电动汽车动态无线供电综合监控系统的设计

发布时间：2020-05-21 16:55

【摘要】：电动汽车静态无线充电技术逐渐趋于成熟,动态无线充电技术也渐渐成为未来发展方向。综合监控系统是电动汽车动态无线供电试验线中重要的一环,而适用于无线充电监控系统的研究还处于开始阶段。对于充电方式与信息传输方式,无线充电的单元设备主要实现充电功能,有线充电桩具有的充电控制、身份识别、计量计费等功能需要在无线充电的监控室与远程监控平台实现。对于监控的数据,有线充电与静态无线充电车辆运行与充电状态不会同时出现,而动态无线充电需要监测运行中车辆的充电情况,监控系统的设计也会更复杂。对于服务的对象,因有线方式的监控系统已经发展很成熟,充电桩监控供电侧与车辆充电情况,车辆监控系统监控车辆运行与充电情况。而动态无线充电不仅需要提供充电设备的监控数据给充电设施运营商,提供车辆监控数据给车辆用户,还要统筹监控充电设备与车辆信息,将全面的数据提供给开发者进行监控与分析。本文根据动态无线供电的特点,设计了一套将现场监控系统与远程监控服务平台结合,综合监控、管理车辆和充电设备的供电监控系统,并对其部分功能进行实现。该系统服务于开发者、充电设施运营商、车队拥有者、单一车辆拥有者、游客五种用户,对于电动汽车动态无线供电技术的发展与产业化具有一定的辅助作用。首先,本文对该供电综合监控系统的整体结构进行设计,并对现场监控部分与远程监控部分的底层数据流进行分析。其中现场监控部分包括计费系统、充电系统、车载系统几个功能子系统,展示了充电控制逻辑、能量流动状态判断逻辑与信息流向。远程监控部分包括物联网云平台、数据库、前端等,展示了信息流向与用户对系统的管控功能。第二,在现场监控部分中,本文主要对车载及充电系统中的人机界面、数据备份与恢复、数据远传进行实现。对车载控制器与地面控制器采集功能进行设计与调试,并将采集到的车辆数据与充电设备数据显示在车载、地面人机界面上。通过人机界面发送请求充电功能,控制器获取余额、判断其他充电条件,从而开启逆变源,对车辆进行充电。在监控室上位机中对充电数据进行备份,恢复缺失的数据到远程数据库。然后,通过GSM模块将数据传输至One Net云平台(中国移动物联网开放平台),实现现场与远程互连。第三,在远程监控部分中,本文主要对前端与远程数据库进行设计。前端设计分五种数据权限,提供充电设备数据给充电设施运营商、提供车辆数据给团体用户和个人用户,提供综合数据与管控功能给开发者,只提供主要功能展示给游客。数据库也从充电设施运营商、团体用户、个人用户三方面对充电设备数据、车队数据、车辆数据进行设计。最后,对人机界面、备份数据、One Net云平台转发的数据、数据库存储的数据进行测试,对整个系统数据传输、处理、存储的稳定性与准确性分析,最终实现了对电动汽车动态无线供电系统的综合监控。
【图文】：

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图 2-1 电动汽车动态无线供电综合监控系统总体结构3 数据流分析在本节中，主要根据系统需求与整体架构，以数据流的方式对系统的详能进行分析。3.1 顶层数据流分析（1）数据流程分析与数据流图概念数据流程分析的机制是忽略系统上层的约束条件，单纯的对系统内的数象及其所存储的数据表间的处理流程进行分析，数据流程分析能够更加直确的反应系统底层逻辑的正确与否。在数据流程分析阶段，根据电动汽车供电综合监控系统需求目标和功能要求的分析结果，绘制了系统的数据流编写数据字典[17]。图 2-2 为绘制数据流图过程示意图。数据流图（DFD：Data Flow Diagram）就是组织中信息运动的抽象，，是逻辑系统模型的主要形式。是用种图形及与此相关的注释来表示系统的

示意图,数据流图,过程,示意图

- 10 -图 2-2 绘制数据流图过程示意图项（S） b) 数据加工（P） c) 数据存储（D） d) 数据流图 2-3 数据流图基本符号2）顶层数据流分析图 2-4，在该电动汽车无线供电综合监控系统中，司机通过触摸发出充电/禁止充电请求信号，计费系统向充电系统发送准备充号。若为充电信号，电网给充电系统供电，充电系统给车载系统将信息发送给监控室上位机，进行数据备份、分析；计费、分别将该部分信息发送给远程监控服务平台。充电设施运营商发者可通过远程监控服务平台查看有关数据。可以通过该系统系统与主要与司机、电网等外部项进行信息或能量交互，主要
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.72

【参考文献】