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行业新闻

交流充电桩主板的系统设计要点


众所周知,充电系统的好坏直接影响着电动汽车的实际运行,而交流充电桩是目前应用最广的电动汽车充电解决方案,交流充电桩的核心组成部分交流充电桩主板,它相当于是交流充电桩的大脑,控制着整个充电桩的运营和数据。所以交流充电桩主板的质量直接决定着交流充电桩的好坏,交流充电桩主板系统设计的高低决定着电动汽车充电系统质量的好坏。


交流充电桩主板系统设计包括:软硬件总体系统设计、硬件系统设计和软件系统设计。


1.软硬件总体系统设计


电动汽车交流充电桩系统在实际设计期间,应加强对PLC可编程控制器与触摸屏的相关设计,包括对智能卡识读模块、电能计量模块以及发票打印机的设计,这些内容都是可以确保充电桩可以顺利运行的关键内容,整个框图如下图所示。

系统整体框架图1.png

对于电动汽车的充电而言,充电桩是较为重要的设施,在实际应用充电桩充电期间,通过触摸读取画面的方式能够实现PLC与各功能模块之间的有效连接,在连接下就可以建立一种有效的通讯系统,在系统内可以实现电能计费的方式,实时显示充电时间、充电量以及充电费用等相关内容,当完成整个充电需求之后就可以借助打印模块对涉及的数据进行打印,便于用户查看相关信息。


2.硬件系统设计


硬件系统设计包括需求分析规划、架构设计、模块设计、电路设计、布局和布线设计以及测试和验证等多个方面。

2.1 需求分析和规划:硬件设计的首要步骤是进行需求分析和规划。这一阶段的主要任务是明确硬件设计的需求,包括功能需求、性能需求、成本需求等。通过对这些需求进行分析和规划,为后续的硬件设计提供明确的方向和目标。

2.2 架构设计:在需求分析和规划的基础上,进行硬件架构设计。硬件架构是指系统的主要组成部分及其连接方式,它决定了系统的功能和性能。硬件架构设计需要考虑到各种因素,如系统规模、可扩展性、稳定性等。

2.3 模块设计:在硬件架构设计的基础上,进行各个模块的设计。模块是硬件系统中的独立功能单元,它们协同工作以实现整个系统的功能。模块设计需要明确每个模块的功能、性能参数、接口等,并选择合适的芯片、元件和电路进行模块的实现,交流充电桩主板硬件模块主要有:处理器模块、通信模块、充电控制模块、安全保护模块、传感器模块


2.3.1处理器模块设计:处理器是中央处理器 (CPU)、存储器、时钟以及其他必要的集成电路组成的,是

流充电桩桩主板的核心组件之一,可以处理来自用户的命令并相应地控制交流桩的运行。


2.3.2通信模块设计:交流桩需要和后台服务器以及移动端进行通信,通信模块可以提供种接口,例如以太网、RS485、小区网络等。这个模块主要负责将交流桩的数据传输到后台服务器或移动端,以实现远程监控和管理。


2.3.3充电控制模块设计:这个模块与交流桩主板上的其它电子元器件连接,以控制整个充电过程。它负责识别车辆型号、确认充电需求,确定合适的充电方式和充电功率,并监控充电过程中的    各种参数,如充电电流、电压等等。     


2.3.4安全保护模块设计:在交流桩主板中,安全保护模块负责确保充电过程的安全性和可靠性。它能够检

测电池电量、充电过程中的电压和温度等数据,并通过系统控制保证充电过程中车辆和用户的安全。


2.3.5传感器模块设计:传感器模块可以收集交流桩主板所在环境的各种数据,例如气温、湿度、可燃气体

浓度等等。这些数据可以用于优化交流桩的使用效率,确保整个充电过程的安全性、可靠性和高效性

2.4 电路设计:模块设计完成后,需要进行电路设计。电路是实现模块功能的基本单元,包括电源电路、信号电路等。电路设计需要考虑到电流、电压、频率、功耗等因素,以保证系统的稳定性和可靠性。

2.5 布局和布线设计:在电路设计完成后,需要进行布局和布线设计。布局是指将电路中的元件和导线布置在印制板上的方式,而布线是指确定每个元件之间连接的导线走向和位置。布局和布线设计需要考虑到印制板的尺寸、元件的排列、信号的传输等因素,以保证产品的质量和生产效率。

2.6测试和验证:最后,需要进行测试和验证。测试是指对硬件样品进行各种参数的测试,以检验其是否符合设计要求。验证是指对硬件系统进行模拟仿真测试,以检查其在实际应用中是否能够正常工作。这一阶段还包括对硬件系统的调试和优化,以提高其性能和稳定性。


3.软件系统设计


系统设计主要包括:需求分析、概要设计、详细设计、编码和测试等。


3.1 需求分析:需要对用户的具体需求进行深入的调研和分析,以确定系统所需的功能和性能等要求。


3.2概要设计:需要进行大体结构的规划和设计,确定系统的架构、模块划分、数据结构、算法策略等。


3.3详细设计:需要根据概要设计的思路,对各个模块进行具体设计,包括接口设计、算法具体实现、数据流程设计、状态控制等。交流充电桩主板软件系统详细设计主要有:用户交互界面、充电管理、安全机制、数据分析。


3.3.1用户交互界面:充电桩主板的软件系统负责充电桩的用户交互界面设计和实现,用户通过界

面与充电桩进行交互,包括启动充电、选择充电模式、支付费用等操作,轻松开启充电。


3.3.2.充电管理:充电桩主板的软件系统通过算法优化充电过程,实现智能调度和电量分配,确保每辆车都能以最合适的速度充电。


3.3.3安全机制:充电桩主板的软件系统还负责监控充电过程中的电流、电压等关键参数,及时发现异常并采取措施,保障用户和设备的安全。     


3.3.4数据分析:充电桩主板的软件系统可对充电桩数据进行深度挖掘与分析,预测充电高峰期,指导运营商合理规划充电桩布局,优化资源配置,提升整体充电网络的服务质量和经济效益。


3.4编码和测试:需要将设计文档转化为实际可执行的代码,并进行测试、修正,直至达到系统要求和客户期望的水平。

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