CN103257286B - 一种电动汽车充电设施自动测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动汽车充电设施自动测试方法及系统，所述测试方法包括：将待检测设备接入检测平台；根据测试项目对所述待检测设备进行检测；采集检测平台检测的数据；分析采集的数据；输出分析结果。和现有技术比，本发明提供的技术方案可对交流充电桩、非车载充电机和充电机模块等的功能特性和性能指标进行全面测试；采用智能化集中控制，可实现多个测试项目的组合及批次执行，整个测试过程可由集控平台自动执行，测试完成后自动生成测试报告；测试设备可单独使用，也可整合后实现系统化测试，便于后期的维护及校准；可搭建固定式测试平台或车载移动式测试平台。

Description

一种电动汽车充电设施自动测试方法及系统

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车充电设施自动测试方法及系统。

背景技术

以电动汽车为代表的新一代节能环保汽车是汽车工业发展的必然趋势。充电设施为电动汽车运行提供能量补给，是电动汽车支撑系统的重要基础。

目前，主要有交流充电和直流充电两种电能补给方式，而交流充电桩和非车载充电机是实现两种充电方式的载体。交流充电桩为车载充电机提供电源，为动力电池充电，充电功率一般较小；非车载充电机利用变流装置将交流电转换为直流电，进而为动力电池充电，充电功率一般较大。然而，交流充电桩和非车载充电机的功能特点和性能参数完全不同，且目前仅有单独针对交流充电桩或非车载充电机的检测设备，尚未形成统一的检测平台，这为现阶段的充电设施检测工作带来了不便。

本发明人经长期观察研究发现，有必要对充电设施的性能参数和特性进行综合测量或校验，以分析充电设施的特性及对蓄电池的影响。由于现有充电设施性能参数参差不齐，且传统测试系统为手工方式，存在功能不全，效率低等特点，因此需要一种功能全、准确度高的测试系统来对充电设施研制、试验、维护提供全套的测试数据。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种电动汽车充电设施自动测试方法，另一目的是提供一种电动汽车充电设施自动测试系统，该系统能够对电动汽车交流充电桩、非车载充电机、充电机模块和交/直流充电接口在标准定义范围内进行完整功能测试，对充电设施的技术参数、充电设施与电动汽车的兼容性和异常状态进行模拟测试，并结合输入输出参数，评估设备性能。除可检测交流充电桩、非车载充电机外，该系统还拥有同时检测多个充电机模块，分别出具检测结果的功能，同时也可根据需要，增配测试仪器，扩展至光伏并网逆变器的检测。硬件仪器按测试项目和测试流程，接收集中控制系统自动或手动设置的参数及指令，检测过程中，各测试仪器与集中控制系统通信，上传相应的数据、波形，以用于存储和分析。

该测试系统的测试软件平台搭载专门针对电动汽车充电设施检测所开发的测试系统软件，整个测试过程中，软件平台与硬件仪器进行通信，下达动作命令，读取测试数据等。此外，为测试交流充电桩和非车载充电机充电接口的性能，在工控机上安装新接口，整合到此系统，沟通测试命令。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

为实现上述目的，本发明提供了一种电动汽车充电设施自动测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：

A、将待检测设备接入检测平台；

B、根据测试项目对所述待检测设备进行检测；

C、采集检测平台检测的数据；

D、分析采集的数据；

E、输出分析结果。

优选的，所述待检测设备包括对交流充电桩、非车载充电机、充电机模块和交/直流充电接口中的任意一个或多个设备。

优选的，所述测试项目包括：

交流充电桩的交流输入特性、控制导引信号、保护功能特性、绝缘电阻和漏电流；

非车载充电机的交流输入特性、直流输出特性、通信协议、保护功能特性、绝缘电阻和漏电流；

充电机模块的交流输入特性、直流输出特性、通信协议和保护功能特性；

交流充电接口的控制导引信号和直流充电接口通信功能。

优选的，所述数据包括：

交流充电桩的交流输入特性包括谐波电流、浪涌电流、输入功率、功率因数及效率、电压中断、电压波动、电压骤升/骤降和频率变动。

优选的，所述数据包括：

交流充电桩的控制导引信号包括出电压、PWM频率和上升/下降时间。

优选的，所述数据包括：

交流充电桩的保护功能特性包括载分合电路、短路保护和过电流保护。

优选的，所述数据包括：

非车载充电机的交流输入特性包括浪涌电流、输入功率、功率因数和效率。

优选的，所述数据包括：

非车载充电机的直流输出特性包括输出电压误差、稳压精度、输出电流误差、稳流精度、纹波系数和均流不平衡度。

优选的，所述数据包括：

非车载充电机的通信协议包括充电机与BMS通信和CAN Bus读/写。

优选的，所述数据包括：

非车载充电机的保护功能特性包括软启动、连接状态异常、断电重启、输入过压/欠压保护、防输出短路功能、防电池反接功能和限流/限压功能。

优选的，所述测试软件包括定义测试流程，定义测试条件和参数。

本发明基于另一目的提供的电动汽车充电设施自动测试系统，其特征在于，所述系统包括可编程交流电源、交流/直流电子负载、功率分析仪、示波器、耐压测试仪、系统连接接口、工控机、笔记本电脑及测试软件平台。

优选的，所述可编程交流电源用于提供电源输出或模拟电网异常状况。

优选的，所述交流电子负载用于测量交流充电桩的负载稳定度、输出电压电流和验证过电流保护功能。

优选的，所述直流电子负载包括大功率直流电子负载和多通道小功率直流电子负载，用于模拟车载动力电池的负载特性，验证非车载充电机的电流输出保护功能。

优选的，所述多通道小功率直流电子负载还用于非车载充电机模块或分箱式充电机的同步检测。

优选的，所述示波器对电压、电流信号进行跟踪显示并将采集的数据送至集中控制系统，用于分析处理。

优选的，所述耐压测试仪用于绝缘电阻和漏电流测试，以检验评估充电设备的电气安全性能。

优选的，所述系统连接接口用于交流充电桩充电插头和非车载充电机充电插头与系统连接，提供交流充电桩控制导引检测和非车载充电机与BMS通信测试。

优选的，所述工控机和笔记本电脑构成集中控制系统，对可编程交流电源、交流/直流电子负载、功率分析仪等仪器下发工作指令，并将测量数据采集到集中控制系统。

优选的，所述工控机和笔记本电脑构成集中控制系统与交流充电桩、非车载充电机进行通信。

所述可编程交流电源采用先进的PWM脉宽调制技术，为测试系统提供标准的电源输出或模拟电网异常状况；所述交流电子负载用于测量交流充电桩的负载稳定度、输出电压电流和验证过电流保护等功能；所述直流电子负载包括大功率直流电子负载和多通道小功率直流电子负载，用于模拟车载动力电池的负载特性，验证非车载充电机的电流输出保护功能，其中，多通道小功率直流电子负载还可用于多个非车载充电机模块或分箱式充电机的同步检测；所述功率分析仪用于测量交流电源的功率、电压、电流等参数，采样频率快、采样精度高、处理速度快，既可满足小电流测量精度要求，也适用于大电流场合，还可测量浪涌电流、总谐波失真率等；所述示波器对电压、电流等信号进行跟踪显示并将采集的数据送至集中控制系统，用于分析处理；所述耐压测试仪用于绝缘电阻和漏电流测试，以检验评估充电设备的电气安全性能；所述系统连接接口用于交流充电桩充电插头和非车载充电机充电插头与系统连接，可提供交流充电桩控制导引检测和非车载充电机与BMS通信测试，其连接方式符合国家相关标准要求；所述工控机和笔记本电脑构成集中控制系统，对可编程交流电源、交流/直流电子负载、功率分析仪等仪器下发工作指令，并将测量数据采集到集中控制系统，此外，还可以实现与交流充电桩、非车载充电机的通信；所述测试软件平台可通过定义测试流程，测试条件和参数等，编程为特定某一测试项目，并按设定流程自动测试；可实现多个测试项目组合，并按批次执行；测试结束后，软件平台可自动显示测试结果，并生成测试报告。

与现有技术比，本发明的有益效果是：

1、可对交流充电桩、非车载充电机和充电机模块等的功能特性和性能指标进行全面测试，符合国家相关检测规范的要求。

2、采用智能化集中控制，可实现多个测试项目的组合及批次执行，整个测试过程可由集控平台自动执行，测试完成后自动生成测试报告。

3、采用模块化设计，测试设备可单独使用，也可整合后实现系统化测试，便于后期的维护及校准；体积小，集成度高，可搭建固定式测试平台或车载移动式测试平台。

4、系统功能亦可扩展至光伏逆变器、有源滤波器等其他电力电子设备的检测。

附图说明

图1为本发明电动汽车充电设施自动测试系统整体结构框图

图2交流充电桩测试系统原理图

图3非车载充电机测试系统原理图

图4多路充电机模块测试系统原理图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

实施例1

图1为本发明电动汽车充电设施自动测试系统整体结构框图。

测试系统的输入端：采用可编程交流电源，主要是提供标准交流电源，可改变不同电压及频率的输出，并对电网的异常状况进行编程输出，包括相差、压差、谐波影响、电压的突升与突降等多种因素，考核交流充电桩、非车载充电机对不稳定电网的适应能力与信号的稳定输出能力，也可进行输入端交流电源的参数测量，包括电压、电流、功率等。此外，输入端可配置防孤岛试验检测装置，用于光伏并网逆变器检测。

测试系统的输出部分，主要是模拟负载特性，对交流、直流输出特性进行测试。配备的交流/直流电子负载，能够设定负载电流大小，验证交流充电桩、非车载充电机的电流输出保护功能。还配备了一组多通道直流电子负载，来达到同步测试充电机模块的要求。此外，输出端还可配置可编程直流电源，用于光伏并网逆变器检测。

系统连接接口，对内连接到自动测试系统的内部仪器，对外连接到被测设备。其接口包括了交流充电接口和直流充电接口，可以验证控制导引信号输出测试、通信协议测试。

集控系统搭载的测试软件可定义测试流程，测试条件和参数等，编程为特定某一测试项目，并按设定流程自动测试；可实现多个测试项目组合，并按批次执行；测试结束后，软件可自动显示测试结果，并生成测试报告。

实施例2

图2为交流充电桩测试的系统原理图。

1、将待测交流充电桩接入检测平台；

2、根据测试项目设置可编程交流电源、交流电子负载参数，分别针对交流充电桩的交流输入特性（谐波电流、浪涌电流、输入功率、功率因数及效率、电压中断、电压波动、电压骤升/骤降、频率变动等）、控制导引信号（输出电压、PWM频率、上升/下降时间等）、保护功能特性（包括带载分合电路、短路保护、过电流保护等）、绝缘电阻和漏电流等进行测试；

3、集控系统通过与可编程交流电源、交流电子负载、功率分析仪和示波器通信，对仪器设备测试到的相关数据进行采集；

4、通过测试软件对采集的数据进行分析处理；

5、输出分析结果。

实施例3

图3为非车载充电机测试的系统原理图。

1、将待测非车载充电机接入检测平台；

2、根据测试项目设置可编程交流电源、大功率直流电子负载参数，分别针对交流输入特性（浪涌电流、输入功率、功率因数及效率等）、直流输出特性（输出电压误差、稳压精度、输出电流误差、稳流精度、纹波系数、均流不平衡度等）、通信协议（充电机与BMS通信、CAN Bus读/写）、保护功能特性（软启动、连接状态异常、断电重启、输入过压/欠压保护、防输出短路功能、防电池反接功能、限流/限压功能）、绝缘电阻和漏电流等进行测试；

3、集控系统通过与可编程交流电源、直流电子负载、功率分析仪和示波器通信，对仪器设备测试到的相关数据进行采集；

4、通过测试软件对采集的数据进行分析处理；

5、输出分析结果。

实施例4

图4为多路充电机模块测试系统原理图。

1、将待测充电机模块接入检测平台；

2、根据测试项目设置可编程交流电源、小功率直流电子负载参数和测试通道数，分别针对交流输入特性、直流输出特性、通信协议、保护功能特性等进行测试；

3、集控系统通过与可编程交流电源、直流电子负载、功率分析仪和示波器通信，对仪器设备测试到的相关数据进行采集；

4、通过测试软件对采集的数据进行分析处理；

5、并输出分析结果。

上面通过特别的实施例内容描述了本发明，但是本技术领域技术人员还可意识到变型和可选的实施例的多种可能性，例如，通过组合和/或改变单个实施例的特征。因此，可以理解的是这些变型和可选的实施例将被认为是包括在本发明中，本发明的范围仅仅被附上的发明权利要求书及其同等物限制。

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 (8)

1.一种电动汽车充电设施自动测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：

A、将待检测设备接入检测平台；

B、根据测试项目对所述待检测设备进行检测；

C、采集检测平台检测的数据；

D、分析采集的数据；

E、输出分析结果；

所述待检测设备包括对交流充电桩、非车载充电机、充电机模块和交/直流充电接口中的任意一个或多个设备；

所述测试项目包括：

交流充电桩的交流输入特性、控制导引信号、保护功能特性、绝缘电阻和漏电流；

非车载充电机的交流输入特性、直流输出特性、通信协议、保护功能特性、绝缘电阻和漏电流；

充电机模块的交流输入特性、直流输出特性、通信协议和保护功能特性；

交流充电接口的控制导引信号和直流充电接口通信功能；

所述数据包括：

交流充电桩的交流输入特性包括谐波电流、浪涌电流、输入功率、功率因数及效率、电压中断、电压波动、电压骤升/骤降和频率变动；

所述数据包括：

交流充电桩的控制导引信号包括输出电压、PWM频率和上升/下降时间；

所述数据包括：

交流充电桩的保护功能特性包括载分合电路、短路保护和过电流保护；

所述数据包括：

非车载充电机的交流输入特性包括浪涌电流、输入功率、功率因数和效率；

所述数据包括：

非车载充电机的直流输出特性包括输出电压误差、稳压精度、输出电流误差、稳流精度、纹波系数和均流不平衡度；

所述数据包括：

非车载充电机的通信协议包括充电机与BMS通信和CAN Bus读/写；

所述数据包括：

非车载充电机的保护功能特性包括软启动、连接状态异常、断电重启、输入过压/欠压保护、防输出短路功能、防电池反接功能和限流/限压功能；

测试软件包括定义测试流程，定义测试条件和参数。

2.一种电动汽车充电设施自动测试系统，其特征在于，所述系统包括可编程交流电源、交流/直流电子负载、功率分析仪、示波器、耐压测试仪、系统连接接口、工控机、笔记本电脑及测试软件平台；

所述交流电子负载用于测量交流充电桩的负载稳定度、输出电压电流和验证过电流保护功能；

所述耐压测试仪用于绝缘电阻和漏电流测试，以检验评估充电设施的电气安全性能；

所述系统连接接口用于交流充电桩充电插头和非车载充电机充电插头与系统连接，提供交流充电桩控制导引检测和非车载充电机与BMS通信测试。

3.权利要求2所述的电动汽车充电设施自动测试系统，其特征在于，所述可编程交流电源用于提供电源输出或模拟电网异常状况。

4.权利要求2所述的电动汽车充电设施自动测试系统，其特征在于，所述直流电子负载包括大功率直流电子负载和多通道小功率直流电子负载，用于模拟车载动力电池的负载特性，验证非车载充电机的电流输出保护功能。

5.权利要求4所述的电动汽车充电设施自动测试系统，其特征在于，所述多通道小功率直流电子负载还用于非车载充电机模块或分箱式充电机的同步检测。

6.权利要求2所述的电动汽车充电设施自动测试系统，其特征在于，所述示波器对电压、电流信号进行跟踪显示并将采集的数据送至集中控制系统，用于分析处理。

7.权利要求2所述的电动汽车充电设施自动测试系统，其特征在于，所述工控机和笔记本电脑构成集中控制系统，对可编程交流电源、交流/直流电子负载、功率分析仪下发工作指令，并将测量数据采集到集中控制系统。

8.权利要求2所述的电动汽车充电设施自动测试系统，其特征在于，所述工控机和笔记本电脑构成集中控制系统与交流充电桩、非车载充电机进行通信。