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电能计量与充电监控系统国内外研究现状

时间:2018-09-21 14:22来源:毕业论文
电能计量 电能计量是电动汽车充电桩的一个核心部分,在国标《GB/T_28569-2012电动汽车交流充电桩电能计量》中,对电动汽车充电桩的电能计量部分做了详细的要求与规定。 一般情况,电

电能计量  电能计量是电动汽车充电桩的一个核心部分,在国标《GB/T_28569-2012电动汽车交流充电桩电能计量》中,对电动汽车充电桩的电能计量部分做了详细的要求与规定。
    一般情况,电动汽车充电桩为了达到上述国标的要求,会直接购买市面上的多功能电能表,这样一来,既能保证应有的精度,而且还有现成的通信协议与通信接口[5]。但是直接购买的电能表,内置了很多电动汽车充电桩不需要的功能和测量量,使用了这样的电能表不仅增加成本,浪费资源,而且电能表尺寸较大,不利于充电桩的外观设计。还有一种方法就是自行设计电能计量模块,一般有两种方案:28410
    一种是通过传感器测量电流电压,再通过DSP等计算器件,计算功率,从而达到电能计量的目的。这种方案成本较低,只要采用合适的电能算法,就可以达到计量要求。但是用这种方案设计出的模块,精度等级未必能达到要求,还需要去计量部门试验,才能标定它的精度[6]。论文网
    另一种是直接购买电能计量芯片,加以电流和电压传感器实现计量电能的目的[7]。市场上的电能计量芯片已经具有相应的精度等级。设计时只要选用比国标的精度等级高的就可以了。
(2)系统监控
    系统监控功能主要实现了系统对于充电桩充电的整个流程的控制,以及对整个充电桩状态的实时监测。主要监测以下几个部分:充电电缆连接状态,输入电压状态,输出电压状态和输出电流状态。其中,对于电压的监测主要是为了判断此时电压是否有值,是在正常范围以内,还是过压,欠压。对电流的监测主要是为了判断此时电流是否有值,是在正常范围以内,还是过流,欠流。当系统检测到过压或者过流时,应该立即切断输出,断电保护,以免设备或者正在充电的电动汽车遭到破坏。当然系统也是根据对这几个状态的检测来判断该充电桩是否正常,是否能够为电动汽车提供相应的服务。系统状态可以基本由导引灯进行指示,导引灯安置在充电桩醒目位置,便于用户对充电桩运行状态的判断[8-9]。
(3)数据存储功能
    国标《GB/T_28569-2012电动汽车交流充电桩电能计量》中规定,电动汽车充电桩每次的交易行为状况必须进行存储记录,并且至少能够存储100次交易行为。这就要求系统应该具备数据存储功能。
    提到数据存储,就得考虑数据存储的方式。适合电动汽车充电桩的数据存储方式主要有两种,一种是外置的SD卡,还有一种是内置Flash 存储芯片。
    采用外置的SD卡,数据存储容量大。更换方便,便于检修。也方便数据移动携带,并且可以利用SD卡方便地进行系统的升级[10]。但是SD卡安全性不足,并且硬件比较复杂,成本较高。采用内置的Flash 存储芯片,成本较低,由于焊在印制电路板上,安全性得到了保证,虽然数据存储容量相比SD卡小的多,但是对于电动汽车充电桩的要求,其容量已经基本足够。更重要的是Flash 存储芯片可以利用SPI与CPU实现简单高效的数据传输[11-12]。
(4)通信功能
    本系统通信功能主要由两部分构成,一个是与后台的通信,还有一个是与人机交互模块的通信。主流的通信方式,主要有485通信,232通信,SPI通信以及CAN通信。RS-485总线是一种串行总线标准,采用平衡发送与差分接收的方式,具有抑制工模干扰的能力[13],因此在一些要求通信距离为几十米到上千米的时候,RS-485总线是一种应用最为广泛的总线之一。RS232串行接口标准是通信协议中适合数据传输速率在20kbit/s以下范围内的通信,用于计算机接口与终端或外设之间的近端连接[14]。SPI(串行外围设备接口)总线技术是一种同步串行接口,它主要用于CPU与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯。传输速率可以达到兆级[15]。CAN总线是控制线局域网络,是ISO国际标准化的串行数据通信协议。是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络[16]。 电能计量与充电监控系统国内外研究现状:http://www.751com.cn/yanjiu/lunwen_23238.html
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