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直流充电桩嵌入式控制系统的设计与实现

张征  
【摘要】:我国目前面临严重的环境污染和能源短缺问题。电动汽车作为新型能源应用之一,具有能源利用率高、排放无污染等诸多优点。大力发展电动汽车已成为全球的趋势。充电桩作为电动汽车的充电设备,其相关技术的研究是电动汽车广泛普及的前提条件。本文以STM32F103ZET6控制器为核心,设计并实现了直流充电桩嵌入式控制系统。该系统主要包括嵌入式控制单元、电能计量单元、IC卡识别单元、温湿度检测单元、直流输出单元以及人机交互界面。结合嵌入式控制技术、CAN总线协议、Modbus总线协议、直流充电桩相关国家标准等规范,设计并实现了直流充电桩嵌入式控制系统。该系统能够控制、监测充电过程,实时显示充电数据。首先,设计了直流充电桩嵌入式控制系统的整体框架,根据直流充电桩功能需求,应用嵌入式控制技术,搭建了系统硬件和软件平台。其次,参照国家电网标准,设计并实现了嵌入式控制系统对当前电网参数的实时监控;从实际用户角度考虑,选择刷卡支付的方式完成交易结算;参照GB/T18487.1国家标准,设计并实现了嵌入式控制系统对当前环境温湿度的实时监测;参照GB/T 27930《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》,设计并实现了嵌入式控制系统对直流输出单元的控制;利用人机交互技术,从应用程序角度出发,设计并实现了能够满足用户操作的人机交互界面,用户能够通过触摸屏实现对直流充电桩的操作控制。最后,组装直流充电桩样机进行整机调试,并对直流充电桩的基本功能及相关参数进行测试。


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