CN103063953A - 一种电动汽车非车载充电机能效测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电动汽车非车载充电机能效测试系统，所述系统包括可调交流电源、非车载充电机、功率分析仪、工控机和负载；调节可调交流电源，输出交流电源给所述非车载充电机，所述非车载充电机连接负载，所述功率分析仪采集可调交流电源侧的交流侧项目参数，同时采集非车载充电机输出的负载侧项目参数，并将所采集的数据实时传输到所述工控机。本发明可提高测试的技术水平、工作效率和测试准确度，对于分析充电机的能效特性和充电机对蓄电池的影响具有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于现代交通技术领域，具体涉及一种电动汽车非车载充电机能效测试系统。
背景技术
在石油、天然气等传统化石燃料逐渐枯竭和汽车尾气污染日益严重的形势下，我国政府和各大汽车公司、科研院所等都加大了电动汽车的研发力度。各行业都积极开展电动汽车及交流充电桩、直流充换电站等基础设施的试点建设工作。出租车、环卫车、公交车等公共服务领域的电动汽车试点建设项目开展迅速，预计到2015年左右，会在20个以上示范城市和周边区域建成由40万个充电桩、2000个充换电站构成的网络化供电体系，来满足电动汽车大规模商业化示范能源供给需求。
非车载充电机是充电站的核心设备，其采用传导方式将电网交流电能转换为直流电能，为电动汽车充电。非车载充电机充电电流较大，充电时会对配电网产生冲击。所以非车载充电机需要既满足电动汽车高效率、低成本运营的要求，又需要满足国家电网系统的安全性和稳定性的要求，因此对非车载充电机的性能参数和特性非常有必要进行全面综合的能效测试。而传统的测试方法一般为手动方式，使用现有的多台独立测试仪器根据各个测试指标分别使用，有三相多功能标准表、电能质量分析仪、示波器、数字万用表、钳形电流表等，这种测试方法具有测试工作量大、效率较低、功能欠缺、测试项目不完整等缺点。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种电动汽车非车载充电机能效测试系统，可提高测试的技术水平、工作效率和测试准确度，对于分析充电机的能效特性和充电机对蓄电池的影响具有重要意义。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
提供一种电动汽车非车载充电机能效测试系统，所述系统包括可调交流电源、非车载充电机、功率分析仪、工控机和负载；调节可调交流电源，输出交流电源给所述非车载充电机，所述非车载充电机连接负载，所述功率分析仪采集可调交流电源侧的交流侧项目参数，同时采集非车载充电机输出的负载侧项目参数，并将所采集的数据实时传输到所述工控机。
所述交流侧项目参数包括交流电压、电流、功率因数谐波、电功率和电量。
所述负载侧项目参数包括直流电压、电流、电功率、纹波和电量。
所述非车载充电机包括三相不可控整流桥、滤波电感和DC-DC功率变换器；所述三相不可控整流桥通过滤波电感和DC-DC功率变换器连接。
所述工控机对接收的数据计算分析，得到转换效率、纹波系数、稳压精度、稳流精度和充电曲线。
所述负载为直流电子负载，所述直流电子负载通过模拟蓄电池恒压模式或恒流模式，以模拟电动汽车充电时直流电子负载的变化情况，根据不同情况调整所述功率分析仪的电流投入回路，连接直流电子负载的相应电阻，且使直流电子负载的阻抗保持稳定不变，从而间接调整非车载充电机的电流值。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、综合应用电测量技术、计算机通讯技术等，提高电动汽车充电设备能效测试工作的效率及准确度，解决了以往在电动汽车充电机能效测试过程中测试数据量大、依赖手工处理、工作繁琐、测量准确度低和不能实时传输等现实问题。
2、关注于电动汽车非车载充电机的能效测试，交流电源为充电机提供不同电压，利用直流负载实现了模拟充电机恒流、恒压等充电状态时蓄电池阻值的各种变化情况，解决了以往无法完全模拟充电机对车载蓄电池充电时各个阶段的问题。
3、可以依据GB/T19826-2005《电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求》，NB/T33001-2010《电动汽车非车载传导式充电机技术条件》等国家及行业标准所要求的项目对非车载充电机进行综合全面的测试，可以满足大、中、小型非车载充电机的测试要求。
附图说明
图1是电动汽车非车载充电机能效测试系统结构图；
图2是非车载充电机结构原理图；
图3是直流电子负载模拟恒流模式示意图；
图4是直流电子负载模拟恒压模式示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1，提供一种电动汽车非车载充电机能效测试系统，所述系统包括可调交流电源、非车载充电机、功率分析仪、工控机和负载；调节可调交流电源，输出交流电源给所述非车载充电机，所述非车载充电机连接负载，所述功率分析仪采集可调交流电源侧的交流侧项目参数，同时采集非车载充电机输出的负载侧项目参数，并将所采集的数据实时传输到所述工控机。
所述交流侧项目参数包括交流电压、电流、功率因数谐波、电功率和电量。
所述负载侧项目参数包括直流电压、电流、电功率、纹波和电量。
如图2，所述非车载充电机包括三相不可控整流桥、滤波电感和DC-DC功率变换器；所述三相不可控整流桥通过滤波电感和DC-DC功率变换器连接。三相交流输入，由三相不可控整流桥整流变成直流，经滤波电感滤波后提供给DC-DC功率变换器以输出需要的直流，再次滤波后给电动汽车蓄电池充电。
在整流电路中，当某一对二极管导通时，输出直流电压等于交流侧线电压中最大的一个，线电压既向电容供电，也向DC-DC功率变换器供电。当没有二极管导通时，由电容向DC-DC功率变换器放电，串联电感用来抑制冲击电流。
DC-DC功率变换器采用高频隔离式DC-DC变换器，各开关管承受的电压较小，4个IGBT，T1和T4为一组，T2和T3为一组，每半个周期交替导通一次。当T1，T4导通时，二极管D12导通，并给输出端电感充磁，当T2，T3导通，二极管D11导通，给输出端电感充磁。当所有开关都关断时，D11、D12续流。
所述工控机对接收的数据计算分析，得到转换效率、纹波系数、稳压精度、稳流精度和充电曲线。
所述负载为直流电子负载，所述直流电子负载通过模拟蓄电池恒压模式或恒流模式，以模拟电动汽车充电时直流电子负载的变化情况，根据不同情况调整所述功率分析仪的电流投入回路，连接直流电子负载的相应电阻，且使直流电子负载的阻抗保持稳定不变，从而间接调整非车载充电机的电流值。
（1）恒流模式
如图3，给定信号VREF，如果R上电压小于VREF，即OP的-IN小于+IN，OP输出增大，使Q加大导通，R上电流加大。如果R上电压大于VREF时，-IN大于+IN，OP减小输出，R上电流增大，这样输入电流可以维持恒定，电路实现了恒流工作。
（2）恒压模式
如图4，MOS管Q上的电压经R2和R3分压后，送入+IN与给定值比较，A点电压变化会引起R2电压变化，通过LM影响Q1导通程度，使A点电压恒定。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种电动汽车非车载充电机能效测试系统，其特征在于：所述系统包括可调交流电源、非车载充电机、功率分析仪、工控机和负载；调节可调交流电源，输出交流电源给所述非车载充电机，所述非车载充电机连接负载，所述功率分析仪采集可调交流电源侧的交流侧项目参数，同时采集非车载充电机输出的负载侧项目参数，并将所采集的数据实时传输到所述工控机。
2.根据权利要求1所述的电动汽车非车载充电机能效测试系统，其特征在于：所述交流侧项目参数包括交流电压、电流、功率因数谐波、电功率和电量。
3.根据权利要求1所述的电动汽车非车载充电机能效测试系统，其特征在于：所述负载侧项目参数包括直流电压、电流、电功率、纹波和电量。
4.根据权利要求1所述的电动汽车非车载充电机能效测试系统，其特征在于：所述非车载充电机包括三相不可控整流桥、滤波电感和DC-DC功率变换器；所述三相不可控整流桥通过滤波电感和DC-DC功率变换器连接。
5.根据权利要求1所述的电动汽车非车载充电机能效测试系统，其特征在于：所述工控机对接收的数据计算分析，得到转换效率、纹波系数、稳压精度、稳流精度和充电曲线。
6.根据权利要求1所述的电动汽车非车载充电机能效测试系统，其特征在于：所述负载为直流电子负载，所述直流电子负载通过模拟蓄电池恒压模式或恒流模式，以模拟电动汽车充电时直流电子负载的变化情况，根据不同情况调整所述功率分析仪的电流投入回路，连接直流电子负载的相应电阻，且使直流电子负载的阻抗保持稳定不变，从而间接调整非车载充电机的电流值。
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