EPC-9200工控主板在電動(dòng)汽車(chē)充電樁系統中的應用

　　1. 方案背景

　　1、行業(yè)背景

　　我國政府順應時(shí)代發(fā)展，超常規地、大力發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，由此帶動(dòng)了新能源電動(dòng)汽車(chē)充電樁項目的蓬勃興起，在國內各地電動(dòng)汽車(chē)充電站紛紛涌現!

　　充電樁是電動(dòng)力車(chē)的電站，其功能類(lèi)似于加油站里面的加油機。每個(gè)充電樁都裝有充電插頭，充電樁可以根據不同的電壓等級，為各種型號的電動(dòng)車(chē)充電。電動(dòng)汽車(chē)充電樁采用的是交、直流供電方式，需要特制的充電卡刷卡使用，充電樁顯示屏能顯示充電量、費用、充電時(shí)間等數據。充電樁作為加油站、小區電動(dòng)汽車(chē)充電狀態(tài)的人機交互產(chǎn)品?？蓪?shí)現計時(shí)充電和計電度量充電?？▋阮A先充值，每次充電后根據電度數自動(dòng)從卡中減去，并打印出票據。

　　本方案描述的是EPC-9200工控主板在電動(dòng)汽車(chē)充電樁系統中的應用。廠(chǎng)商采用我司的方案能快速地實(shí)現充電樁的組裝，迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。

　　圖1.1 充電樁

　　2、充電樁系統需求

　　支持本地顯示、觸摸屏輸入及按鍵輸入;

　　用戶(hù)通過(guò)非接觸式 IC 卡刷卡充電;

　　通過(guò)顯示屏能夠進(jìn)行充電方式選擇、充電狀態(tài)顯示、充電計費查詢(xún)、消費金額顯示及余額查詢(xún);

　　根據用戶(hù)選擇的充電方式控制充電機對汽車(chē)電池充電;

　　支持消費單據打印;

　　能夠監測汽車(chē)電池的電壓、電流、溫度;

　　支持外接電度表;

　　支持語(yǔ)音提示;

　　通過(guò)紅外對充電樁上參數進(jìn)行配置，以及數據查詢(xún);

　　能夠通過(guò) CAN、以太網(wǎng)或 GPRS 進(jìn)行數據傳輸;

　　本地大數據量存儲(圖片、廣告、充電記錄等);

　　支持遠程升級應用程序;

　　顯示屏支持 10.4 寸。

　　2. 方案概述

　　充電樁內部設備較多，且大部分是RS-232接口，如果每一個(gè)設備都使用一條電纜接到工控主板上，則會(huì )使內部電路相當復雜，可靠性和電磁兼容性也會(huì )大打折扣。采用CAN總線(xiàn)通信，可以降低信號線(xiàn)復雜度，還可方便擴展更多設備。使用廣州致遠電子股份有限公司的EPC-9200產(chǎn)品方案如下圖2.1所示。

　　圖2.1 充電樁系統方案

　　充電樁數據處理、人機交互主要通過(guò)EPC-9200工控主板來(lái)實(shí)現。它采用Cortex-A8構架，工作頻率達800MHz，預裝WinCE或linux操作系統。主要優(yōu)勢如下：

　　接口豐富：板載6路RS-232、2路CANBus;

　　數據處理、通訊能力強，CAN驅動(dòng)程序穩定可靠，總線(xiàn)負載高時(shí)不丟幀;

　　1路10/100M以太網(wǎng)接口;

　　直接支持LCD顯示，支持分辨率可達1366×768，可用于軟件UI及廣告播放;

　　支持大尺寸觸摸屏;

　　音頻接口(支持音頻輸出與麥克風(fēng)輸入);

　　SD卡接口;

　　工控板所有元器件均符合工業(yè)級-40~+85℃要求。

　　3. 關(guān)鍵指標

　　1、CAN穩定通訊

　　在充電樁中的開(kāi)發(fā)，通過(guò)CAN與汽車(chē)的電池系統控制及信息交互是產(chǎn)品中核心功能，所以在這CAN通訊過(guò)程中不丟幀是至關(guān)重要的。EPC-9200產(chǎn)品采用TI的AM3352處理器，內部集成CAN控制器，CAN控制器的數據包硬件FIFO具有64幀數據包緩沖能力，硬件通訊上毫無(wú)瓶頸。并且產(chǎn)品的CAN驅動(dòng)，經(jīng)過(guò)多年的CAN總線(xiàn)行業(yè)經(jīng)驗進(jìn)行優(yōu)化設計，能做到總線(xiàn)高負載率情況下不丟幀!

　　2、視頻播放

　　通用的戶(hù)外小型廣告機采用720х576以上分辨率，采用EPC-9200工控板可以支持最高1366х768的高清分辨顯示，可滿(mǎn)足充電樁上的圖片及廣告顯示要求。

　　3、消費單據打印

　　打印的數據主要為消費內容，要求小型化，打印速度快，可靠性高，打印字符清晰等特性。廣州周立功推出的ZY-TP12微打采用行式熱敏技術(shù)，具備上述要求，并采用串口RS-232進(jìn)行通訊，簡(jiǎn)單而功能強大。

　　圖3.1 ZY-TP12微打

　　4、刷卡記錄交易信息

　　用戶(hù)通過(guò)非接觸式 IC 卡刷卡充電，是一個(gè)基本的功能。廣州致遠電子的ZLG522S 系列

　　讀寫(xiě)卡模塊，它符合 ISO14443標準，可支持 PLUS CPU、MIFARE Desfire(CPU 卡)、MIFARE S50/S70、MIFARE 0 ultralight、MIFARE Pro，它采用超小型、超大規模集成電路封裝，具有易用、可靠、多樣和體積小等特點(diǎn)，可幫助您方便、快捷地將當今最流行的非接觸式 IC 卡技術(shù)融入您的系統中，提高您的產(chǎn)品檔次。

　　圖3.2 讀寫(xiě)卡模塊

　　5、遠程數據傳輸

　　充電站內，充電樁與充電站監控中心通信的主要數據為控制和小數據量的采集信息，要求在充電樁運作過(guò)程中監控的實(shí)時(shí)性比較高，一旦出現意外情況可以第一時(shí)間采取措施。且隨著(zhù)充電站的迅猛發(fā)展，無(wú)人監守的自助式充電站也會(huì )成為趨勢，此時(shí)遠程的集中監控和意外應急也愈顯重要，故采用“CAN+以太網(wǎng)”雙網(wǎng)冗余的數據傳輸方式，確保電站各個(gè)充電樁的安全和數據順暢與可靠。

　　有些充電樁會(huì )需要無(wú)線(xiàn)通訊，通過(guò)GPRS模塊遠程將交易信息上傳達服務(wù)中心，這樣的需求，可以在此方案上便捷添加，可以采用致遠的ZWG-28A GPRS通訊模塊或致遠其他方案!

　　6、環(huán)境可靠性測試

　　根據《電動(dòng)汽車(chē)充電系統技術(shù)規范》中通用要求指出：充電機的工作環(huán)境溫度為-20℃~50℃，并具有一定的抗震能力。而EPC-9200通過(guò)了工業(yè)四級的設計標準，可穩定工作在-40℃~85℃環(huán)境下。而EPC-9200采用基本全部貼片元器件，抗震性能優(yōu)異，且所有器件均選用工業(yè)級器件。

　　7、電磁兼容性測試

　　充電樁內電子設備的電磁敏感度要符合GB 6833系列標準，而ZLG 有自己獨立的電磁兼容性測試實(shí)驗室，所有工控產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)過(guò)程中都必須通過(guò)電磁兼容性測試。

　　8、支持遠程應用升級

　　通訊系統采用以太網(wǎng)冗余傳輸結構，在升級應用程序及系統時(shí)，可通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行遠程統一升級。