汽车信息、电池信息、用户卡信息、充电桩信息;充电运营主要对用户充电进行计费管理;综合查询指对管理及运营的数据进行综合分析查询。
  系统要求
  电动汽车充电站大多建立在户外道路旁,需考虑高温、多灰尘、潮湿的环境特点,要求产品能宽温工作,环境适应能力强。
  电动汽车充电站网点一般数量较多且分散,维护成本较高,所以要求产品具有较高的平均无故障运行时间。
  提供户外用户和操作员在户外可视界面,具有宽视角特点。
  具有FLASH或CF卡存储介质,可安装操作系统和存放广告内容。
  可实现车主自由队充电终端进行操作,要求具有高亮度的触摸面板。
  可灵活外接读卡器、打印机、电度表等设备,要求产品具有多串口通讯的特点。
  系统框图

  产品清单及优势
  PMM-0791电动汽车充电桩终端控制应用产品特点:
  全部采用工业级的器件和部件,工作温度范围可达到-25~75℃
  整机具有高抗振、防尘、发热量低等特点,适合恶劣工业环境应用。
  采用板载128M FLASH,同时可配工业级CF卡,可用于存放广告内容。
  直接集成模拟量采集、开关量输入输出、继电器直接输出通道,可直接采集现场信号和驱动现场设备。
  具有丰富的外部通讯接口,多个充电桩可通过RS-485接口级联在一起,服务器可通过以太网对各自助充电终端进行控制。
  可选GPRS/CDMA远程通信功能,可将交易信息和报警信息上传主站。
  可选远红外通信功能CONTROL ENGINEERING China版权所有,可进行本地参数设置或数据查询。
  PMM-0791电动汽车充电桩终端控制应用产品规格:
  工业级RISC处理器(400MHZ)
  128MB SDRAM和 128MB NAND FLASH,最大可支持4G CF卡
  7寸可触摸高亮显示屏
  直接集成光隔16路模拟量输入通道,16bit分辨率
  直接24路隔离开关量输入、16路开关量输出通道(8路继电器输出)
  3串口、1网口和2USB口
  结论
  在该电动汽车充电站终端控制系统中,PMM-0791由于其功能的高集成度以及性能的高可靠性,能较好地实现电动汽车用蓄电池的充电控制,能迅速便捷地实现现场的充电操作,并且能实时采集现场各类充电参数,准确便捷地在本地触摸屏上显示出来并对数据进行管理。此产品已经获得了多家电动汽车充电桩生产厂家的高度认可与好评。

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