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基于国产微处理器的直流双枪充电桩控制系统设计与实现
| 论文题名： | 基于国产微处理器的直流双枪充电桩控制系统设计与实现 |
| 关键词： | 电动汽车;直流充电桩;国产微处理器;充电引导 |
| 摘要： | 直流充电桩是新能源电力设施的重要组成部分，为电动汽车提供充电服务。单体柜机配置两把充电枪的设备形式大幅扩展了充电桩产品的可用性，提高了充电设施的使用效率。随着国产大规模集成电路产品的发展，选择国产微处理器替代国外处理器产品将成为主流，实现成本低、可靠性高、易用性高的直流双枪充电桩对于国产器件在新能源领域应用极具工程意义。 本论文介绍了充电桩的工作原理，对新国标直流双枪充电桩产品进行了功能需求、安全需求、维护需求、物联需求四个方面的需求分析，确定了控制系统的设计原则。介绍了直流双枪充电桩的整体设计，根据控制系统对桩体内部各模块的控制操作类别，进行了详细的接口设计及参数规划。 硬件设计与实现方面，为提升控制系统的可靠性，采用隔离电源设计及隔离接口设计，包括数字隔离CAN、RS-232、RS-485接口、光耦隔离驱动接口及光耦隔离的输入接口等。充电枪接口电路设计介绍了插枪监测电路、温度检测电路和电子锁的控制电路的设计。为实现充电桩联网需求，控制系统搭载了无线通信和以太网两种通信模组。 系统软件设计分为嵌入式软件和触摸屏组态软件设计两大部分。嵌入式软件部分采用实时嵌入式操作系统作为核心，对系统应用任务进行了划分，确定了各任务的优先级，规划了各任务间的信息传输流，重点讨论了充电引导与控制的流程、单处理器控制双枪的架构、双枪能源的动态分配、新老国标的兼容性设计及故障处理机制。人机接口设计部分描述了界面的设计思路及组态软件的设计与实现，对于每个充电过程中的分项流程进行详细介绍。联网方面，应用了当前最流行的物联网通信协议MQTT实现了充电桩与架设在阿里云的后台连接，协议采用JSON的描述方法实现了后台交互。 |
| 作者： | 何帅 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 强盛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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