电动汽车无线充放电站通信网络研究与设计

发布时间：2017-05-25 03:09

  本文关键词：电动汽车无线充放电站通信网络研究与设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文依据国家863课题任务书要求,设计并测试了电动汽车充放电站通信网络,及工作在电动汽车充放电站内的充放电区管理系统、车位智能终端、车载智能终端。为电动汽车与电网互动提供信息交互平台支撑。电动汽车无线充放电站承担配电网与电动汽车用户的数据交换和网络隔离功能,充放电区管理系统运行在电动汽车无线充放电站服务器上。本文针对无人值守充电桩、大型充放电站设计不同通信网络,基于C#语言和NET Framework编写充放电区管理系统通信程序,在实验室中进行了现场测试,检测基于UDP协议的启停命令发送和充电意愿收集功能。车位智能终端软硬件具备无线充电系统启停控制功能、GOOSE报文传输功能、基本TCP/IP网络通信功能、充电历史数据存储功能。无线充电系统启停控制模块,能够在通过以太网接收到电动汽车充放电区管理系统发出的启动命令后,控制无线充电系统缓慢升压,防止启动时过电流出现。在深入分析VxWorks和uIP嵌入式网络协议栈的基础上,设计并测试了工作在数据链路层上的GOOSE报文处理程序,对传输无线充电发射线圈保护信息的GOOSE报文进行编码和解码,并基于嵌入式系统,完成了支持TCP/IP协议基本功能的完整网络协议栈,对车位智能终端的网络通信功能提供支持,兼顾了GOOSE报文快速处理和基本TCP/IP网络通信功能的实现。充电历史数据存储系统基于FatFs文件系统,以.XML格式保存充电历史数据文件,并基于车位智能终端的网络协议栈,搭建嵌入式web服务器,提供了历史充电数据的访问接口。电动汽车车载智能终端基于移动通信技术和无线互联技术,使用微型电脑和移动终端实现了行驶中和充放电站内两种情形下的数据交互,具备通过比较发射端发射功率和接收端的接收功率,评估无线充电系统运行状态的功能。最后对上述设备进行联调测试,能够协同完成电动汽车用户与电网的实时信息交换,不影响电力调度网络与外部网络的隔离,能实现历史充电数据的访问、站内保护信息的传输,达到863课题任务书要求。
【关键词】：电动汽车 智能电网 车网互动 无线充电
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U491.8;TN915.02
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究背景与意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 电动汽车无线充放电技术研究现状9-10
• 1.2.2 电动汽车充电站及其通信网络建设研究现状10-11
• 1.2.3 嵌入式web服务器技术在电力系统中的应用研究现状11-12
• 1.2.4 电动汽车车载智能终端研究现状12
• 1.3 论文研究内容与组织结构12-14
• 第二章 电动汽车充放电站服务器通信网络设计14-22
• 2.1 电动汽车充放电站通信网络建设技术问题分析14-15
• 2.2 无人值守充电桩通信网络设计15-16
• 2.3 充放电站通信网络设计16-17
• 2.4 充放电站服务器通信网络模块设计与运行测试17-20
• 2.4.1 充放电区管理系统通信程序模块设计17-18
• 2.4.2 充放电站服务器通信数据格式18-19
• 2.4.3 充放电站服务器现场运行测试19-20
• 2.5 本章小结20-22
• 第三章 基于网络通信的无线充电系统保护22-38
• 3.1 无线充电系统发射线圈保护设计及其GOOSE报文分析22-23
• 3.2 车位智能终端通信接口电路23-24
• 3.3 车位智能终端网络协议栈设计24-34
• 3.3.1 继电保护报文数据链路层快速处理实现24-28
• 3.3.2 车位智能终端网络协议栈程序设计28-30
• 3.3.3 车位智能终端内存分配与协议栈接口设计30-34
• 3.3.4 车位智能终端应对病毒感染与网络攻击措施34
• 3.4 GOOSE报文实时性测试34-37
• 3.4.1 时钟计算法、输出波形法测量GOOSE报文处理时间的原理34-35
• 3.4.2 测试指标与结果35-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第四章 车位智能终端充电控制38-44
• 4.1 无线充电系统启动时过电流问题分析38-39
• 4.2 无线充电系统启停模块程序设计39-41
• 4.3 车位智能终端远程控制模块测试41-43
• 4.3.1 无线充电系统启停模块功能测试41
• 4.3.2 充电启停命令远程响应功能实时性稳定性测试环境与工具41-42
• 4.3.3 充电启停命令接收测试指标与结果42-43
• 4.4 本章小结43-44
• 第五章 车位智能终端远程数据访问44-50
• 5.1 车位智能终端历史充电数据存储44-45
• 5.2 车位智能终端历史充电数据访问功能实现45-49
• 5.2.1 无线充电系统历史充电数据格式45-46
• 5.2.2 基于XML文件的充电历史数据传输46-47
• 5.2.3 车位智能终端TCP协议实现47-48
• 5.2.4 基于TCP协议的车位智能终端访问48-49
• 5.3 本章小结49-50
• 第六章 电动汽车车载智能终端数据传输系统50-62
• 6.1 电动汽车车载智能终端数据传输系统硬件配置50-53
• 6.1.1 车载智能终端数据传输系统硬件连接50-51
• 6.1.2 车载智能终端数据传输系统通信模块配置与驱动程序开发51-52
• 6.1.3 车载智能终端移动组网配置与通信功能测试52-53
• 6.2 基于车载电池数据实时检测的充电线圈协同保护设计53-60
• 6.2.1 充电线圈协同保护电气量测量53-55
• 6.2.2 充电线圈协同保护信息传输设计55-58
• 6.2.3 充电线圈协同保护电气量动作值整定计算58-60
• 6.3 本章小结60-62
• 第七章 总结与展望62-64
• 7.1 论文工作总结62
• 7.2 不足与展望62-64
• 致谢64-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间成果70-72
• 附录 SD卡FatFs存储系统驱动代码72-75

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本文编号：392581