电动汽车充电桩状态监测系统研究

郭琪

摘要：电动汽车充电桩是新能源汽车的充电基础设施，随着新能源汽车的普及，电动汽车充电桩的应用越来越广泛。但充电桩的用户体验还存在一些问题，如：触摸屏界面不够美观、系统处理速度缓慢等，给用户的使用带来了不便。为了满足用户简单、方便、快捷的充电需求，本文提出了一种基于STM32的充电桩状态监测系统，采用STM32芯片作为主控芯片，以嵌入式Uc/os-II作为操作系统，通过RFID模块读取用户信息，同时在DGUS屏设计了GUI人机交互界面，实时显示充电电压、电量、卡内余额等信息，充电数据则通过串口上传到上位机进行进一步分析和处理。

关键词：电动汽车;充电桩;状态监测

引言

近些年来我国的电动汽车普及率不断提高，但是配套设施与电动汽车的发展不匹配，这些问题将导致我国电动汽车难以彻底普及。在充电桩的建设和管理运行过程中，政府部门、充电桩承建部门、电力企业等各方单位都会碰到各式各样的问题，特别是安全问题。本文从技术机构的角度出发分析电动汽车充电桩以及充电现场存在的安全问题，以帮助相关部门了解电动汽车充电现场和充电桩的安全隐患。同时本文还提出电动车充电现场安全隐患的处理措施，以提高城市和电动汽车的安全性。

1电动汽车充电桩概述

充电桩主要有交流充电桩和直流充电桩，交流充电桩可以为电动汽车内的车载充电机提供交流电源，直流充电桩可以为电动汽车内的电池运行系统充电变动需求输出功率。随着我国充电产业的快速发展，充电桩已经完善了现场检测标准制定、认证、建设布局，但是其因为建设环境问题、安装调试问题、维护管理问题，导致各种问题多发，具体表现在以下几个方面：第一，充电桩故障问题多发，当前大多数充电桩在充电中会出现线路中断问题，影响用户使用;第二，充电桩标准不一，无法配比所有车型，导致用户需求得不到满足;第三，充电桩质量不一，导致使用过程中容易发生各种安全问题。对此需要相关部门加强电动汽车市场研究，稳定有序地开展电动汽车充电桩检测问题，并选择科学的检测方法，从而提高充电桩使用效率。

2电动汽车充电桩状态监测系统研究

2.1充电桩状态监测与远程维护系统的总体设计设计要求

主要是为满足软件的状态监测及远程维护，对充电桩管理系统的要求在于：可靠性。在满足预定动能前提下要确保自身稳定高效运转，同时又可将充电桩源代码带来的影响降至最低，规避因管理系统产生软件运行故障;多能多样化。针对充电桩软件状态监测系统开发主要是为节约人力资源，所以要求数据能够全面、功能能够多样，不仅可实现充电桩软件运行状态监测，同时又能实现对远程软件的维护;通用性。这一类管理系统需满足各种桩体的需求，并可预留可扩展接口，基于不同的管理对象需求让功能更加具有针对性。总体方案。针对充电桩软件状态监测与远程维护系统，主要是为改善充电桩本身软件故障频繁出现的状况，解决实际运行效率较低问题。

2.2人机交互软件设计

首先，需要在DGUS屏已加载好的图片上绘制相应的控制控件，在触控配置中进行增量调节、拖动调节、RTC设置、基础触控等操作，在所需要指定的区域拖拽图片并覆盖，通过触控配置实现图片之间的相互切换。为实现触摸屏数据动态显示，需要在变量配置中设计为数字变量显示，分别给变量分配地址、设置变量显示颜色、设置字体大小和变量类型。由于充电桩设计的变量较多，因此将变量生成Excel表格进行统一管理，以便于为后续的微处理控制。

2.3预警信息查询过程

在程序中如软件运行出现故障，就可选择利用预警代码实现预警信息的自动生成，开发人员按照信息复现故障产生过程，最终就可基于故障的原因实现对代码的维护及优化处理。预警信息主要是针对发生故障时软件运行状态的描述，如故障类型、发生时间、日志等。预先规定故障代码，实现故障类型的区分。如，0x01代表因电能统计出现错误从而导致的金额问题;0x02代表因无法跳转导致的金额问题。基于软件中对时间信息的存储方式判别，主要是对故障发生的时间基数及二次相对量的记录，由于二次技术已在日志中存储就不需再次记录，直接将三个数据相加就可获取故障产生的具体时间。对于故障日志，也就是故障发生时的日志内容，在本次预警软件中软件故障不会卡死程序，所以可不断更新日志。如没有及时进行保存，新产生的日志就会覆盖过往日志，导致故障发生前无法获取程序运转流程，最终影响故障处理。

2.4检测项目和流程

项目：第一，控制导引检测，控制导引检测主要非车载充电机是否可以测量电压值，以此判断出车辆插头、插座之间的连接状态，一般充电接口连接需要进行确认，如果充电连接装置连接完成后，电子锁就处于锁闭状态。第二，互操作性和统一性测试。先需要通过测试模拟设备输出测试指令，测试仪可以随时记录测试过程，并处理测试问题，仿真设备终端接收被测设备的信号，并通过指令控制，将测试结果传输到测试仿真设备中。第三，电能质量检测。先需要在充电桩交流电源侧确定测量位置，在测量前需要将充电桩交流输入测电源开关分闸处，将电压、电流直接输入电能质量记录仪中。并闭合充电桩交流输入侧电源开关，将充电桩头通过交直流负载控制箱和负载电流进行连接，以此通过调整充电桩额定电压、电流，获取充电参数。当电流稳定时可以连续测试，测试时间、测试记录都需要符合标准，以此将记录数据存储。第四，功效检测。功效检测可以适用于直流桩，先需要将充电机和负载进行连接，并调设至恒压状态，输入电压为上限值，将负载电流调至额定输出电流值，以此对充电机输入功率和输出功率进行测试。第五，非车载充电机通用电性能测试。该项目测试环节多，主要有冲击电流試验、输出电流误差试验、输出电压误差试验等。第六，非车载充电机传导操作性测试。其测试分为19个项目，比如，控制导引电压额定测试，调整阶段测试、连接测试等，其中在开展输入电流停止测试、输出电流调整测试、输出电流误差测试时，需要将直流负载和交流电源进行混合应用。第七，非车载充电机通信协议测试，该项目测试内容较多，比如低压辅助上电和充电、充电参数配置、充电进行、充电结束等。对于以上测试需要相关人员注意各种限制条件，以此根据实际情况开展测试工作。

结语

随着电动汽车的推广普及，充电桩等配套设施也逐渐走进人们的生活。虽然人们已经对充电桩见惯不惯，但是对充电桩的了解仍然存在一定的不足。尽管充电桩有许多道技术安全锁，但是充电现场的安全管理绝不是技术问题，而是复杂的管理问题，这也是许多充电现场安全事故的重要原因。特别是在电气环境较为复杂的商城地下车库以及公交车充电场，充电现场的安全问题屡见报端。通过对这些安全事故进行综合分析发现，电动汽车充电现场的安全问题可以分为技术问题和管理问题，技术问题需要技术部门解决，这些问题无法一蹴而就。但是管理上的问题可以通过加强监督、规范操作的方法来解决。解决电动汽车充电现场的安全隐患能够有效避免人民人身财产的损失。

参考文献

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