基于CAN总线的分布式电动汽车充电站控制系统

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1、GraduationThesis基于CAN总线的分布式电动汽车充电站控制系统毕业设计论文作者XXX学校XXXXX大学专业自动化所在部门嵌入式事业部产品二部当前版本V1.00当前日期2011年4月25日修改记录版本日期修改人修改内容V1.002011-4-25创建文档广州致远电子有限公司1.课题背景12.系统设计22」硬件设计22.2软件设计33.系统实现43」硬件实现43.1.1充电桩电源实现43.1.2充电桩充电控制实现43.1.3充电桩CAN通讯电路的实现73.1.4充电桩控制器电路实现83.1.5充电显示控制台硬件93.2软件

2、实现93.2.1充电桩软件实现93.2.2充电站CAN模块软件实现153.2.3充电控制显示台界面软件设计194.系统测试264」硬件测试264.2软件测试265.总结27汽车是现代社会的重要交通工具，为人们提供了便捷、舒适的出行服务，在人民的生产生活中扮演着重要角色。传统燃油汽车在快速发展的过程中也加剧了对不可再生石油资源的依赖。据国际能源署（IEA）2008年的报告预测，到2030年，全球石油消耗的57%将发生在交通领域。作为能源消费人国，我国形势更为严峻，2007年中国原油消费总竝约为3.5亿吨，其中净进口原油1.6亿吨，占原

3、油消费总量的45.7%。目前我国交通运输领域约占石油总消耗量的60%,能源大量进口危及到国民经济正常运行和国家能源安全。在环境方血,交通能源消耗也是造成局部环境污染和全球温室气体排放的主要原因之一。国家电网能源研究院副总经济师白建华发表的一篇关于电动汽车的文章，他提出了电动汽车的优势和发展的必要，并大力提倡发展电动汽车。综上所述，发展电动汽车是当今的必然趋势，随着电动汽车产业化的发展，越来越多的消费者将会选择电动汽车，而电动汽车的大规模使用需要相应的能源供给与之匹配，充电站作为电动汽车电能补给的基础设施直接影响到电动汽车产业化的发展

4、。电动汽车充电站将为大大改善燃油汽车的污染问题，改善周围环境，并且可以解决当今世界燃油紧缺的问题。然而电动汽车的最大瓶颈就是电池，因此提高电池性能增加电池的功能能力，并且使电池达到一个快速充电的效果是当今的研究主题,而发展电动汽车充电站也是以后的必然趋势。本文就是基于CAN总线的分布式电动汽车充电站控制系统研究，用于设计电动汽车的快速充电站，以解决当前的电动汽车的发展受电池瓶颈的束缚问题。单个充电站由许多充电设备和充电电池构成，对这些充电电池进行充电，使其构成一个充电系统。对于单个电池的充电多少，充电时间需要进行协调管理。基于CAN

5、总线的分布式电动汽车充电站控制系统研究的主要冃的就是设计多个为电动车电池充电的系统，并运用CAN总线统一管理，为电动车提供可更换式的充电电池，以解决当今世界制约电动汽车发展的核心问题——电池难题。图1」为一个电动汽车充电站，该充电站是基于CAN总线的分布式电动汽车充电站，通过电池控制系统采集充电电池的充电电压，充电电流，然后通过CAN总线把数据传给控制显示台，显示控制台显示相应的信息，如充电单价，电量，费用，充电进度，输出电压和输出电流；显示控制台也可以通过其上面的按钮发送相应的控制指令给电池控制系统进行相应的控制，控制指令如停止和

6、启动按钮。该充电站设计了电源、运行、充满和故障卩q个LED指示灯用來指示充电站的相应状态。图1.1电动汽车充电站2.系统设计2.1硬件设计本系统下位机的充电桩采用Cortex-M0作为核心控制器，研究快速充电器电路，故障保护电路、采样电路等，CAN总线连接EAC-1000和Cortex-MO进行通讯。Cortex-MO通过CAN总线把电池的充电电压、充电电流和充电电源状等充电状态数据发给EAC-1000进行实时显示并监控。EAC-1000把控制指令发给Cortex-MO对电池进行相应的控制操作。本系统主要是分两部分组成，一部分是Co

7、rtex-MO控制的电池充电桩，另一部分是EAC-1000控制的控制显示台。对于第一部分主要包含电源模块，控制器模块，充电模块，釆样模块和CAN通讯模块。电源模块主要包含控制器工作的电源和充电电路输入的电源；控制器模块是Cortex-MO最小系统模块；充电模块主要用來对电池充电；采样模块主要负责检测当前的充电电流、充电电压、充电电源状态以及充电状态；CAN通讯模块主耍是负责电池充电器和控制显示台的通讯。对于控制器显示台主要包含控制器模块，显示模块和CAN通讯模块。控制器模块是PXA270的最小系统模块；显示模块是通过VGA接口接到显

8、示器；CAN通讯模块主要负责其与电池充电桩的通讯。本系统硬件设计总体框图如下图2.1所示：图21硬件设计框图2.2软件设计本系统的软件方案主要分为两部分，一部分是EAC-1000平台上的以WinCE为操作系统的LCD显示控制程序，另一