一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

（一）选题的目的和意义：

低碳、绿色、智能的交通系统已越来越受到世界各国的支持和推广，其中，储能式现代电车以其能耗小、线路投资低、无需架设供电网线的特点，近年来得到我国多地区的大力推广及认可。现有的储能式电车供电方式均是利用停站的时间，通过地面充电系统为车辆充电，一旦地面充电系统发生故障，将影响车辆运营。因此，需要一种能够暂时替代地面充电系统的一种快速充电的移动式充电装置。本文介绍了一种移动式充电装置，该充电装置能在地面充电系统发生故障时，在较短的时间内为车辆补充电能，使其安全可靠的运行至下一站[1]。

（二）国内外研究现状简述：

可移动式充电装置的研究是与电动汽车产业化同步发展的，我国与西欧、北美等发达国家基本处于同一起跑线。但是在一些简易充电装置的建设上，北美等发达国家显然已经走在前头，譬如美国，由于政府的鼓励与法律政策的扶持，电动汽车数量相对较多，通用汽车公司生产的EVI、日本丰田公司的RAV4EV等已经在美国进入了家庭，在其大多数城市内均已经建立了多个简易充电装置，包括非接触式充电装置与接触式充电装置。其充电装置一般建在一些大的停车场车位、公园、维修站以及汽车旅馆等地方，在城市地图鱼服务信息台可以很方便的查到每个城市的充电装置位置与充电装置类型。这些充电装置只是给电动汽车提供短时、快速的充电服务，具有智能收费系统，但是各充电装置之间是孤立的，没有统一的信息管理系统[2]。

由于技术发展的限制，我国进入电动汽车充电技术的研究领域晚于国外，但是近年来得益于相关政策的扶持，以及高校、科研机构和企业在相关领域的合作，目前电动汽车充电技术已经取得了一定的突破，电动汽车充电设施建设也呈现良好的发展势头。

深圳的比亚迪公司在2006年建立了电动汽车研究所，在其厂区内还建设了一些电动汽车快速充电站和充电装置。

2003年8月天津市重大科技项目之一的电动汽车示范充电装置通过了有关专家的评审验收，这是天津市首家电动汽车充电装置。

至2004年5月，北京密云电动汽车示范运行的充电装置建设基本完成，采用11台深圳强能电气有限公司生产的30KW智能充电机组合而成。北京121路电动公交车示范运行区内的121路公交总站充电装置于2004年10月完成建设，利用原电车的600V直流电网提供充电装置电源，其充电机可以进行联机运行。白天电动汽车快速充电时可以采用三台充电机并联给一组电池提供大电流、短时的电量补充，晚场采用一对一的正常充电，对电池组进行维护保养。此外，在株洲、武汉等地区，由于电动汽车示范运营的开展，都建立了不同规模的充电装置[3]。

总的来讲，国内在充电装置的研究已经开展，但目前仍然局限于多台充电机的简单组合，在电动汽车动力电池组的快速充电与正常充电的充电模式、充电参数的设置方面仍处于经验设置、摸索阶段，在充电过程中电池的温度、绝缘、过充的报警和保护这些应用方面的研究则有待深入。

国内所开发的电动汽车充电装置有些虽已投入运行，但其综合性能指标并不太理想，进一步开发高效、高可靠性、高适应性和高通用性的可移动式充电装置系统仍然有大量研究工作需要深入开展[4]。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

本次设计的是一种移动式、功能模块化的交流充电装置以及车载电池管理系统，给出交流充电装置软硬件设计方案，并在结构上实现利用智能操作系统并采用时尚的外观造型对电动汽车充电装置进行人机友好设计，在外形上摆脱了以往呆板、庞大、笨拙等缺点。

在硬件设计方面给出主电路结构，包括 MCU 电路、系统电源电路、电压电流信号调理电路、用于与后台管理系统通信的 CAN总线接口电路以及外围人机交互接口电路。其中，人机交互接口电路包括打印机接口、POS 机接口、触摸屏显示器接口、语音提示接口电路。

根据设计的硬件电路和专用电能计量芯片的特点，设计交流充电装置应用软件。

三、研究步骤、方法及措施：

1.查阅相关资畔华筹；

2.完成可移动充电装置的方案设计；

3.完成可移动充电装置的机械结构设计和电气控制系统设计；

4.完成可移动充电装置的计算说明书；

设计一种适用于电动车车载超级电容快速充电的移动式充电装置，详细阐述该充电装置结构、原理以及各主要部件的技术方案。通过理论计算及试验验证充电装置满足电动车快速充电的要求。

四、参考文献

[1] 何凡升, 魏上程, 王路,等. 基于Arduino的电动汽车可移动充电装置设计[J]. 机械工程师, 2019, 332(02):83-85+88.

[2] 于涛. 电动汽车移动充电系统的设计与实现[J]. 微型电脑应用, 2019(9):4.

[3] 陆霞. 一款移动充电服务车优化设计[J]. 轻型汽车技术, 2020(4):4.

[4] 曾世藩, 李文威, 周广兵,等. 基于红外和超声波的机器人自主充电系统设计[J]. 制造业自动化, 2020, 42(3):5.

[5] 何凡升, 魏上程, 王路,等. Design of Mobile Charging Device for Electric Vehicle Based on Arduino[J]. 机械工程师, 2019, 000(002):77-79,82.

[6] 梅焕. 无线可充电传感器网络中最优充电策略的研究. 北京邮电大学, 2019.

[7] 左红明, 张彦会, 陆文祺,等. 移动充电系统的锂电池SOC的估算及检测设计[J]. 广西科技大学学报, 2019, 30(1):8.

[8] 胡润文, 张伟先, 柯建明. 储能移动式充电装置设计[J]. 技术与市场, 2020, 27(3):4.

[9] 左红明. 电动汽车移动充电管理系统设计与研究[D]. 广西科技大学, 2019.

[10] 李军蒙, 田鑫宇, 范旭权. 基于无线输电的移动设备充电系统的设计与开发[J]. 科学技术创新, 2019(13):2.

[11] 卜艳红. 光伏储能一体式电动汽车充电电源车的设计[J]. 移动电源与车辆, 2019, 000(001):12-15.

[12] 赵彪, 杨红贵, 施洋, et al. 小型移动ATS电源车外观及结构设计[J]. 百科论坛电子杂志, 2019.

[13] 郭俊俊. 一种可移动式电动汽车充电装置:, CN211166513U[P]. 2020.

[14] 刘康华, 张会, 韩娟娟. 交直流一体充电装置的结构设计[J]. 科学技术创新, 2018(35):2.

[15]  Fansheng H E ,  Wei S ,  Wang L , et al. Design of Mobile Charging Device for Electric Vehicle Based on Arduino[J]. Mechanical Engineer, 2019.

[16] 夏能弘, 朱益民, 程志远. Design and Optimization of an L-Shaped Wireless Charging Device Based on Vertical Repeater Structure[J]. 电工技术学报, 2019, 034(013):2671-2678.

[17]  Zhang H Z . Structural optimization design of movable guide vanes for hydroelectric generating units[J]. Science & Technology Vision, 2019.

五、研究工作进度：

第5周—第9周：毕业设计实习报告。

第10周：毕业设计开题报告。

第11周：英文翻译。

第12周—第13周：完成设计计算。

第14周—第15周：根据情况修改，写毕业设计说明书。

第16周：提交毕业设计，根据导师意见修改，进行答辩准备。

第17周：毕业设计答辩。

六、教研室评议意见：

教研室主任：

年      月      日

七、系（院）领导审核意见：

1．通过； 2．完善后通过；　３．未通过

负责人：

年　 　月　 　日