水盼盼

摘 要：針對國內(nèi)電動汽車交流充電樁舊接口的GB/T 20234一致性改造情況，以及由于標準理解偏差導致新充電接口充電不可靠的問題，文章解析了國標GB/T 20234控制導引的原理和檢測判斷參量，設計了基于單片機LPC1768的控制導引系統(tǒng)。

關鍵詞：電動汽車；控制導引；充電接口；交流充電樁

中圖分類號：TD442.2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）16-0137-01

現(xiàn)階段，伴隨著經(jīng)濟的快速增長和社會的快速發(fā)展，我國的環(huán)境問題愈發(fā)突出。為了緩解空氣污染，電動汽車的發(fā)展非常受重視。發(fā)展電動汽車，實現(xiàn)能源結構的轉型，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。同時，電動汽車是汽車行業(yè)的一個新的發(fā)展方向，這為我國在汽車行業(yè)技術水平的提高，構建完善的汽車工業(yè)體系，引領世界潮流提供了一個契機。我國政府也意識到了電動汽車發(fā)展的重要性，出臺了一系列的政策法規(guī)來促進并規(guī)范電動汽車行業(yè)的發(fā)展。在我國政府的積極引導下，我國的電動汽車取得了很大成績。但是，在電動汽車行業(yè)的發(fā)展過程中依然存在很多問題。新國標制定后，市場上依然存在大量不符合新國標的充電樁。本文正是在這種背景下，設計了充電樁控制導引系統(tǒng)，這對于充電樁新產(chǎn)品的研發(fā)和舊產(chǎn)品的改造都具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 控制導引流程

充電樁與汽車連接的控制導引通過CC和CP的檢測來進行充電連接的控制，電路如圖1所示。

1.1 充電連接狀態(tài)的確認

車輛與充電樁連接后，充電樁的控制系統(tǒng)判斷檢測點4是否連接或測量檢測點1的電壓來判斷車輛與充電樁是否已成功連接。車輛通過測量檢測點的電壓判斷接口是否成功連接。充電樁之后開始整個充電流程，將開關S1從+12V的連接端轉換至PWM端。

1.2 車輛準備工作的完成

車輛首先進行自檢，若一切正常，閉合開關S2。充電樁測量檢測點1處的電壓來判斷車輛狀態(tài)，當此電壓滿足一定的范圍時，則認為正常，然后充電樁閉合開關K1和K2使充電電路工作。

1.3 開始充電過程

電動汽車和充電樁成功連接后，開始檢測電阻R4的阻值，來確定充電電路的額定電流；然后測量檢測點2的PWM的占空比得到充電樁的最大供電電流；獲取車載充電機的額定輸入電流，選三者的最小值作為充電過程最大充電電流，然后充電樁開始對車輛進行充電。

1.4 充電過程的監(jiān)控

在充電過程中，充電樁對檢測點1和4進行不斷的測量，以確保充電口的連接正常和車輛處于正常的充電狀態(tài)[4]。車輛對檢測點2進行檢測，實時監(jiān)測接口的連接狀態(tài)。當測量到檢測點2的PWM的占空比發(fā)生變化時，車輛能夠調節(jié)車載充電機的輸出功率以提高能源的使用效率。

1.5 充電過程的結束

當要使充電過程結束時，車輛應首先斷開S2，讓充電設備停止充電。當達到充電樁設置的結束條件或檢測到開關S2斷開時，則充電樁的控制系統(tǒng)將S1切到+12V一側，并斷開K1和K2切斷充電電路。

2 硬件設計

2.1 信號調理電路

模擬信號經(jīng)過線性光耦與數(shù)字信號間隔離并產(chǎn)生與之成線性關系的數(shù)字信號，將此信號通過運算放大器處理后，通過LPC1768自帶的12位AD采樣器進行采樣。

2.2 PWM調制波輸出電路

單片機LPC168輸出PWM，通過調制電路，在CP線上輸出正負電壓值為±12V的PWM信號。

2.3 連接確認電路

充電樁和汽車完全連接時，連接點CC和PE導通；斷開時，連接點CC和PE斷開。在充電過程中，當CC斷開時，要在硬件上確保充電過程停止。

3 結語

本文設計了以LPC1768單片機為主控制器的電電動汽車交流充電樁控制導引系統(tǒng)。研究了充電樁與電動汽車接口的新國標，設計了充電控制方案。采用光耦對數(shù)字信號和模擬信號進行隔離，能夠有效減少各個信號間的相互干擾，提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，防止充電過程中發(fā)生故障。實現(xiàn)了對電動汽車充電時，充電樁和測量的連接確認及控制導引和實時監(jiān)控功能。

參考文獻

[1]郭強.電動汽車交流充電樁的開發(fā)與研究[D].合肥工業(yè)大學，2015：13-15.

[2]GB/T 20234.1-2011，電動汽車傳導充電用連接裝置.第1部分：通用要求[S].

[3]GB/T 20234.2-2011，電動汽車傳導充電用連接裝置.第2部分：交流充電接口[S].endprint