一、引言
汽车已经成为人们不可缺少的交通工具，在提供了便利的同时也在大量的消耗石油、天然气等有限的能源，而且汽车尾气也对人类赖以生存的自然环境造成了严重的污染。面对能源与环境的双重压力，电动汽车应运而生，随之对作为后勤保障充电系统的要求也越来越高，本文对如何建立安全、便捷、低成本、高效率的智能充电桩提出了可行性建议，
以期对电动汽车的长远发展献计献策。
二、电动汽车的充电方法以及建立智能充电桩的意义
2.1当前电动汽车的充电方法
１）直流充电
直流充电方式是指直接由地面供给直流电源为电动汽车自身的蓄电池充电。这种方式有两个优势，一是可以使电动汽车不需要配备车载充电装置，从而减轻车身重量。二是功率大可以快速充电，从而节省充电时间。
２）交流充电
交流充电方式需要２２０Ｖ或者３８０Ｖ的交流电源，并且在车载充电装扮的滤波、整流以及保护之下对电动汽车的蓄电池进行充电。这种方式因为功率较小，所以充电时间相对来说会长一些，比较适合混合动力的电动汽车。
３）配备多组蓄电池
配备多组蓄电池指的是至少为每辆电动汽车配备两组蓄电池，一组供电，一组充电，电量不足的时候需要及时更换已经充好电的蓄电池。这种方式的优点是可以在最短时间使用满电蓄电池继续工作，缺点是需要大量的蓄电池更换站点，对维护人员的需求也很高，相对来说不仅投资大，智能程度也比较低。
2.2 建立智能充电桩的意义
电动汽车零排放、噪音小，属于当前人们所倡导的绿色出行，这些特点是其绝对的优势，越来越多的人愿意使用，已经渐渐被人们认可，这就要求充电系统是必须的后勤保障。需求量的增多对充电方式的智能化要求就越来越高，传统模式的效率就跟不上了，而且当前电动汽车一般都是采用能效高、体积小的锂离子蓄电池，这种电池对充电、放电要求都比较高，也是继续智能化的充电桩系统对各个环节的控制与预警，避免对电池造成严重损害以及威胁人身安全。
三、电动汽车智能充电装置的研究
3.1电动汽车智能充电装置
在电动汽车充能中，充电装置作为核心，主要分为两类，分别是：车载充电装置、非车载充电装置，前者结构简单，易于携带，该类装置重视的是如何将电能充入锂电池，并不考虑对电网的影响、电池特性与温度监控等，导致该类装置充电缓慢，还容易为电网带来污染与危害。后者属于地面充电桩，结构较为复杂，功率较大，充电速度较快，但是，在诸多城市中，并未得到普及。并且，非车载装置续航能力不足，充电便利性欠缺，仍然需要专业人员发展并完善。
3.2电动汽车智能充电要求
电动汽车发展中，为实现精准且快速的充电，应满足如下4点要求：①应保障充电系统的安全性，在充电中保障充电桩不会危害周围电网与人员安全。②应保障充电系统拥有快速充电能力，提高电动汽车续航能力，满足人们出行需求，以此推动电动汽车的发展。③智能充电设备必须拥有实时监测和保护能力，以此对电动汽车电池电量、所处安全状态等实施釆集和监控，避免充电时出现过流、过压情况，损坏充电系统。④智能充电装置应具备24h运行能力，使电动汽车能够随时补充电能，增强电动汽车充能便利性。
四、电动汽车充电方式与构建充电桩监控系统的重要性
4.1常见的充电方式
新形势下，电动汽车主要充电方式有4种：①交流充电法。通过电网提供的380V、220V交流电，通过充电装置，充入电动汽车的蓄电池内部。该种充电方式的充电时间长、功率较低，适宜小型电动车、混合动力汽车。②直流充电法。主要利用地面所提供的直流电，为电动汽车内蓄电池充电，节省车载充电设置，降低车身重量。并且，地面充电桩功率较大，能够快速充电，适宜大型电动汽车。③电池组更换，即电动汽车配备两组蓄电池，一组提供电源时，另一组处于充电状态，当车载电池组的电量不足时，可及时更换电池组，实现短时间充电。不过，该种设备需要大量电池更换站，还需要大量专业人员维修，智能程度不足，投资成本大，不适宜广泛应用。④非接触式充电。即在路面嵌入元件，随时与电动汽车接触，在车辆行驶中，实现随时充电。
4.2监控系统重要性
科技水平不断提升，电动汽车因零排放、低噪声等优势，逐渐被社会群众认可。然而，想要普及电动汽车，构建庞大充电系统是关键。就如当前的加油站，随地可见的加油站，是油耗汽车普及的重要原因之一。并且，电动汽车上配备的电池多为高能效、小体积锂离子电池，该种电池对充放电要求较高，若缺乏相应监控，将直接影响电池健康，甚至威胁人们安全。对此，在智能充电桩设计中，应加强监控系统的构建。而监控系统建设中，应拥有如下功能：①能够识别IC卡，通过用户IC卡激活充电桩并计费。②实时检测充电桩电流与电压情况，为用户蓄电池、人身安全提供保障。③拥有通信功能，能够与上级管理层实现通信与数据交换。④能够对电池充电电压、电流、充电状态与阶段实时监控，以此对电池智能维护，维护电池安全
4.3充电桩智能化系统的整体设计
在电动汽车的智能充电桩设计中，智能化系统应具备运营管理平台、用户App、云端、充电桩、电动车辆充电接口等。智能充电桩运作流程如下：车主在电动汽车电能不足时，自主驾驶车辆就近选择充电区域，并停靠在充电桩的接口附近，车主主动连接充电桩与电动汽车，刷卡认证或者在手机相应App上认证，选择充电方式、支付一定金额，开始充电。若电动汽车为自动驾驶车辆，在电动汽车自动感应到电源不足时，会驶入临近充电桩设置点，充电桩的智能系统对车辆识别，自动对接完成充电接口和电动汽车的连接，自动进行充电操作，为电动汽车补充所需能源。
4.4智能充电桩硬件框架设计
硬件系统设计时，主要包含内容有：中央主控板、检测芯片、显示电表、键盘、显示屏、IC读卡器、通信模块等。其中，主控板作为整个硬件系统核心，主控板主要用来控制充电设施的启动、运行与关闭，并对整个充电过程实时监控，由无线通信将数据实时传输到后台。主控板拥有7个串口，下位机的检测模块、数据釆集办卡能够通过通用串行总线，和上位机的CPU实现实时通信，并在上位机显示模块显示。而主控板的监控功能实现，主要通过监控保护单元的设置，以此对充电桩进线、电压输入、电压输岀、电流输出等进行检测，在充电接口连接下，还因具备对车载电池管理系统实
时检测功能，以此提高充电桩的工作安全性
4.5智能充电桩软件设计
电动汽车智能充电桩在设计中，软件主要包含充电桩的主控板软件、机械臂运动控制软件、转盘控制软件以及机械臂的驱动软件。在智能系统主控板软件设计时，应在初始化之后，首先对预约状态、故障情况进行判断，之后对车型、车主1C卡号判断，最后，展开充电口的对接，对接无误后充电。在检测到电池充满之后，充电桩能够自动断开连接，利用复位机械臂或者直接由车主操作，将充电接口拔出，放在原有位置，打印凭据。在运动控制软件设计中，因不同车型的充电口可能处于不同位置，因此，系统应该具备运动控制功能，对转盘、机械臂等进行自动控制。该部分软件和驱动软件不同，主要用来控制解蔽、转盘运动的轨迹。软件流程设计时，首先应依照车型，判断转盘是否要移动，控制机械臂，实现充电桩和车辆充电口的自动化对接
五、结束语
总之，随着新能源汽车市场的快速拓展，电动汽车的应用也会越来越广泛，操作便捷、充电安全高效的充电桩势会得到广泛推广，而充电桩的智能化也是推动电动汽车行业快速发展的有效手段，同时为改善环境做出了突出贡献。
参考文献：
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[2]杨羊,马玉秋.电动汽车智能充电系统控制策略研究[J].电气传动,2019,49(12):64-70.