电动自行车充电桩用电测量系统设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义

随着不可再生资源的消耗以及全球温室效应，每个国家都越来越重视新能源的研究与推动，电动自行车也得到了飞速的发展，逐渐成为人们近距离出行的首选。它有便捷、环保、节能、廉价等优点。至今电动自行车国内拥有量在3亿以上，电动自行车充电桩发展前景可观。电动自行车要靠电力驱动，由于电池技术、重量、体积等因素，电动自行车的续航问题一直得不到解决，就需要进行二次充电。但是电动自行车的充电一直存在一些问题，大多数采用私拉乱接的充电方式伴随着很大的消防安全问题。所以研究安全可靠的电动自行车充电桩是很有必要的。

我国对于电动自行车充电桩的研究以及普及度明显落后于外国。我国最初的电动自行车充电桩采用投币的方式，这种充电桩能够实现对充电时间的计算并收费，但容易发生故障，增加了维护的成本。不过由于结构简单、生产成本低等特点，目前还存在于市场中。投币式充电桩后由于电子电路集成技术的发展，刷卡式充电桩出现在市场中逐渐成为主导，而且由于电子电路技术的逐渐成熟，充电桩性能也大大提升，很多小区开始安装此类公共电动自行车充电桩供用户使用。目前电动自行车充电桩技术在国外已经发展的很成熟，充电桩的各种配套设施已经相对完备，这其中以发达国家为主导。在日本，为了方便用户政府部署了大量的充电桩，其中东京地区每隔一公里就能找到一个充电桩，这为用户出行提供了很大的便利，让人们不必为充电烦恼大胆出行。而德国为了充电桩便利性则是直接使用了统一标准的连接器，这无疑也是推动人们绿色出行的又一有力的措施。其他国家或地区推出的快换式充电桩在国内则是基本上没有，国外的充电桩分布更加广泛，更利于电动车出行，这也刺激市场加大了对充电桩的研发投入，形成了良性循环。虽然国外充电桩发展比国内起步早，但是得益于国内近几年科技的进步，智能电动自行车充电桩行业也得到了飞速的发展。

本课题研究了一种基于嵌入式单片机的电动自行车充电桩用电测量系统。该系统可以实时地获取电动车充电的电流、电压数据，以监控充电状态，有效地预警充电时出现的安全问题。在该系统的基础上，还可以进一步扩展其应用，包括高温报警、显示充电费用、自动断电等等，为智能化充电桩的研究和应用奠定基础。今后的智能电动车充电桩内部采用嵌入式系统控制，物联网管控技术，智能充电控制算法技术。充电全过程智能监控、提示、报警，自动发送故障信息，使维修管理更高效化、更智能化。智能充电桩不仅更高效，还在安全防护方面有着卓越的性能，包括充满自动断电 、空载自动断电、过流过压自动断电、功率超限自动断电、高温报警自动断电。

2. 研究内容与预期目标

电动自行车充电桩用电测量系统可给出电动自行车充电的电量使用情况。主要研究内容如下：

（1）研究电动自行车充电桩用电测量系统现状及可行性分析。分析电动自行车充电桩用电测量系统研究现状，对比各种方法及其应用场合、优缺点，分析本设计的可行性；

（2）硬件系统构建。 硬件选型，实现电动自行车充电桩用电测量系统外围电路设计；

3. 研究方法与步骤

研究方法：

（1）查阅相关资料和文献，从中整理并总结出实现方法，为课题的研究做充分的准备；

（2）通过学习，掌握相关外围电路的设计以及单片机和软件的开发；

4. 参考文献

[1] 王佳佳，孙玉涛.蚌埠市电动自行车充电站的现状和前景的调研[j].高新技术产业发展，2012（7）：28-29.

[2] 郑州市公安局.关于在住宅小区建设电动自行车充电库（棚）的通告[n].2014.8.1（5）.

[3] 李思伟，陈云生.电动自行车充电桩[p].中国：201310337267，2013-08-05.

5. 工作计划

（1） 01.01—03.01 课题调研，了解相关技术和要求；

（2） 03.02—03.15 查阅资料，撰写并提交开题报告；

（3） 03.16—04.15 硬件系统设计与实现；