电动汽车充电桩人机交互与控制系统设计与开发

发布时间：2020-03-07 22:10

【摘要】：电动汽车充电桩是大力发展电动汽车的基础设施,也是电动汽车产业化和市场化的重要前提。目前,我国己经逐步展开了电动汽车充电系统的建设,在我国的某些城市相继开始建立电动汽车充电桩、充电站,但是我国对充电设备的关键技术研究尚且不够深入,相关的标准体系法律政策建设也有待完善,这在一定程度上限制了电动汽车的推广和普及。电动汽车充电桩电动汽车提供直流充电电源,主要安装于停车场及住宅等区域,是电动汽车常规充电的主要设备。本文研究内容归纳如下:(1)给出了电动汽充电桩的总体构造,提出了充电桩的功能要求和技术指标,针对所提出的要求,制定方案。采用威纶通公司的人机界面产品MT6070i H进行设计,实现人机交互,开发了电动汽车充电桩在整个工作过程中的所有的用户操作界面,人机界面是用户和机器的接口,也是唯一的用户可以操作充电桩的窗口,界面的设计需要考虑到实用性与易操作性,并同时增强用户使用的体验感受。(2)采用单片机ATmega16L设计了电动汽车充电桩的主控板,主控板的作用是用来协调整个充电桩AC/DC部分和DC/DC部分的协同工作,主控板还要实现与人机界面的通信功能,人机界面接受用户的操作指令,然后将指令传送给主控板,主控板控制整个充电桩的工作,实现HMI和主控板的数据通信。(3)设计了电动汽车充电桩控制系统的软件部分,主要是主控板中ATmega16的程序设计,程序设计主要包括DA子程序,AD子程序,故障检测子程序,PI子程序等,针对铅酸电池的充电特性,通过程序的检测,设计了铅酸蓄电池的三段式充电控制程序包括初充电,恒压充电,恒流充电,涓流充电的控制。(4)对设计的充电桩系统进行了测试,验证了充电桩的工作性能,包括对设计的HMI界面测试,以及对充电桩的总体性能测试,测试的结果表明所设计的电动汽车充电桩方便操作,具有较强的稳定性和抗扰动能力,能够在输出全功率范围内稳定的工作。测试结果表明,设计的样机能够很好的实现人机交互,HMI中每个界面按照用户的操作有序的跳转,不出现花屏,具有充电进度显示,计费显示,故障显示等功能。同时整个充电桩具有一定的抗干扰能力,输出功率5KW,最大输出电流20A,最大输出电压400V,并达到了设计初期提出的技术要求。
【图文】：

广义的HMI系统模型

狭义的HMI模型图
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U491.8;TP273

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本文编号：2585492