电动汽车无人充电桩的设计与开发

发布时间：2023-11-26 16:32

　　由于设计单位不同,充电桩的服务设计没有统一的标准,电动汽车用户年龄段参差不齐,对于充电操作流程的阅读和理解存在困难;支付平台的不兼容也给用户带来了极大的不便。车辆无线充电技术在理论上具有相对便捷、友好的使用体验,但是由于缺乏标准和投入成本高以及辐射等问题一直难以推广。另一方面,车辆无人驾驶技术也在近几年得到了快速发展,未来电动汽车去充电站充电,可能就像中石油与阿里巴巴合作开发的无人加油站一样,整个充电过程没有人的参与。本课题结合常规充电桩的特点,设计并开发了一套集成自动充电和手动充电两种方式于一体的新式充电设备,既解决了充电服务中的实际问题,又为充电基础设施及电动汽车的发展提供了新思路。论文主要内容包括:(1)分析了电动汽车用户和运营管理人员对充电桩的功能需求。通过研究现有充电桩的功能和特点,制定了本课题所要设计的充电桩的功能及其技术路线。(2)分别利用机器视觉技术和分体式广角测距技术对充电口的空间位置进行定位。分析对比了两种方式的适用场合和优缺点,提出了基于分体式广角测距技术的最小距离迭代算法。(3)利用Altium designer软件绘制了充电桩主控板和机械臂控制板;利用Soli...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 充电桩的发展现状
    1.3 无人驾驶车辆的发展现状
    1.4 本文的总体设计和章节安排
        1.4.1 充电桩功能需求分析
        1.4.2 无人充电桩技术路线
        1.4.3 论文的章节安排
第二章 充电口定位方案
    2.1 机器视觉技术
        2.1.1 单目测量技术
        2.1.2 基于HSV模型的图像分割
    2.2 多传感器测距技术
        2.2.1 超声波测距
        2.2.2 激光测距
        2.2.3 超声波-红外测距
    2.3 定位方案
    2.4 本章小结
第三章 系统硬件设计
    3.1 充电桩主板硬件
        3.1.1 充电桩硬件框架
        3.1.2 控制器
        3.1.3 主板电源电路
        3.1.4 通信接口电路
    3.2 自动对接系统硬件
        3.2.1 自动对接原理分析
        3.2.2 机械臂
        3.2.3 驱动模块
        3.2.4 SolidWorks模型设计与3D打印
        3.2.5 自动对接充电枪与充电口设计
    3.3 充电桩主要外设
        3.3.1 身份认证单元
        3.3.2 电能监测单元
        3.3.3 人机交互单元
        3.3.4 车桩通信模块
    3.4 本章小结
第四章 系统软件及通信设计
    4.1 充电桩工作流程
    4.2 底层软件设计
        4.2.1 主控板主函数
        4.2.2 中断函数设计
        4.2.3 机械臂驱动
        4.2.4 运动控制流程
    4.3 充电口定位算法
        4.3.1 最小距离迭代算法
        4.3.2 算法实现
    4.4 通信设计
        4.4.1 充电桩主板与外设通信
        4.4.2 充电桩与电动汽车通信
        4.4.3 充电桩与后台管理系统通信
    4.5 本章小结
第五章 系统实验
    5.1 分体式广角测距实验
    5.2 自动对接充电实验
    5.3 手动充电实验
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢



本文编号：3868146