[充電樁]飛凌嵌入式充電樁解決方案-計(jì)費(fèi)控制單元

原創(chuàng) 2020-03-07 16:44:00 充電樁 充電樁解決方案 AM335x 計(jì)費(fèi)控制單元 充電樁硬件設(shè)計(jì) 充電樁硬件解決方案

前   言

在全球能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)嚴(yán)重的大背景下,電動(dòng)汽車作為一種節(jié)能環(huán)保的綠色交通工具,得到了我國(guó)政府積極推進(jìn)與發(fā)展,充/換電站作為發(fā)展電動(dòng)汽車所必須的重要配套基礎(chǔ)設(shè)施,具有非常重要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 

2011年之前,國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)原則是慢充為主,2011年~2013年,國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)原則是換電為主,隨后在2014年召開(kāi)的電動(dòng)汽車充換電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)體系完善研討會(huì)上,國(guó)家電網(wǎng)提出主導(dǎo)快充、兼顧慢充的建設(shè)原則。而充電樁的鋪設(shè)力度和政府扶持力度也在不斷加大,全國(guó)各地正在紛紛涌現(xiàn)充電站。一些小區(qū)的停車場(chǎng)也已掛載家用充電樁。

2015年12月28日,質(zhì)檢總局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委聯(lián)合國(guó)家能源局、工信部、科技部等部門發(fā)布新修訂的電動(dòng)汽車充電接口及通信協(xié)議5項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),備受市場(chǎng)關(guān)注的充電接口不統(tǒng)一問(wèn)題得到破解,新標(biāo)準(zhǔn)已于2016年1月1日起開(kāi)始實(shí)施,新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施將推動(dòng)充電樁互相兼容,打開(kāi)行業(yè)未來(lái)的市場(chǎng)空間。而越來(lái)越多的傳統(tǒng)電源廠家也開(kāi)始嘗試設(shè)計(jì)生產(chǎn)充電樁,而充電樁內(nèi)部的主要構(gòu)成部件之一的計(jì)費(fèi)控制單元模塊是ARM架構(gòu)電路板,傳統(tǒng)電源廠家對(duì)ARM架構(gòu)并不熟悉和精通,因此市場(chǎng)上需要一種相對(duì)成熟的計(jì)費(fèi)控制單元方案解決這一需求。

飛凌嵌入式專注ARM嵌入式技術(shù)多年,針對(duì)充電樁計(jì)費(fèi)控制單元國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)做出了一套完整的計(jì)費(fèi)控制單元方案,可供傳統(tǒng)電源廠家直接拿來(lái)使用。

 

電動(dòng)汽車充電樁功能需求

1.支持本地顯示、觸摸屏輸入及按鍵輸入;

2.用戶可以通過(guò)非接觸式 IC 卡刷卡支付充電費(fèi)用,APP軟件支付;

3.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(jì)費(fèi)查詢、消費(fèi)金額顯示及余額查詢等;

4.根據(jù)用戶選擇的充電方式控制充電機(jī)對(duì)汽車電池充電;

5.支持消費(fèi)單據(jù)打印;

7.能夠監(jiān)測(cè)汽車電池的電壓、電流、溫度;

8.支持外接電度表;

9.支持語(yǔ)音提示;

10.能夠通過(guò) CAN、以太網(wǎng)或 GPRS 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;

11.本地大數(shù)據(jù)量存儲(chǔ)(圖片、廣告、充電記錄等);

12.支持遠(yuǎn)程升級(jí)應(yīng)用程序。

 

飛凌嵌入式的充電計(jì)費(fèi)控制單元可以做到軟硬件接口連接相應(yīng)輸入/輸出組件,完成人機(jī)顯示、參數(shù)設(shè)置、計(jì)量計(jì)費(fèi)、支付、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)加解密、控制充電設(shè)備啟停、聯(lián)網(wǎng)通信等功能,整體框圖如下:

 

計(jì)費(fèi)控制單元方案

飛凌嵌入式的充電樁計(jì)費(fèi)控制單元為核心板加底板結(jié)構(gòu)。FET335x核心板是飛凌嵌入式針對(duì)充電樁功能需求推出的一款工業(yè)級(jí)核心板。充電樁作為充電機(jī)為電動(dòng)汽車充電的輔助設(shè)備,需要進(jìn)行通訊的內(nèi)部設(shè)備較多,且多為RS-232,RS485,CAN接口。FET335x核心模塊提供了豐富的接口資源,可以滿足充電樁在設(shè)計(jì)過(guò)程中的各種需求,其工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可保證在室外環(huán)境的穩(wěn)定運(yùn)行。而針對(duì)國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)定制的計(jì)費(fèi)控制單元底板則將標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的所有功能接口引出。

 

此套方案特點(diǎn)如下:

●整套方案完全符合國(guó)網(wǎng)充電樁標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范;

●ARM Cortex-A8 TI3354處理器,為國(guó)網(wǎng)電動(dòng)汽車非車載直流充電機(jī)通用技術(shù)規(guī)范中指定的計(jì)費(fèi)控制單元的主控CPU,品質(zhì)穩(wěn)定,核心模塊所有元器件達(dá)到工業(yè)級(jí)-40~85°溫度范圍;

●具有友好的人機(jī)交互界面,Linux+QT的界面顯示,采用LVDS接口的7吋屏,四線電阻觸摸,確保穩(wěn)定性且便于操作;

●支持485接口和電能計(jì)量裝置通訊;

●支持CAN總線與電動(dòng)汽車的BMS通訊,實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車電池的電量測(cè)量,充電控制,支持CAN總線與充電控制器進(jìn)行通訊;

●可通過(guò)IO模擬ISO7816接口連接ESAM/PSAM模塊,完全符合國(guó)網(wǎng)計(jì)費(fèi)單元加密芯片要求,并最大化節(jié)省串口資源;

●可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音系統(tǒng)提示,更加人性化;

●可搭載北斗或GPS模塊,進(jìn)行充電樁的地理定位;

●可匹配多種制式讀卡器,方便用戶非接觸式刷卡;

●本地SD/MMC存儲(chǔ)卡,可實(shí)現(xiàn)本地大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ);

●可連接熱敏打印機(jī),方便消費(fèi)單據(jù)打?。?/span>

●千兆以太網(wǎng)接口,3G/4G模塊,滿足不同環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)傳輸需求;

●方便客戶個(gè)性化定制

充電樁計(jì)費(fèi)控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格書

                                                         

充電樁計(jì)費(fèi)控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格與參數(shù)

CPU主頻

廠家:TI AM3354 Sitara ARM

架構(gòu):Cortex-A8

主頻:800MHz

內(nèi)存

容量:512MB

廠家:ISSI

FLASH

容量:1GB

廠家:鎂光

外擴(kuò)存儲(chǔ)

標(biāo)準(zhǔn)SD卡接口,外插式安裝支持最高16G SD卡。

移動(dòng)通信

功能:支持中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信4G。

支持中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通3G/2G

1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)SIM卡插槽,支持外插式安裝。

型號(hào):ME909S-821

廠家:華為

接口:MINI PCI-E接口

定位

支持北斗&gps雙系統(tǒng)的定位模塊。

規(guī)格型號(hào):1612

廠家:合芯星通

接口:焊接到底板(16*12mm封裝)

ESAM

支持ESAM芯片。ISO7816協(xié)議。

板載芯片,

PSAM

支持PSAM

板載芯片, 

DO

6路220V/5A;

繼電器隔離。

接口:兩個(gè)3.81間距,6位端子座

DI

共6路,外部提供空節(jié)點(diǎn)。

內(nèi)部提供隔離12V,光電隔離。

接口:一個(gè)3.81間距,7位段子座 (一位GND)

鍵盤接口

鍵盤:4×4鍵盤,IIC接口配置。

接口:10P,2.0間距雙排插座

觸摸彩屏接口

LVDS顯示接口(插座形式為DVI-I或者D型插頭可選模式),兼容4線電阻觸摸屏接口。LCD接口預(yù)留接8080單色屏

掉電檢測(cè)

1路GPIO,使用超級(jí)電容一組,預(yù)留鋰電池插座接口

容量:5.5V,4F



UART

UART共8路:(國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)是7個(gè))

(1)RS232/UART≥5路:

UART-01:調(diào)試串口。DB9插座

UART-02:連接ESAM或者PSAM;

UART-04:連接GPRS模塊,焊接到底板

UART-05:連接外置讀卡器。

UART-06:連接板載藍(lán)牙模塊,焊接到底板

UART-07:連接gps&北斗雙模定位模塊,焊接到底板

UART-08:預(yù)留232接口同時(shí)和485接口復(fù)用,485接口需要加入隔離芯片,接口和另一路485一致。

(2)RS485 1路:

UART-03:連接外置表計(jì),

接口:3P,3.81間距

USB HOST

數(shù)量:1路

接口:標(biāo)準(zhǔn)USB A接口,用于插入U(xiǎn)盤。

方案:芯片使用USB2514進(jìn)行USB擴(kuò)展。

CAN BUS

數(shù)量:2路

功能:CAN-01:CAN2.0 B,125/250kbps,與充電控制器通信。

CAN-02:CAN2.0 B,125/250kbps,備用。

方案:使用ISO1050 CAN隔離芯片+DCDC接口:兩個(gè)3P,3.81間距

網(wǎng)絡(luò)

數(shù)量:2路。10/100M

接口:RJ45

功能:RJ45-01:10/100M,用于連接上級(jí)系統(tǒng)。RJ45-02:10/100M,備用。

方案:使用LAN8720百兆網(wǎng)卡芯片

聲音

內(nèi)置功放,≥0.5W,2.54mm間距 2P插座,標(biāo)準(zhǔn)3.5圓孔,立體聲。

板載GPIO接口蜂鳴器。

方案:使用TLV3106,IIS接口的音頻芯片

時(shí)鐘

RTC時(shí)鐘。板載CR2032電池,具有掉電保持至少1年功能

方案:芯片使用IIC接口的R8010時(shí)鐘芯片

電源

輸入額定電壓:DC12V,輸入范圍DC9V-15V,具備反接保護(hù)。

額定功率:20W

為讀卡器提供5V電源。

接口:3P,3.81間距

尺寸

200mm×150mm。

安裝

導(dǎo)軌式或螺絲直接固定安裝。

軟件系統(tǒng)

Linux內(nèi)核版本:3.14或3.2;

GCC:gcc-linaro-4.9-2015.02或者4.5.3

QT:4.8.6或者4.8.5;

電阻式觸摸屏驅(qū)動(dòng)依賴庫(kù):tslib-1.4。

工作和存儲(chǔ)環(huán)境

濕度:5%~95%,無(wú)凝露。

工作溫度:-40℃~70℃

存儲(chǔ)溫度:-40℃~85℃

備注:底板可印制需方品牌LOGO

 

 

充電計(jì)費(fèi)控制單元核心板介紹:

 

 

 FET335xD工業(yè)級(jí)核心板參數(shù)

 CPU

 TI AM335X Cortex-A8處理器

 I2C

 3路

 架構(gòu)

 ARMv7 Cortex-A8

 SPI

 2路

 主頻

 800MHz

 CAN

 2路

 內(nèi)存

 512M DDR3

 USB Host

 1路USB HOST 2.0

 FLASH

 256M SLC NandFlash

 USB DEVICE

 1路 USB DEVICE 2.0

 工作電壓

 5V電壓供電

 SD/MMC/SDIO

 3路MMC接口

 2D / 3D

 支持

 Ethernet

 2路千兆以太網(wǎng)

 圖形處理器

 PowerVR SGX530

 UART/IrDA

 6路

 硬件看門狗

 SP706SEN

 EINT/GPIO

 支持

 電源管理

 TPS65217C

 ADC

 8路

 尺寸

 46mm*70mm

 Video Codec

 軟件編解碼

 接口方式

 插針

 EBI BUS

 16位數(shù)據(jù)總線,12位地址總線

 操作系統(tǒng)

 Linux3.2/Android4.2/WinCE7.0/WinCE6.0/StarterWare

 JTAG接口

 1路

 LCD

 RGB 16位

 EEPROM

 支持,用于加密

 Audio

 IIS接口

 PWM

 1路(用戶背光)

 

 

底板功能示意圖

 

 

注:飛凌嵌入式除了目前針對(duì)國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)所做的計(jì)費(fèi)控制單元外,還可以根據(jù)客戶實(shí)際需求為客戶定制非國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的充電樁計(jì)費(fèi)控制單元方案,歡迎咨詢

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