充電柱主控板方案

1、充電樁主控板方案北京威旺達電子科技有限責(zé)任公司1、 充電樁原理充電樁一般為大功率斷續(xù)使用的充電設(shè)施，可以為車輛提供一路到幾路的充電回路，通常為無人管理的公共設(shè)施。充電站應(yīng)該具有充足的電力供應(yīng)，可以同時充電幾套到數(shù)十套的蓄電池組合，充電的原理就是恒流，應(yīng)該保證不會充壞電池。充電整體系統(tǒng)通常包含四個組成部分：電動汽車充電樁、集中器、電池管理系統(tǒng)(BMS)、充電管理服務(wù)平臺。充電樁控制電路主要由處理器完成，用戶可自助刷卡進行用戶鑒權(quán)、余額查詢、計費查詢等功能，也可提供語音輸出接口，實現(xiàn)語音交互。用戶可根據(jù)液晶顯示屏指示選擇充電模式；電動汽車充電機控制器與集中器利用CAN總線進行數(shù)據(jù)交互，集中器與服務(wù)

2、器平臺利用有線互聯(lián)網(wǎng)或無線GPRS網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)交互；電池管理系統(tǒng)(BMS)用來監(jiān)控電池的工作狀態(tài)比如電池的電壓、電流和溫度等，進行電池管理以避免出現(xiàn)過放電、過充、過熱和單體電池之間電壓嚴重不平衡現(xiàn)象，最大限度地利用電池存儲能力和循環(huán)壽命；充電服務(wù)管理平臺主要主要負責(zé)充電管理、充電運營、綜合查詢等相關(guān)功能。2、 控制板資源為了實現(xiàn)上述功能，此控制板系統(tǒng)主控芯片采用NXP公司的LPC1768FBD100，電路具有2路RS232串口，分別用來和迪文公司的7寸液晶屏通信、ZY-TP12串口微型打印機連接，實現(xiàn)顯示和打印功能；1路RS485電路，實現(xiàn)和通用的電表通信；2路SPI接口電路，分別用來讀寫SD

3、卡數(shù)據(jù)和讀取用戶射頻卡；1個4*4薄膜按鍵矩陣鍵盤接口，實現(xiàn)人機交互；2路CAN通信接口電路，可以實現(xiàn)和后臺的電池管理及遠端數(shù)據(jù)通信；板載1路以太網(wǎng)通信電路、4路AD采樣電路、4路繼電器輸出電路、1路USB device接口電路。電路板大小為11cm*12cm，RS485電路由MAX485芯片實現(xiàn)、CAN接口電路由SN65VHD230實現(xiàn)、以太網(wǎng)由DP83848CVV、HR911105A實現(xiàn)、繼電器由ULN2803驅(qū)動，采用SRD-5VDC-SL-C型繼電器。電源由兩路互相隔離的12V轉(zhuǎn)5V電源來實現(xiàn)，用來隔離外部485通信系統(tǒng)和打印機模塊， 有效的保護主控單元系統(tǒng)，安全可靠，電源由XL141

4、0實現(xiàn)，由光耦來實現(xiàn)數(shù)字電路和外部干擾源的隔離。3、 具體功能電路簡介（1）顯示單元顯示系統(tǒng)采用7寸串口LCD來實現(xiàn)，可以方便的實現(xiàn)各種功能的顯示，由于采用程序控制 ，可以隨時更改具體顯示方案，且采用串口通信方式，驅(qū)動簡單，本控制器驅(qū)動程序已經(jīng)編寫了具體的驅(qū)動函數(shù)，底層只需要改變一個具體的串口輸出程序即可，可以方便的移植到其它的NXP控制器中。（2）485通信單元485電路用來讀取電度表，可以實現(xiàn)modbus協(xié)議，也可以移植Free-modbus協(xié)議，和外部通信簡單可靠。本單元電路已經(jīng)在硬件上實現(xiàn)的和外部電路的隔離，防止影響主控電路的安全。電路板中有4條接線，分別是電源、地線、A、B，可以方便

5、的和任何一款485接口的電表通信。如果電表采用標準的modbus協(xié)議，則用戶移植Free-modbus協(xié)議即可。（3） 射頻卡讀取單元由于在充電過程中，需要讀取充電用戶的卡片信息，所以通用的射頻卡讀取方法，現(xiàn)在最多的就是標準的spi接口的射頻卡讀取模塊，本控制器中有一個spi接口的射頻卡讀取端口，可以用來和通用的射頻卡模塊通信，為一個8PIN的標準端子，4條spi通信線、電源、地線、復(fù)位口和NC口。（4） CAN通信單元由于CAN總線的高速和可靠性的有點，使得其應(yīng)用越來越廣泛，充電樁控制板中有兩路CAN通信電路，其中一路用來和電池管理單元通信，另外一路用來和本地管理中心通信?，F(xiàn)在標準的電池管理

6、都用CAN來通信，由于CAN總線可以實現(xiàn)多個模塊的高速互聯(lián)，所以為了管理各個充電樁，本地的管理中心也采用CAN通信方式。（5） 打印機單元為了方便用戶打印自己的信息，此微型打印機采用TTL電平的串口微型打印機，采用5V供電，只需要一個串口即可，驅(qū)動程序簡單，只需要配置好底層串口驅(qū)動函數(shù)即可，用戶只需要移植好本驅(qū)動程序即可，硬件中只需要電源、地線、串口通信2條信號線即可。（6） 鍵盤接口單元控制板中采用4*4的標準薄膜按鍵，由于行列式鍵盤驅(qū)動程序比較簡單，本驅(qū)動程序采用狀態(tài)機來實現(xiàn)鍵盤的讀取，簡單高效，可以定制用戶的具體按鍵功能。（7） 繼電器輸出控制單元由于充電樁在應(yīng)用過程中可能因為緊急情況或

7、具體需要，接通或者斷開外部電路，控制板中有四路繼電器輸出電路，可以實現(xiàn)這一功能。由于繼電器回路和打印機、485電路一樣，對數(shù)字控制電路干擾嚴重，為了增加安全和可靠性，也增加了隔離，由另外一路電源供電。（8） SD卡單元現(xiàn)在的幾乎所有系統(tǒng)，都需要無紙化記錄，控制器中，有一路SD卡單元電路，可以實現(xiàn)對各種情況進行記錄，由fat文件系統(tǒng)實現(xiàn)，方便的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的記錄，可以通過pc或者手機等設(shè)備讀取。（9） 以太網(wǎng)單元LPC1768本身有一個以太網(wǎng)控制端口，本控制器中通過和外部的PHY芯片DP83848芯片連接，可以實現(xiàn)以太網(wǎng)通行功能，方便的移植uip、lwip協(xié)議，實現(xiàn)TCP服務(wù)器、TCP客戶機、UDP服務(wù)器和客戶機方式通信。（10） AD采樣單元為了實現(xiàn)對外部電壓和電流等數(shù)據(jù)的