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摘要：电动汽车是国家大力提倡并受政府重点支持的产业，但电动汽车的充电桩建设成为制约电动汽车发展的一个瓶颈问题。因此，为了有效的推动充电桩的建设，需要采取有效的技术做好充电桩的设计。本文主要探究了电动汽车充电桩分类及电动汽车智能充电桩的设计，以供参考。
关键词：电动汽车；智能充电桩；设计
引言：推广使用电动汽车是我国建设资源节约型社会、践行环保理念的重要表现之一，对保护生态环境起着不可忽视的促进作用。目前，我国电动汽车的保有量稳步提升，而电动汽车是以电力作为发动机的动力来源的，因此，电动汽车的充电问题日益凸显。
一、充电桩
1、充电桩简介
充电桩一般采用专用充电接口，给电动汽车的车载充电机充电，固定在某个位置，在电动汽车充换电系统中充电桩是最重要的设施。充电桩可以通过投币、IC卡、手机支付等方式进行计费。充电桩分直流充电桩和交流充电桩两种。直流充电桩是一种小功率直流供电装置，可以直接给蓄电池充电并实时监控蓄电池的充电状态，对充电的电量计费。交流充电桩与交流电网连接，输出是220V的交流电。交流充电桩使用车载充电机对电动汽车蓄电池进行充电。
2、交流充电桩功能概述
交流充电桩采用交流三相四线380V输入，220V交流输出，具有可定时、充满自断电的充电模式；交流充电桩采用触摸屏进行人机交互。在界面上可以设置充电的模式、电量、充电及剩余实间、计费信息等。交流充电桩具有IC身份识别功能，能够自识别充电连接的情况，确定是否充电。交流充电桩采用国家电网的标识，安装有漏电保护器，具有安全防护保护功能。交流充电桩的核心是CPU控制器，采用主流的ARM9处理器,主回路由输入保护空气开关、交流控制接触器、交流智能电能表、充电接口连接器组成。输出端与充电机相连接；车载充电机将输出的交流电220V整流、功率转换，转换后的直流电输出给蓄电池。CPU控制器控制显示模块，一般采取触屏式LCD显示，读卡器读IC卡信息，打印机主要用于打印票据。二次回路中设有急停按钮、充电桩智能控制器、计量表等。CPU控制器控制的引导线接电池管理系统，主要目的是实时监控充电的状态。
3、直流充电桩功能概述
直流充电桩的相关的性能跟与交流情况基本一致。然而只是电流不一样，一个是直流，一个是交流。首先，交流电源要在整流滤波的作用下，将交流电整流成直流电，然后输入到IGBT桥。此时的控制部分必须要在驱动电路的基础上让IGBT启动，将直流变为所需要的脉宽调制的交流。最后需要进行相关的隔离，再经过整流滤波进一步获得直流充电方式。但是此时需要在相关控制电路的反馈下完成检查功能，主要是针对实时的电压以及电流。同时获得相关的端电压，就能够保证相关的控制装置能够处理。通常情况下，如果出现了很高的电压，那么就会启动放电电路，这样就能够保证电池不受损坏。相关的充电桩要包括辅助电路，这样就能够保证其他电路元件能够正常工作。同时还需要相关的保护电路，这样能够保证系统在工作的时候稳定。在控制装置上必须要有相关的数据信息，例如电量值、时间、用户信息等等。直流充电桩加入了电流调控模块，可以按用户选择需要进行快速充电及慢速充电，一般电流可达到DC150-400A，10分钟内可将电池电量冲至80%，与交流充电桩相比大大缩短了充电时间。
二、电动汽车智能充电桩的设计
1、交流充电桩控制导引电路的设计分析
首先，要在充电之前做好相应的检测准备工作，观察其各个接口之间的连接程度，必须要保证其接口连接的完整性；其次，要对供电功率以及充电连接装置进行登记的处理，详尽的记录下其设备以及功率等的各类数值信息，确保其数据信息记录的正确性；最后，要实时的开展精准的监测管理工作。采用充电电缆的形式来处理电动汽车和充电桩之间的连接工作，在充电工作开展之前，记录下其充电桩控制装置的变化信息，观察其电压数值是否达到其工作的标准要求，同时还应当确认出其充电桩所涉及到的各个接口的连接程度，利用PWM信号占空比的数值来衡定其充电桩电流的最大安培量，精细化的管理充电的整个过程，让其充电工作可以更为顺畅的进行，提升其项工作开展的安全性，使得其可以始终保持一个稳定的运行状态。
2、显示和监控单元的设计和实现
显示单元由LCD显示器、触摸屏、指示灯和按键构成，用户可通过LCD显示器，并根据自身电动汽车的充电需求，触摸屏幕上相应的按键来选择合适的服务方案。当服务完成后，指示灯会立即提醒用户充电桩正处于工作状态。当充电完成后，指示灯由红变绿，提示用户充电完成。系统采集到模拟量后，会将相应信息传输至开关量采集单元，从而为用户提供与之充电需求相匹配的充电量；开出控制是在完成充电后指引用户将电动汽车开出充电桩，以方便其他用户使用。
3、LCD接口设计
进行LCD接口的设计时，本文采用的是S3C44BOX芯片，用这个芯片作为控制芯片，通过S3C44BOX能够实现液晶屏幕的控制。采用LCD对控制器进行驱动，可以找到接口的时序和像素数，通过相关的数据进行总线宽度程序的编写。在LCD控制器的外部接口中主要有这几个信号：VLINE线同步脉冲信号、VFRAME帧同步信号、AC信号以及VCLK像时重信号。
4、软件设计
对电动汽车充电桩进行设计的时候，相关的工作人员一定要确保整个管理系统流程的科学性和合理性，在实际管理过程中，通常情况下都需要对系统充电电量的实际运转状况有效的管理和控制，所以只有读充电流程进行严格的管理才能更好地确保整个系统的稳定运行，进一步更好地保证系统的充电作业。
在对管理系统软件进行设计的时候，还应该对各项数据进行详细的记录，一般都会记录在FM31256存储器当中，而且在对电动汽车充电桩管理系统进行设计的时候，还应该对程序框图的运行状况进行准确的设计，通过对运行过程中的各种数据进行判断来对整个系统运转信息进行更好地了解。
5、环境及电磁兼容设计
电动汽车充电桩应用环境大多在室外，工作环境比较恶劣，需要适应雨、雪、雾、风吹、日晒、高温、低温等恶劣天气的考验；同时，电动汽车作为一个充电设备，还必须能够承受各种电磁干扰的考验，在典型的工业电磁骚扰环境下能够正常提供充电服务。桩体结构及工艺设计采用交叉覆盖工艺，既保证了桩体的防护等级达到IP54标准，在雨雪、水溅等情况下，水珠不能进入桩体及桩体内部；又能够在工作时形成良好空气流动，保证充电桩内部元件的散热；桩体主体采用镀锌钢板，外表面采用汽车烤漆工艺，保证了充电桩在潮湿、盐雾等恶劣天气环境下不锈蚀；元件选型时，所有零部件采用工业级元器件，保证充电桩在工业环境温度范围内稳定正常工作；电气设计时，采用防雷器，电路设计上采用压敏电阻、瞬变抑制二极管、磁环、磁珠等措施，保证充电桩在典型工业骚扰环境下正常工作。
结束语
随着电动汽车的大量普及，高效节能、信息互联的智能化充电系统显得尤为必要。采集电动汽车动力电池数据、保证充电过程的安全性，实时计量用电量和充电的过程管理。在对充电装置现状分析的基础上，提出了基于通信的网络化设计。对充电管理系统、电量计量系统、电费交易结算系统等进行设计，实现充电机、电池管理系统和用户，甚至城市枢纽之间能够通信，实时监测相关的参数。
参考文献
[1]王旭，齐向东.电动汽车智能充电桩的设计与研究[J].机电工程，2016（03）.
[2]刘举祥.居住区电动汽车充电桩设计研究[J].科技与创新，2018（08）：105-106.