[摘 " " " " "要] "提出了一種基于ARM處理器的一款小型化、安裝方便、成本低的電動汽車交流充電設(shè)備，適用于公共停車場和小區(qū)停車場等場合，能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)交互、IC卡信息認(rèn)證和消費(fèi)信息處理等功能， 該充電樁運(yùn)行可靠、功能完善，可投入實(shí)際應(yīng)用。

[關(guān) " 鍵 " "詞] "電動汽車;充電樁;系統(tǒng)電路

[中圖分類號] "U469.3 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] "A [文章編號] "2096-0603（2015）24-0116-01

一、研究的背景及意義

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，能源和環(huán)境問題日益成為各國關(guān)心的熱點(diǎn)。各個汽車消費(fèi)大國都在積極探索和推出各類電動汽車，希望以此來緩解能源和環(huán)境壓力，電動汽車主要優(yōu)點(diǎn)是可以減少石油消耗，無汽車尾氣污染。因此，針對普通的電動汽車用戶設(shè)計一種制造成本低、方便維護(hù)、操作簡單、易于大量分布和集中管理的充電設(shè)備十分必要，并且具有廣闊的市場前景，有利于電動汽車走進(jìn)普通大眾的家庭。

二、總體設(shè)計方案

（一）總體設(shè)計要求

1.實(shí)用性要求：電動汽車交流充電樁作為一款面向普通電動汽車用戶的產(chǎn)品，需要具備適用范圍廣、功能組件模塊化、多種充電模式等功能。

2.智能化要求：交流充電樁作為電動汽車用戶自助充電的設(shè)備，工作中要具有遠(yuǎn)程控制、自我管理、人機(jī)友好交互等功能。

3.安全性要求：交流充電樁一般安裝于停車場或街頭停車位等場合，安全防護(hù)十分必要，應(yīng)具有電氣防護(hù)設(shè)計、防爆、防盜、防誤操作等功能。

4.可靠性要求：充電樁全天候工作于無人值守環(huán)境中，要求充電樁能夠在一般情況下正常工作，應(yīng)該具有抗干擾和環(huán)境適應(yīng)性好、軟件設(shè)計可靠、運(yùn)行穩(wěn)定等特性。

（二）系統(tǒng)設(shè)計方案

根據(jù)上文充電樁的功能需求和設(shè)計要求，提出了如下的充電樁設(shè)計方案，交流充電樁的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計上分為控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理系統(tǒng)和安全防護(hù)系統(tǒng)三個部分。

控制系統(tǒng)對充電樁的運(yùn)行進(jìn)行控制，控制系統(tǒng)以微處理器為核心，微處理器對充電樁的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過外圍設(shè)備接口電路設(shè)計和控制程序設(shè)計實(shí)現(xiàn)充電樁的運(yùn)行管理。

安全保護(hù)系統(tǒng)主要作用是在充電樁運(yùn)行中保護(hù)操作人員及設(shè)備的安全，主要由電氣防護(hù)單元、急?？刂茊卧涂刂埔龑?dǎo)單元組成。

網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行管理系統(tǒng)主要是處理充電樁消費(fèi)信息的傳輸以及對充電樁運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，通過GPRS通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行管理軟件和充電樁的數(shù)據(jù)雙向傳輸。

該設(shè)計方案完整地實(shí)現(xiàn)了交流充電樁的設(shè)計要求，系統(tǒng)組件采用模塊化，方便了設(shè)備的組裝、維護(hù)和升級。

三、系統(tǒng)電路設(shè)計

（一）控制系統(tǒng)組成

交流充電樁控制系統(tǒng)設(shè)計的總體思路是以ARM嵌入式芯片為核心處理器，用來控制充電樁實(shí)現(xiàn)充電操作等相關(guān)功能，并且將充電過程中用戶的消費(fèi)信息和充電樁自身的運(yùn)行狀態(tài)信息發(fā)送到后臺服務(wù)器。

（二）充電控制單元設(shè)計

交流充電樁采用交流接觸器作為充電電路的通斷控制器，交流接觸器的線圈電壓為12V。在自動控制中一般遵循低壓控制高壓原則，因此對交流接觸器的控制采用了多級串聯(lián)控制結(jié)構(gòu)，利用小型直流繼電器作為控制媒介，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)通過板載控制電路對交流接觸器的控制。

（三）系統(tǒng)軟件設(shè)計

控制系統(tǒng)主程序流程圖如下所示：

四、總結(jié)

本充電樁設(shè)計較好地利用ARM單片機(jī)實(shí)施程序控制，采用性能較好的STM32處理芯片，故整體電路控制功能強(qiáng)、性能較好，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試，各項(xiàng)指標(biāo)均符合系統(tǒng)設(shè)計要求，具有較好的應(yīng)用價值。

參考文獻(xiàn)：

國家統(tǒng)計局工業(yè)交通統(tǒng)計司.中國能源統(tǒng)計年鑒2007[R].中國統(tǒng)計出版社，2008.