电动汽车充电站充电管控与电能质量监测系统

1、电动汽车充电站充电管控与电能质量监测系统引言 随着电动汽车的逐渐普及，对电动汽车的研究也会逐渐增 多。电动汽车的安全性以及质量监管是一个重要内容， 在电动汽 车充电过程中， 应该要进行积极有效的充电掌控， 对电能的质量 进行控制， 从而使得电动汽车的充电过程更加顺利地完成， 为电 动汽车的运行提供更多的电能。 对电动汽车进行充电管控以及电 能质量的监控是维护电动汽车的蓄电池功能的重要途径， 可以通 过相应的保护措施延长电池的使用寿命。1. 电动汽车的充电管控以及电能质量监控概述1.1 电动汽车站充电管控 电动汽车充电站是电动汽车充电的主要场所， 充电站的功能 是否完善， 对电动汽车的充电过程有

2、很大的影响， 当前电动汽车 的普及， 使得充电站受到的关注度也越来越高。 电动汽车的电池 寿命以及电池的使用性能成为电动汽车使用者关注的一个重点 问题，未来要增强电动汽车电池的寿命， 对充电站进行管控是一 个重要的途径。 电动汽车加载的动力电池作为一种高阶非线性的 受控对象， 要实现对电池的精确控制， 就需要运用到数学建模以 及控制理论等相关知识， 对电池的基本情况反映出来。 充电管控 系统的设计和完善是电动汽车行业发展过程中的一个必然途径， 指的是对电动汽车的充电情况进行了解， 其中的电气控制功能指 的是充电管控系统发出控制指令， 对充电电路中的电气设备进行 控制，比如切断充电过程、设定充电

3、时间等，实现对充电过程的 有效控制。 当前有很多组织和公司都推出了充电管控系统， 主要 包括对电池的过充过放进行监测、 对电池的充电过程进行均衡控 制等，尤其是一些充电管控系统还集成了充电设备的功能， 标志 着充电管控系统进入了智能化时代。1.2 电能质量监控 电能质量研究是确保电动汽车能够正常工作的基础， 所有会 导致电力设施非正常运转的因素都是电能质量研究的对象。 对于 电动汽车而言， 也应该要加强对电动汽车的电能质量的监控， 使 得电动汽车的电力设备能够处于正常工作的状态， 缓减因各种电 能质量问题造成的电动汽车的供用电影响。2. 充电管控与电能质量监测系统的设计2.1 监测系统设计思想

4、 在电动汽车充电站的充电管控和电能质量监测系统的设计 过程中， 应该要实现对一些重要参数的监测， 比如电动汽车的动 力电池充电参数和配电网侧的电网参数， 主要有电动汽车的电池 电压大小、充电电流大小、电流值等。这个监测系统就是为了实 现对电动汽车的充电状态以及充电的电能质量进行自动化监控 的目的，本便于电网公司和市政管理机构及时了解电动汽车充电 站充电装置的实时充电状态和配电网侧的电能质量信， 防止各种 充电故障。 在整个监测系统的设计过程中， 应该要从硬件和软件 两个方面着手， 为了适应在不同情况下的应用条件和对系统的扩 展要求，该监测系统应该要采用移植性和通用性良好的硬件和软 件，满足电动

5、汽车的充电要求。2.2 硬件部分的设计 该监测系统要实现对地电动汽车充电时动力电池储能技术 指标与电网电能质量参数的测量， 当前有的电能质量监测方案中 的硬件设计方案主要是负责对功能接口的管控和通信功能以及 负责对所要 ?集数据参数的运算处理功能。但是在何种系统设计 中难度较大，是双核系统，成本较高，可以采取优化措施。监测 系统的硬件所采用的核心技术是嵌入式系统， 因此，硬件设计部 分的各个部分分别是嵌入式系统的核心处理单元、交流传感器、 直流传感器，数转换器件、通信模块、显示模块、复位调试电路 等组成。硬件结构图如下所示。从上图可以看出， 整个硬件系统我们可以分成四个部分。 第 一部分是实现

6、对各种参数的数据进行采集的核心部分以及其外 围电路， 其中架设了中央处理器， 主要是对各种采集的数据进行 传输、运算处理以及控制的。 其外围电路则包括标准的复位电路 和用于调试程序的电路。 第二个部分是传感器数据采集部分， 这 部分主要负责的是对充电站配电网侧的交流电压值、交流电流 值、充电接口处的充电电压值和电流值等信息进行采集的， 以便 能够获得更多详细的数据。 第三部分是数据处理部分， 指的是对 前面两个采集系统采集的各种参数数据进行处理的部分， 经过处 理之后的信息可以显示在装置的显示屏上，用于各种软件分析。 第四个部分是电源电路， 比如交直流转换模块、 模拟电源输出模 块、数字电源输

7、出模块等，都是这部分的主要内容、2.3 软件系统的设计软件设计是监测系统的重要部分， 软件主要对各种硬件设备 采集的数据进行分析的主要场所， 软件的设计应该要与硬件设计 相吻合， 根据硬件设计的基础， 可以将本系统的软件设计分为充 电管控和充电前端电网电能质量监测两部分， 这两个部分是相互 独立的。软件的设计可以采用模块化、结构化的设计思想，便于 功能的拓展。 由于监测系统的硬件装置是电动汽车充电站自动化 系统的一部分， 如果单独进行系统程序的设计， 则可能会导致系 统运行的流畅性受到影响， 因此在进行设计的时候， 并没有单独 设计程序。软件的开发主要是通过 C语言来完成的，其中包括系 统初始化功能、计算功能、 DM9OO0网络模块启动功能等，在设 计的时候要设计一个程序对配电网侧的交流电压值和交流电流 值进行阈值比较， 如果超出了阈值， 则应该要通过程序执行指令， 控制继电器关断充电线路， 对充电设备和电池作出保护动作。 另 外，在软件设计中， 还可以加入一些混合的算法， 完成各种显示、 计算、分析等功能。综上所述， 电动汽车是未来汽车的一个重要发展方向， 在电 动汽车的发展过程中，