趙彥濤

摘 要：電動(dòng)客車頂部接觸式充電系統(tǒng)中充電弓與電動(dòng)客車之間的通信采用WIFI通信方式，但是，充電弓與電動(dòng)客車頂部受電弓端可能會(huì)出現(xiàn)無法建立WIFI連接或建立WIFI連接后又突然中斷的現(xiàn)象，從而直接導(dǎo)致電動(dòng)客車無法啟動(dòng)充電或中斷充電。由此，本文針對(duì)工程案例中WIFI連接中斷的問題進(jìn)行分析，并提出解決措施。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)客車;接觸式充電系統(tǒng);WIFI;充電弓;受電弓

中圖分類號(hào)：U469.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）25-0105-02

Abstract： In the top contact charging system of electric bus， WIFI communication is adopted between the charging pantograph and the top pantograph of the electric bus. However， WIFI connection may not be established between the charging pantograph and the top pantograph of the electric bus， or the phenomenon of sudden interruption after the WIFI connection is established， which directly leads to the failure of the electric bus to start charging or interrupt the charging. Therefore， this paper analyzed the problem of WIFI connection interruption in engineering cases， and proposed solutions.

Keywords： electric bus;contact charging system;WIFI;charging pantograph;pantograph

1 提出問題

2019年10月，電動(dòng)客車頂部接觸式充電系統(tǒng)在常州某公交場(chǎng)站投入試運(yùn)行。該公交場(chǎng)站共有4臺(tái)充電弓，30輛電動(dòng)公交車輛。電動(dòng)公交車輛到公交場(chǎng)站后，通過充電弓補(bǔ)充電能，增加續(xù)航里程。在電動(dòng)客車頂部接觸式充電系統(tǒng)中，充電弓與車輛的通信無通信線相連，兩者之間通過WIFI建立連接與通信。電動(dòng)客車充電時(shí)間一般為10～30 min。在充電過程中，充電弓與電動(dòng)客車頂部受電弓端會(huì)出現(xiàn)無法建立WIFI連接或建立WIFI連接后又突然中斷的現(xiàn)象，從而造成電動(dòng)客車無法啟動(dòng)充電或終止充電的情況。每次WIFI連接中斷后，需要斷電重啟車輛受電弓通信控制器，然后重新啟動(dòng)充電流程，嘗試WIFI連接，嚴(yán)重影響電動(dòng)客車充電的效率，造成電動(dòng)客車無法及時(shí)補(bǔ)充電能，降低了車輛的續(xù)航里程。

2 問題原因分析

改造前電動(dòng)客車頂部接觸式充電系統(tǒng)如圖1所示。

第一，電動(dòng)客車的WIFI設(shè)備安裝在電動(dòng)客車內(nèi)部，WIFI天線也安裝在電動(dòng)客車內(nèi)部。為了增強(qiáng)電動(dòng)客車的機(jī)械防護(hù)強(qiáng)度，電動(dòng)客車的車身骨架采用金屬材料，外殼也較多采用金屬材料。電動(dòng)客車的金屬骨架與金屬外殼相當(dāng)于一個(gè)金屬屏蔽罩，會(huì)減弱WIFI信號(hào)的透?jìng)髀?，影響WIFI的通信質(zhì)量，導(dǎo)致在無線傳輸過程中發(fā)生丟包、誤碼率增加等現(xiàn)象，從而可能造成充電弓與電動(dòng)客車頂部受電弓端無法建立WIFI連接或建立WIFI連接后又突然中斷的現(xiàn)象。

第二，充電弓端的WIFI設(shè)備安裝在直流充電機(jī)內(nèi)部，WIFI天線已采用外置安裝方式，天線距離地平面高度約2.5 m。由于電動(dòng)客車頂部接觸式充電系統(tǒng)建在公交停車場(chǎng)，公交車輛較多，直流充電機(jī)與待充電電動(dòng)客車間經(jīng)常會(huì)有公交車輛駛過或停放。在這種情況下，中間停放或駛過的公交車輛可能會(huì)削弱WIFI信號(hào)的透?jìng)髀?，?dǎo)致在無線傳輸過程中發(fā)生丟包、誤碼率增加的現(xiàn)象，從而造成充電弓與電動(dòng)客車頂部受電弓端無法建立WIFI連接或建立WIFI連接后又突然中斷的現(xiàn)象[1]。

第三，充電弓端的WIFI設(shè)備和電動(dòng)客車的WIFI設(shè)備都采用的是CAN-WIFI設(shè)備，將充電弓端與電動(dòng)客車頂部受電弓端的CAN通信轉(zhuǎn)化為WIFI通信。電動(dòng)客車中多個(gè)設(shè)備共用一個(gè)CAN總線，CAN總線通信數(shù)據(jù)較多，若不對(duì)無用數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，過多占用CAN-WIFI設(shè)備的通信帶寬，會(huì)造成CAN-WIFI設(shè)備通信數(shù)據(jù)丟包與誤碼率增加的現(xiàn)象。在這種情況下，充電弓與電動(dòng)客車頂部受電弓端通信的數(shù)據(jù)不能及時(shí)傳輸，從而可能造成充電弓與電動(dòng)客車頂部受電弓端無法建立WIFI連接或建立WIFI連接后又突然中斷的現(xiàn)象。

3 問題解決措施

改造后的電動(dòng)客車頂部接觸式充電系統(tǒng)如圖2所示。

第一，電動(dòng)客車的WIFI設(shè)備安裝在電動(dòng)客車內(nèi)部，WIFI天線可安裝在電動(dòng)客車頂部（見圖2），確保WIFI天線外無電動(dòng)客車的金屬殼體包裹，減少WIFI信號(hào)在傳輸過程中的衰減，從而降低充電弓與電動(dòng)客車頂部受電弓端通信在無線傳輸過程中受到的干擾，提高充電弓與電動(dòng)客車頂部受電弓端通信數(shù)據(jù)在無線傳輸過程中的可靠性[2]。

第二，將充電弓端的WIFI設(shè)備天線安裝在充電弓上（見圖2），增加WIFI天線的安裝高度，縮短充電弓與電動(dòng)客車頂部受電弓端WIFI的通信距離。同時(shí)，避免由于其他公交車輛駛過或停放而削弱WIFI信號(hào)的透?jìng)髀剩斐蔁o線傳輸中的丟包與誤碼率增加的問題，提高充電弓與電動(dòng)客車頂部受電弓端通信數(shù)據(jù)在無線傳輸過程中的可靠性。

第三，充電弓端的WIFI設(shè)備和電動(dòng)客車的WIFI設(shè)備仍采用CAN-WIFI設(shè)備，將充電弓端與電動(dòng)客車頂部受電弓端的CAN通信轉(zhuǎn)化為WIFI通信。電動(dòng)客車中多個(gè)設(shè)備仍共用一個(gè)CAN總線，但在CAN-WIFI設(shè)備的軟件上增加CAN地址過濾功能，只允許電動(dòng)客車端需要與充電弓信息交換的設(shè)備通過CAN-WIFI設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)，避免CAN總線上非相關(guān)設(shè)備通過CAN-WIFI傳輸數(shù)據(jù)，占用CAN-WIFI設(shè)備的通信帶寬，從而降低充電弓與電動(dòng)客車頂部受電弓端無線通信過程中的丟包概率與通信誤碼率，提高充電弓與電動(dòng)客車頂部受電弓端通信數(shù)據(jù)在無線傳輸過程中的可靠性[3]。

4 結(jié)語

通過以上方案，硬件上對(duì)電動(dòng)客車頂部接觸式充電系統(tǒng)中WIFI天線安裝位置進(jìn)行了重新布置，有效降低了電動(dòng)客車金屬骨架與外殼對(duì)WIFI信號(hào)的影響及其他車輛對(duì)WIFI信號(hào)的影響;軟件上，增加CAN地址過濾功能，避免CAN總線上非相關(guān)設(shè)備通過CAN-WIFI傳輸數(shù)據(jù)，占用CAN-WIFI設(shè)備的通信帶寬，從而有效提高CAN-WIFI設(shè)備的通信帶寬利用率。改造后的電動(dòng)客車頂部接觸式充電系統(tǒng)運(yùn)行后，未再出現(xiàn)充電弓與電動(dòng)客車頂部受電弓端無法建立WIFI連接或建立WIFI連接后又突然中斷的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭學(xué)偉.基于Wi-Fi環(huán)境的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)抗干擾技術(shù)研究[J].電子測(cè)量技術(shù)，2014（5）：89-92.

[2]廖威.無線局域網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向探討[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2017（2）：15-16.

[3]吳鵬飛，劉宏駿，郝燁.電動(dòng)汽車大功率充電發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)研究[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2020（1）：26-29.