摘 要
随着国际化石能源的日益匿乏，能源问题日益严峻，使用更节能环保的产品是一条途径，而纯电动汽车因为其不使用化石能源、污染等优势成为发展的必然趋势，但充电汽车的续肮问题一直困扰着其发展，然而方便快捷的充电桩能够大大缓解续肮的压力。设计该装置不仅仅提供快捷的充电服务，而且也使得建筑停车场充电装桩充分利用，减少车主绕行停车带来的麻烦。这样既方便了车主又大大减少了充电桩闲置的现象，也为电动汽车更快更好发展铺设了前进的道路。
本次设计的是一种移动式、功能模块化的交流充电装置以及车载电池管理系统，给出交流充电装置软硬件设计方案，并在结构上实现利用智能操作系统并采用时尚的外观造型对电动汽车充电装置进行人机友好设计，在外形上摆脱了以往呆板、庞大、笨拙等缺点。在硬件设计方面给出主电路结构，包括 MCU 电路、系统电源电路、电压电流信号调理电路、用于与后台管理系统通信的 CAN总线接口电路以及外围人机交互接口电路。其中，人机交互接口电路包括打印机接口、POS 机接口、触摸屏显示器接口、语音提示接口电路。完成装置的机械结构的方案设计和结构设计，要完成该设备的重要的零件图和设计计算说明书。
关键词：可移动；移动充电；充电装置；控制系统
Abstract
With the international lack of fossil energy, energy problem is increasingly serious, use more energy conservation and environmental protection products is a way, and pure electric vehicles because it does not use fossil energy, pollution advantages become the inevitable trend of development, but the problem has been troubling its development, but convenient and fast charging pile can greatly relieve the pressure of continued dirty.The design of the device not only provides fast charging service, but also makes full use of charging piles in the building parking lot, reducing the trouble caused by car owners' detour parking.This not only facilitates the car owners and greatly reduces the phenomenon of idle charging piles, but also lays the road forward for the faster and better development of electric vehicles.
The design is a kind of mobile, functional modular AC charging device and on-board battery management system, the AC charging device software and hardware design, and the structure of intelligent operating system and adopt fashionable appearance modelling of electric vehicle charging device man-machine friendly design, in the shape of the previous rigid, large, clumsy and other shortcomings.In terms of hardware design, the main circuit structure is given, including MCU circuit, system power supply circuit, voltage and current signal conditioning circuit, CAN bus interface circuit for communication with the background management system, and peripheral human-computer interaction interface circuit.Among them, the human-computer interaction interface circuit includes the printer interface, POS interface, touch screen display interface, voice prompt interface circuit.Complete the mechanical structure design and structural design of the device, to complete the important part drawings and design calculation specifications of the equipment.
Key words: mobile; mobile charging; charging device; control system
目 录
摘 要 I
Abstract II
1 绪 论 1
1.1 选题背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.2.1 国外电动汽车充电设施发展现状 1
1.2.2 国内电动汽车充电设施发展现状 2
1.3 可移动式充电装置的类型 3
1.4 动力电池充电方法探讨 4
2 可移动式充电装置设计分析 6
2.1充电装置功能分析 6
2.1.1 工作过程原理 6
2.1.2 智能充电功能 6
2.2 充电装置结构分析 6
2.3 可移动式充电装置主要材质分析 7
3 可移动式充电装置的硬件设计 9
3.1 主板硬件结构介绍 10
3.1.1 MCU电路 10
3.1.2 系统电源电路 11
3.1.3电压电流信号调理电路 13
3.2 可移动式充电装置充电插头与控制引导电路 14
3.2.1 可移动式充电装置充电插头 14
3.2.2 控制导引电路 15
3.3 硬件接口 16
3.3.1 SP3739串口扩展电路 16
3.3.2 外围设备扩展电路 18
3.3.3 CAN接口电路 19
3.4 紧急停止按钮设计 20
3.5 本章小结 20
4 可移动式充电装置系统软件设计 21
4.1下位机软件整体架构 21
4.1.1 人机交互模块 22
4.1.2 电能计量模块 23
4.1.3可移动式充电装置的CAN总线通信接口模块 24
4.1.4故障报警模块 25
4.2上位机系统软件架构 26
4.2.1 Lab VIEW介绍 26
4.2.2后台管理系统设计 27
4.3本章小结 28
5 可移动式充电装置与后台管理系统的通信协议 29
5.1 CAN总线介绍 29
5.2 CAN总线访问机制 30
5.3 充电站系统CAN网络的组建 30
5.4 充电站系统CAN总线通信协议的实现 31
5.5 充电站CAN网络测试 34
5.6 本章小结 34
6 可移动式充电装置智能充电策略研究 35
6.1 电池充电终止控制方法 35
6.2 基于标准充电插头充电 36
6.3 基于带CAN总线充电插头充电 36
6.3.1实现智能充电 36
6.4 本章小结 37
7 结论与展望 38
7.1 结论 38
7.2 展望 39
参考文献 40
致 谢 42
