电动车(EV)充电系统应用及其设计指南(三) — 计费单元

接下来，我们来 看一下充电桩的系统框图。

充电桩，不管是交流桩还是直流桩，

从系统框图上来看， 都可以分为两大块。

一个是充电控制单元， 一个是计费控制单元。

其中，充电控制单元负责 电源的电况和各类保护措施，

为电动车提供电力能源，

是充电桩的核心部分。

计费控制单元负责计费、 收费以及其他一些扩展功能，

比如像LCD显示、 通过RS232读取计费卡信息、

通过RS485读取电表的计量信息、

3G、4G网络连接以及和 车身进行测量交互等等。

首先我们来看一下计费控制单元。

直流桩和交流桩的 计费控制单元是不一样的，

其中直流桩的会比较复杂，

交流桩的相对比较简单。

首先我们来看一下 直流桩的计费控制单元。

那么这个图是直流桩的整个系统。

在左侧是计费控制 单元，右侧是充电控制单元。

在左侧的计费控制单元 里面主要包含有LCD的显示、

计量用的电表、 实现支付功能的RFID或者IC卡、

通讯模块、输入输出端口等等。

由于直流桩的计费控制单元 功能比较复杂、外界设备比较多，

因此我们建议计费控制单元 的处理器上需要跑操作系统。

在右侧的充电控制 单元除了电源模块外，

还有一个导引控制模块。

该部分的主要功能是完成电器保护、

测量交互、漏电检测等，

目前采用通用的MCU 就能完成这部分控制。

那么后续也会将这部分功能 融合到计费控制单元的处理器里来，

也就是说将这两块融合在一起。

那我们看看详细框图。

外围的一圈是所需要连接的设备。

由于外界的设备较多， 而且在处理器上也需要跑操作系统，

因此我们建议采用 ARM的A8、A9架构比较合适。

根据最新的国网《非车载 充电机通用技术规范》的要求，

处理器采用的是TI提供的AM3354。

TI处理器性能比较好，易于开发，

而且TI也提供了较多的开发资源，

比如像驱动等，而且也有较多的 有资质的第三方可以提供开发帮助。

AM3354与外设之间 的连接必须通过驱动电路。

我们也提供了比较合适 的器件型号供大家参考。

根据技术规范的要求，

计费控制单元必须 含有（听不清）的口的，

分别接北斗GPRS、蓝牙、电表等；

还要含有两路的USB、

两路的CAN通讯、 两路的（ISCAD？）。

下面这块是电源电路， 给整个系统提供电源。

那么由于板子上的器件比较多，

因此电源要求的也比较多，

特别是一些隔离的器件， 像隔离的RS485、隔离的CAN等，

都分别需要提供5伏的电源。

接下来我们再来看一下交流桩的。

交流桩比较简单

将计费系统和充电控制结合在一起，

主要的功能包含 人机界面用的LCD显示、

按键、漏电保护、计量用电表等。

新的交流充电桩的趋势会

融合充电桩的功能和互联网 的入口，以及自媒体播放等，

会在充电桩上集成WiFi、 蓝牙等无线通讯，广告投放等，

充电桩不再是一个充电用， 而是一个网络、互联网的接入口。

因此对于处理器也有较高的要求。

我们可以看到越来越多的客户会采 用AM3354及同类芯片作为处理器。

那我们来看一下交流桩的框图。

目前，这个是比较 典型的一个系统架构。

由于功能较少，外界设备也 比较少，处理器采用通用的MCU。

像CORTEX M3、M4架构的。

交流桩的显示屏的内容比较少，

一般只显示充电的电压、 电流、正常或故障信息等，

因此采用9寸的显示屏就可以了。

下一代的充电桩由于会投放广告等，

也会采用大的 显示屏或者整体的显示器。

交流桩的电量计量 目前采用的还是专用的电表，

同过RS232或者 485跟MCU进行通讯。

交流充电桩与车载 充电机的通讯有两种方式：

一个是翻波信号， 一个是采用CAN通讯。

那么前者比较 流行，国标也采用前者。

利用翻波信号的占用比信息可以 表达充电的电流的大小、限制等等。

充电桩上集成了各种的 保护功能，如过流、漏电。

当故障发生时，可以通过 UI2003驱动继电器来切断电气连接。

那么同样，下面这块也是电源 分别给CAN485继电器等提供电源。

接下来，我们来 看一下充电桩的系统框图。

充电桩，不管是交流桩还是直流桩，

从系统框图上来看， 都可以分为两大块。

一个是充电控制单元， 一个是计费控制单元。

其中，充电控制单元负责 电源的电况和各类保护措施，

为电动车提供电力能源，

是充电桩的核心部分。

计费控制单元负责计费、 收费以及其他一些扩展功能，

比如像LCD显示、 通过RS232读取计费卡信息、

通过RS485读取电表的计量信息、

3G、4G网络连接以及和 车身进行测量交互等等。

首先我们来看一下计费控制单元。

直流桩和交流桩的 计费控制单元是不一样的，

其中直流桩的会比较复杂，

交流桩的相对比较简单。

首先我们来看一下 直流桩的计费控制单元。

那么这个图是直流桩的整个系统。

在左侧是计费控制 单元，右侧是充电控制单元。

在左侧的计费控制单元 里面主要包含有LCD的显示、

计量用的电表、 实现支付功能的RFID或者IC卡、

通讯模块、输入输出端口等等。

由于直流桩的计费控制单元 功能比较复杂、外界设备比较多，

因此我们建议计费控制单元 的处理器上需要跑操作系统。

在右侧的充电控制 单元除了电源模块外，

还有一个导引控制模块。

该部分的主要功能是完成电器保护、

测量交互、漏电检测等，

目前采用通用的MCU 就能完成这部分控制。

那么后续也会将这部分功能 融合到计费控制单元的处理器里来，

也就是说将这两块融合在一起。

那我们看看详细框图。

外围的一圈是所需要连接的设备。

由于外界的设备较多， 而且在处理器上也需要跑操作系统，

因此我们建议采用 ARM的A8、A9架构比较合适。

根据最新的国网《非车载 充电机通用技术规范》的要求，

处理器采用的是TI提供的AM3354。

TI处理器性能比较好，易于开发，

而且TI也提供了较多的开发资源，

比如像驱动等，而且也有较多的 有资质的第三方可以提供开发帮助。

AM3354与外设之间 的连接必须通过驱动电路。

我们也提供了比较合适 的器件型号供大家参考。

根据技术规范的要求，

计费控制单元必须 含有（听不清）的口的，

分别接北斗GPRS、蓝牙、电表等；

还要含有两路的USB、

两路的CAN通讯、 两路的（ISCAD？）。

下面这块是电源电路， 给整个系统提供电源。

那么由于板子上的器件比较多，

因此电源要求的也比较多，

特别是一些隔离的器件， 像隔离的RS485、隔离的CAN等，

都分别需要提供5伏的电源。

接下来我们再来看一下交流桩的。

交流桩比较简单

将计费系统和充电控制结合在一起，

主要的功能包含 人机界面用的LCD显示、

按键、漏电保护、计量用电表等。

新的交流充电桩的趋势会

融合充电桩的功能和互联网 的入口，以及自媒体播放等，

会在充电桩上集成WiFi、 蓝牙等无线通讯，广告投放等，

充电桩不再是一个充电用， 而是一个网络、互联网的接入口。

因此对于处理器也有较高的要求。

我们可以看到越来越多的客户会采 用AM3354及同类芯片作为处理器。

那我们来看一下交流桩的框图。

目前，这个是比较 典型的一个系统架构。

由于功能较少，外界设备也 比较少，处理器采用通用的MCU。

像CORTEX M3、M4架构的。

交流桩的显示屏的内容比较少，

一般只显示充电的电压、 电流、正常或故障信息等，

因此采用9寸的显示屏就可以了。

下一代的充电桩由于会投放广告等，

也会采用大的 显示屏或者整体的显示器。

交流桩的电量计量 目前采用的还是专用的电表，

同过RS232或者 485跟MCU进行通讯。

交流充电桩与车载 充电机的通讯有两种方式：

一个是翻波信号， 一个是采用CAN通讯。

那么前者比较 流行，国标也采用前者。

利用翻波信号的占用比信息可以 表达充电的电流的大小、限制等等。

充电桩上集成了各种的 保护功能，如过流、漏电。

当故障发生时，可以通过 UI2003驱动继电器来切断电气连接。

那么同样，下面这块也是电源 分别给CAN485继电器等提供电源。