充电控制器发设计原理指导.docx

充电控制器开发设计原理指导设计人：黄亮及其研究生团队 2016.9.13 1.方案选择方案一：4枪头集总方案，用一个控制器完成所有的功能。缺点：如果完成一拖四功能，板子将做得巨大，一拖四并非充电桩主流，用一拖四的主板控制单枪头的充电桩，性价比很低。方案二：将充电桩分为两部分，电气部分与业务部分。电气部分负责充电模块的控制、接口控制、多枪控制；业务部分负责人机交互，包括触摸显示、刷卡、电量计量、网络信息传输。优点：国网统一了充电桩的业务功能，如果要投国网，可以去掉我们的业务部分，直接使用专用的国网计费模块。缺点：因为有两块主板，开发费会增加。方案三：只做单枪头控制器，4枪头用4个控制器协同工作。缺点：太多冗余，一拖四成本高。√方案四：主从方案，主板完成单枪头与主要功能，增加枪头就增加从板。优点：从板价格低，扩展方便，综合成本相比其它方案低。2.充电桩业务功能列表表1 单枪头充电桩控制器业务功能列表端口名称路数端口说明CAN31路控制充电模块与英可瑞的绝缘检测模块，1路控制BMS，1路控制国网专用计费模块。RS-48521路控制非英可瑞的绝缘检测模块，1路接收电能表，充电计费。LVDS1与液晶屏通信。I2C1触摸屏RS-2321接读卡器模块，刷IC卡。UART2GPRS与Wi-Fi模块。RJ-451接网线插口。USB-OTG1用于程序升级及设备扩展表2 每增加1个枪头需增加1路CAN端口名称路数端口说明CAN1×n每增加1个枪头就增加1路CAN控制BMS。 3.充电控制接口设计表3 单枪头充电控制非通信接口列表类型路数定义端口说明4路模拟量输入1TEMP-SENSON机箱温度检测PT1000，超过50度报警1G_T1枪温检测1，温度传感器要求是PT1000，超过50度报警1G_T2枪温检测2，温度传感器要求是PT1000，超过50度报警1CCS1总共3种工作状态，对应CCS1检测点电压分别为12V、6V、4V.8路光隔输入1G_STAT枪锁反馈信号，解锁为闭点，加锁为开点1FL防雷器故障，常开点输入1JT急停开关状态，常开点输入1DC直流母排接触器状态输入1FUSE电池熔断器故障，常开点输入1WATER水浸检测（实时性要求弱）1GATE门磁检测（实时性要求弱）1LeakR泄放接触器状态输入6路继电器输出1G_V充电枪电锁控制信号，继电器输出1BMS_V控制BMS电源输出，继电器输出1LeakR_V控制泄放电阻导通，继电器输出1FAN_V控制风扇电源导通，继电器输出1AC_V控制交流接触器，继电器输出1DC_V控制直流接触器，继电器输出表4 每增加1个枪头新增接口列表类型路数定义端口说明模拟量输入1×nG_T1枪温检测1，温度传感器要求是PT1000，超过50度报警1×nG_T2枪温检测2，温度传感器要求是PT1000，超过50度报警1×nCCS1总共3种工作状态，对应CCS1检测点电压分别为12V、6V、4V.光隔输入1×nG_STAT枪锁反馈信号，解锁为闭点，加锁为开点1×nDC直流母排接触器状态输入1×nFUSE电池熔断器故障，常开点输入继电器输出1×nG_V充电枪电锁控制信号，继电器输出1×nBMS_V控制BMS电源输出，继电器输出1×nDC_V控制直流接触器，继电器输出另外，只要非单枪头的充电桩，需要对多充电模块进行切换表5 多枪头切换控制需要输出控制接口 类型路数定义端口说明继电器输出11Kn_V控制EVS750开关转换器，投切开关4 电路板设计方案方案一：主板为单枪的控制器，每增加一个枪头就增加一个从板，切换控制采用独立的控制板。主板CPU：STM32F767BITx（姚工选型）。主板功能接口：表1+表3+表4的输入（或输出）接口（共9个IO）。从板CPU：STM32F042F4Px（姚工选型）。从板功能接口：表2+表4剩余接口。切换控制模块：可自研也可外购，外购为RS485通信。切换控制板功能接口：表5。图1 控制系统结构图方案二：与方案一的区别：在于将切换控制的11路继电器输出接口全部集成主板里。主板CPU：STM32F767BITx（姚工选型）。主板功能接口：表1+表3+表4的输入（或输出）接口（9个IO）+表5从板CPU：STM32F042F4Px（姚工选型）。从板功能接口：表2+表4剩余接口。图2 控制系统结构图5 各接口原理图设计指导5.1机箱温度检测连接器位号序号引脚信号定义功能简要描述J11TEMP-SENSON温度传感器为PT10002GND机箱内部温度检测如下图，内部采用电阻分压采样，超过50℃报警，可以采用A/D采样、也可采用比较器最后变成开关量与CPU相连。电源可采用统一的12V电源。图3 桩内温度检测接线示意图5.2 充电枪头检测与CCS1信号检测一共4个枪头，以一个枪头为例，枪头检测如表所示