电动汽车直流充电桩控制系统的设计与实现
发布时间：2021-04-07 11:14
现今环境污染问题日益严重,同时出现的能源危机使得世界各国开始重视新能源技术的开发。发展电动汽车产业不仅可以有效化解能源危机与环境污染的双重影响,同时也能提升我国电动汽车的自主发展创新能力,缩短与发达国家之间的差距。电动汽车充电桩技术的相关研究是实现电动汽车产业提升与大众普及的前提条件。电动汽车直流充电桩系统的开发设计是一个实际的工程应用,本文主要完成其控制系统的设计并实现正常工作。该系统以STM32F103ZET6控制芯片为核心,主要包括嵌入式主控单元、电能计量单元、RFID射频读卡单元、充电模块直流输出单元和人机交互单元。结合我国直流充电桩相关标准、CAN总线协议和DL/T645电表通讯协议,设计并实现了直流充电桩控制系统。该系统不仅可以控制与监测充电过程,还能实时的显示充电数据。本文首先分析了直流充电桩系统的工作原理,并根据其功能需求设计了充电桩控制系统的总体方案。通过对充电桩快速充电原理的分析,选择了合适的充电模式与充电终止控制方法。其次利用嵌入式控制技术,搭建了系统软硬件控制平台,完成直流充电桩硬件部分的电路设计与器件选型,通过Keil MDK软件开发平台设计并编写了充电桩控制...
【文章来源】：江苏理工学院江苏省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 电动汽车的充电方式和设施介绍
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国外充电设施研究现状
1.3.2 国内充电设施研究现状
1.4 论文的主要研究内容和结构
第二章 直流充电桩控制系统整体方案设计
2.1 直流充电桩系统工作原理
2.2 直流充电桩需求分析
2.3 直流充电桩技术指标
2.4 控制系统总体方案设计
2.5 充电桩快速充电策略的研究
2.5.1 常用电动汽车电池
2.5.2 快速充电原理分析
2.5.3 充电模式的选择
2.5.4 充电终止控制方法
2.6 本章小结
第三章 直流充电桩控制系统硬件设计
3.1 控制系统组成概述
3.2 主控制单元设计
3.2.1 主控板芯片选型
3.2.2 STM32F103最小系统设计
3.3 控制系统电源电路设计
3.4 充电桩连接检测电路设计
3.4.1 充电接口概述
3.4.2 充电握手电路
3.5 存储模块设计
3.6 充电模块的选择与设计
3.7 交易结算模块的选择与设计
3.8 人机交互模块的选择与设计
3.8.1 LCD液晶显示模块
3.8.2 矩阵键盘输入模块
3.8.3 LED指示灯带和蜂鸣器电路
3.9 电能计量模块的选择与设计
3.9.1 电能计量的分类
3.9.2 计量电表的选型
3.9.3 计量方案设计
3.9.4 电能表通信接口电路设计
3.10 本章小结
第四章 直流充电桩控制系统软件设计
4.1 控制系统软件平台的搭建
4.2 控制系统总体工作流程设计
4.3 连接检测子程序设计
4.4 电表通信子程序设计
4.5 RFID交易结算子程序设计
4.6 CAN通信子程序设计
4.7 故障检测子程序设计
4.8 本章小结
第五章 控制系统功能测试与分析
5.1 硬件电路测试
5.2 软件系统测试
5.2.1 射频读卡通信测试
5.2.2 人机交互界面基本功能测试
5.2.3 CAN接口通信测试
5.3 直流充电桩整体性能测试
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文研究工作总结
6.2 后期工作展望
参考文献
附录
攻读学位期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车电池的发展现状与趋势[J]. 华政,梁风,姚耀春. 化工进展. 2017(08)
[2]电动汽车用电池的发展[J]. 刘弘伟,申彩英. 汽车工程师. 2017(04)
[3]电动汽车充电基础设施建设研究[J]. 金勇,钱枫莉,张菲,梁立新. 产业与科技论坛. 2017(06)
[4]电动汽车充电桩的设计与研究[J]. 谢伟才. 通讯世界. 2016(02)
[5]电动汽车用动力电池发展综述[J]. 丁玲. 电源技术. 2015(07)
[6]电动汽车产业技术及推广[J]. 董振斌,张崇超,林育明. 电力需求侧管理. 2015(02)
[7]基于STM32F103ZET6的开放式数控运动控制系统[J]. 唐定兵,高晓丁,薛世润. 机电工程. 2014(08)
[8]基于STM32F103ZET6的程控单相AC-DC变换电路设计[J]. 冯志荣,王红梅. 通信电源技术. 2014(04)
[9]欧美统一充电系统[J]. 陈然. 汽车与配件. 2012(24)
[10]低碳时代中国电动汽车充换电设施建设初探[J]. 汪晓茜,钱锋. 现代城市研究. 2012(03)
硕士论文
[1]基于数字控制的电动汽车直流充电桩系统的设计与实现[D]. 戴双飞.南京理工大学 2017
[2]储能式电动汽车充电桩的充放电控制系统研究[D]. 种马刚.陕西科技大学 2016
[3]交流充电桩计费管理系统的设计与实现[D]. 方鸣.郑州大学 2016
[4]电动汽车智能充电桩系统研究[D]. 王源.长春工业大学 2016
[5]电动汽车交流充电桩的开发与研究[D]. 郭强.合肥工业大学 2015
[6]基于STM32的电动汽车交流充电桩的设计与实现[D]. 何圣权.浙江工业大学 2013
[7]电动汽车充电桩的设计及其控制方法研究[D]. 刘鑫爽.广西科技大学 2013
[8]电动汽车交流充电桩的研制[D]. 商慧杰.哈尔滨工业大学 2012
[9]电动汽车充电桩设计研究[D]. 和雅.南昌大学 2012
[10]动力电池模组信号采集与快速充电策略研究[D]. 郑坤.电子科技大学 2012
本文编号：3123387
【文章来源】：江苏理工学院江苏省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 电动汽车的充电方式和设施介绍
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国外充电设施研究现状
1.3.2 国内充电设施研究现状
1.4 论文的主要研究内容和结构
第二章 直流充电桩控制系统整体方案设计
2.1 直流充电桩系统工作原理
2.2 直流充电桩需求分析
2.3 直流充电桩技术指标
2.4 控制系统总体方案设计
2.5 充电桩快速充电策略的研究
2.5.1 常用电动汽车电池
2.5.2 快速充电原理分析
2.5.3 充电模式的选择
2.5.4 充电终止控制方法
2.6 本章小结
第三章 直流充电桩控制系统硬件设计
3.1 控制系统组成概述
3.2 主控制单元设计
3.2.1 主控板芯片选型
3.2.2 STM32F103最小系统设计
3.3 控制系统电源电路设计
3.4 充电桩连接检测电路设计
3.4.1 充电接口概述
3.4.2 充电握手电路
3.5 存储模块设计
3.6 充电模块的选择与设计
3.7 交易结算模块的选择与设计
3.8 人机交互模块的选择与设计
3.8.1 LCD液晶显示模块
3.8.2 矩阵键盘输入模块
3.8.3 LED指示灯带和蜂鸣器电路
3.9 电能计量模块的选择与设计
3.9.1 电能计量的分类
3.9.2 计量电表的选型
3.9.3 计量方案设计
3.9.4 电能表通信接口电路设计
3.10 本章小结
第四章 直流充电桩控制系统软件设计
4.1 控制系统软件平台的搭建
4.2 控制系统总体工作流程设计
4.3 连接检测子程序设计
4.4 电表通信子程序设计
4.5 RFID交易结算子程序设计
4.6 CAN通信子程序设计
4.7 故障检测子程序设计
4.8 本章小结
第五章 控制系统功能测试与分析
5.1 硬件电路测试
5.2 软件系统测试
5.2.1 射频读卡通信测试
5.2.2 人机交互界面基本功能测试
5.2.3 CAN接口通信测试
5.3 直流充电桩整体性能测试
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文研究工作总结
6.2 后期工作展望
参考文献
附录
攻读学位期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车电池的发展现状与趋势[J]. 华政,梁风,姚耀春. 化工进展. 2017(08)
[2]电动汽车用电池的发展[J]. 刘弘伟,申彩英. 汽车工程师. 2017(04)
[3]电动汽车充电基础设施建设研究[J]. 金勇,钱枫莉,张菲,梁立新. 产业与科技论坛. 2017(06)
[4]电动汽车充电桩的设计与研究[J]. 谢伟才. 通讯世界. 2016(02)
[5]电动汽车用动力电池发展综述[J]. 丁玲. 电源技术. 2015(07)
[6]电动汽车产业技术及推广[J]. 董振斌,张崇超,林育明. 电力需求侧管理. 2015(02)
[7]基于STM32F103ZET6的开放式数控运动控制系统[J]. 唐定兵,高晓丁,薛世润. 机电工程. 2014(08)
[8]基于STM32F103ZET6的程控单相AC-DC变换电路设计[J]. 冯志荣,王红梅. 通信电源技术. 2014(04)
[9]欧美统一充电系统[J]. 陈然. 汽车与配件. 2012(24)
[10]低碳时代中国电动汽车充换电设施建设初探[J]. 汪晓茜,钱锋. 现代城市研究. 2012(03)
硕士论文
[1]基于数字控制的电动汽车直流充电桩系统的设计与实现[D]. 戴双飞.南京理工大学 2017
[2]储能式电动汽车充电桩的充放电控制系统研究[D]. 种马刚.陕西科技大学 2016
[3]交流充电桩计费管理系统的设计与实现[D]. 方鸣.郑州大学 2016
[4]电动汽车智能充电桩系统研究[D]. 王源.长春工业大学 2016
[5]电动汽车交流充电桩的开发与研究[D]. 郭强.合肥工业大学 2015
[6]基于STM32的电动汽车交流充电桩的设计与实现[D]. 何圣权.浙江工业大学 2013
[7]电动汽车充电桩的设计及其控制方法研究[D]. 刘鑫爽.广西科技大学 2013
[8]电动汽车交流充电桩的研制[D]. 商慧杰.哈尔滨工业大学 2012
[9]电动汽车充电桩设计研究[D]. 和雅.南昌大学 2012
[10]动力电池模组信号采集与快速充电策略研究[D]. 郑坤.电子科技大学 2012
本文编号：3123387
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