交流充电桩作为电动汽车基础配套设施,为电动汽车提供充电服务。我国现有的交流充电桩的网络接口通信方式单一,与后台运营管理系统匹配通信时兼容性差;且硬件结构复杂,制造和维修成本较高,严重制约了电动汽车大规模推广应用。本文针对上述问题,开发了一种具有多种通信方式的网络接口,且硬件结构简化的交流充电桩。本文的主要研究工作如下:(1)根据交流充电桩的功能需求分析,提出了模块化的硬件设计方案。交流充电桩的硬件系统包含:身份认证模块、电能监测模块、人机交互模块、CAN通信模块、网络接口模块以及账单打印模块。网络接口模块有以太网、串口以及CAN总线三种通信方式供选择,提升了与后台管理系统匹配的兼容性。此外,将充电桩的地理位置信息存储在后台运营管理系统数据库中,代替定位模块以简化硬件结构,降低了充电桩制造成本。(2)根据交流充电桩的硬件设计方案和软件功能需求,提出了分层化的软件设计方案。交流充电桩的软件架构共分为三层:底层驱动层完成充电桩上电之后的初始化和中断函数的设定功能;中间层功能层完成人机交互、身份认证、充电控制、电能监测、收费和账单打印以及充电通信等功能;顶层通信层实现充电桩控制器与各个子系统以及与后台运营管理系统的数据通信。(3)本文设计了与交流充电桩配合使用的电动小车,搭建了测试实验平台,并制定了测试实验方案。实验内容包含功能测试实验和通信测试实验。实验结果表明:本文设计的交流充电桩能够稳定、安全的给电动小车充电;同时监测电池的充电状态和充电桩自身的输出状态;将充电状态数据和充电历史数据发送至后台运营管理系统;当发生紧急事故时,能够立即切断充电电源,停止充电过程,保证人员和设备的安全。