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电动汽车充电桩人机交互与控制系统设计与开发

资 源 简 介

电动汽车充电桩是大力发展电动汽车的基础设施，也是电动汽车产业化和市场化的重要前提。目前，我国已经逐步展开了电动汽车充电系统的建设，在我国的某些城市相继开始建立电动汽车充电桩、充电站，但是我国对充电设备的关键技术研究尚且不够深入，相关的标准体系法律政策建设也有待完善，这在一定程度上限制了电动汽车的推广和普及。电动汽车充电桩电动汽车提供直流充电电源，主要安装于停车场及住宅等区域，是电动汽车常规充电的主要设备。本文研究内容归纳如下:

  (1)给出了电动汽车充电桩的总体构造，提出了充电桩的功能要求和技术指标，针对所提出的要求，制定方案。采用威纶通公司的人机界面产品MT6070iH进行设计，实现人机交互，开发了电动汽车充电桩在整个工作过程中的所有的用户操作界面，人机界面是用户和机器的接口，也是唯一的用户可以操作充电桩的窗口，界面的设计需要考虑到实用性与易操作性，并同时增强用户使用的体验感受。

  (2)采用单片机ATmega16L设计了电动汽车充电桩的主控板，主控板的作用是用来协调整个充电桩AC/DC部分和DC/DC部分的协同工作，主控板还要实现与人机界面的通信功能，人机界面接受用户的操作指令，然后将指令传送给主控板，主控板控制整个充电桩的工作，实现HMI和主控板的数据通信。

  (3)设计了电动汽车充电桩控制系统的软件部分，主要是主控板中ATme ga16的程序设计，程序设计主要包括DA子程序，AD子程序，故障检测子程序，PI子程序等，针对铅酸电池的充电特性，通过程序的检测，设计了铅酸蓄电池的三段式充电控制程序包括初充电，恒压充电，恒流充电，涓流充电的控制。

  (4)对设计的充电桩系统进行了测试，验证了充电桩的工作性能，包括对设计的HMI界面测试，以及对充电桩的总体性能测试，测试的结果表明所设计的电动汽车充电桩方便操作，具有较强的稳定性和抗扰动能力，能够在输出全功率范围内稳定的工作。

  测试结果表明，设计的样机能够很好的实现人机交互，HMI中每个界面按照用户的操作有序的跳转，不出现花屏，具有充电进度显示，计费显示，故障显示等功能。同时整个充电桩具有一定的抗干扰能力，输出功率5KW，最大输出电流20A，最大输出电压400V，并达到了设计初期提出的技术要求。

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