NI Compact RIO是快速原型的理想平臺，它是一種小巧而堅固的工業化控制和采集系統，采用可重配置的I/O(Reconfigurable I/O： RIO)和FPGA 技術實現超高性能和可自定義功能。NI CompactRIO包含實時控制器和可編程的FPGA芯片，特別適合對可靠性有嚴格要求的獨立嵌入式或分布式應用;還包含可熱插拔的工業級I/O 模塊，這些模塊內置信號調理可直接和傳感器/ 制動器連接。因為CompactRIO 具有低成本開放性架構，用戶可以輕松訪問到底層的硬件設備。而且，CompactRIO 嵌入式系統可以使用高效的LabVIEW" title="LabVIEW">LabVIEW 圖形化編程工具進行快速開發。

　　按照《電動汽車充電站通用要求 》的定義，充電站是由三臺及以上電動汽車非車載充電機和(或)交流充電樁組成(至少有一臺非車載充電機)，可以為電動汽車進行充電，并能夠在充電過程中對充電機、動力蓄電池進行狀態監控的場所。其系統包括：供電系統、充電系統、監控系統(包括：供電監控系統，充電監控系統和安全監控系統)，如圖1所示。充電設備研發主要分為兩部分：充電系統、監控系統。

　　硬件在環

　　硬件在環(HIL: hardware-in-the-loop)，又稱半實物仿真，是指用硬件I/O模擬真實的受控設備行為來驗證控制器的性能。監控系統作為的充電站中樞神經必須具備實時、可靠、穩定和安全的特性，在將控制器應用到實際系統前, 最好進行硬件在環仿真" title="硬件在環仿真">硬件在環仿真實驗，該環節的引入能確保在開發周期早期就完成嵌入式軟件的測試，以便及早地發現問題，從而降低解決問題的成本。

　　監控系統實現對充電機運行和動力蓄電池充電過程的監視、保護、控制、管理和事故情況下的緊急處理，以及數據的存儲、顯示和統計。監控充電設備研發舉例

　　充電站的核心是充電機，監控系統是網絡中樞，電動汽車的電池系統是服務對象，將快速原型和硬件在環技術一起應用到充電設備的研發系統中，必將極大地提高研發效率，降低研發成本。聚星儀器以LabVIEW為軟件平臺，以NI 的可重配置I/O為硬件平臺構建了如圖

3所示的充電設備研發架構。

　　圖3中各部分功能如下：

　　(1) 監控主站和供電監控系統

　　監控主站實現的功能包括：作為整個充電監控系統的監控、管理中心，完成所有充電機信息的采集和顯示，充電機的控制和管理，以及整個充電監控系統數據的存儲、管理和統計;

　　供電監控系統實現的功能包括：實時采集和記錄供電系統運行信息，對供電狀況、電能質量、開關狀態、設備安全等進行監視和控制，保證對充電站的安全供電。

　　監控主站和供電監控系統采用一臺工控機來實現，重點在軟件功能。

      (2) 充電機

　　一臺cRIO設備作為充電機系統的半實物模型，模擬充電機的各種功能，包括控制電壓輸出、電流輸出，與電池系統的通信，并接受監控主站的監測與控制。

　　NI C系列平臺包含50多個NI模塊、50多個第三方模塊，具有多種類型，包括模擬輸入、模擬輸出、數字輸入、計數器/定時器、數字輸出和脈沖生成、CAN通信、串口通信(包括RS232和RS485)。

　　(3) 電池系統

　　調試過程中需要一臺標準的電動汽車的電池系統，這一部分按照《電動汽車電池管理系統與非車載充電機之間的通信協議》的要求與充電機交互通信。這一部分由一臺cRIO設備作為標準的電源系統的半實物模型。

　　按照以上模塊劃分，分別調試成功之后，進入原型發布階段。監控系統軟件采用LabVIEW開發，LabVIEW開發系統有Windows版、MAC OS版和Linus版等多種版本，從而支持在多種操作系統的發布。

　　充電機、電池系統的通信功能和控制算法驗證完畢之后，可以將原型平臺直接作為發布平臺，以節省發布時間，更快投放市場;也可以發布到其他平臺，例如性價比更高的Single-Board RIO平臺，并且無需修改代碼。

　　總結

　　作為智能電網的一部分，電動汽車的充電是一個難題，因為給汽車充電需要很大的電流量和大功率的電源，產生的諧波對電網的安全和電能質量都是很大的考驗。還有電子監控、充電機監控、計費計量等等智能型功能都需要來解決。電動汽車尤其是純電動汽車要想成為主流，首要條件就是要有便捷的充電網點。充電站將會在不久的將來代替加油站、加氣站所扮演的角色，在人們的生活中無處不在。上海聚星儀器基于NI LabVIEW軟件平臺和cRIO硬件平臺為充電設備以及充電設施建設研發提供解決方案，助力中國電動汽車行業發展。