CN103760896B - 新能源汽车车载充电机硬件在环测试设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新能源汽车车载充电机硬件在环测试设备及方法，在环测试设备设备包括测试上位机界面、LABCAR系统和车载充电机控制装置、电池管理系统，测试方法包括：测试人员通过测试上位机界面进行交流充电的正常功能测试和异常测试，测试上位机界面通过网线将测试内容发送给LABCAR系统，LABCAR系统根据测试人员的指令发送车载充电机控制装置需要的电气信号，并采集回车载充电机控制装置发出的电气控制指令进行闭环控制，同时反馈给测试上位机界面进行故障的查看。本发明的有益效果为：本发明可对车载充电机控制装置进行交流充电功能测试，还可以对整个交流充电过程进行异常测试和故障模拟，检测车载充电机控制装置能否正确的完成故障检测以及故障处理。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种基于家用充电方式的新能源车辆车载充电机硬件在环测试设备及测试方法。
背景技术
新能源汽车是解决汽车尾气污染和石油能源短缺等问题的主要途径之一，但新能源汽车由于受到动力电池能量储存密度的影响，在动力性和续航里程方面现阶段还不能达到传统汽车的水平，因此对新能源汽车进行外接充电来满足驾驶员的行驶需求是十分必要的。由于对新能源汽车充电需要供电设备持续输出较大的功率，通常情况下需要专门的供电装置即充电桩来为电动汽车提供充电接口，而当我们在家里的时候，如果能够用过生活用电接口为电动汽车充电，是十分经济可行的方式，家用充电供电接口采用 220V 交流输入。
整个充电过程是极其复杂的，如果在真实状态下进行充电测试，既耗费了能源，而且无法对故障进行模拟，如果软件对充电故障处理的逻辑不合理或者不完善，一旦发生充电异常，将对汽车整个高压系统造成损害，甚至会危害人员的生命安全。因此，在汽车装车量产之前，对车载充电机控制装置和电池管理系统进行硬件集成测试是十分必要的。现有交流充电测试技术和方法存在测试周期长，测试功耗大等缺点，且无法对交流充电过程进
行故障模拟，充电过程中一旦出现异常，将对整车造成损坏的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于家用充电方式的新能源汽车车载充电机硬件在环测试设备及测试方法，以克服目前现有交流充电测试技术和方法存在的测试周期长，测试功耗大，且无法对交流充电过程进行故障模拟，充电过程中一旦出现异常，将对整车造成损坏的缺陷。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现 ：
一种基于家用充电方式的新能源汽车车载充电机硬件在环测试设备，包括LABCAR 系统、测试上位机界面、车载充电机控制装置和电池管理系统，所述 LABCAR 系统包括程控电源、实时仿真计算机、电阻信号仿真板卡、总线信号仿真板卡和故障仿真板卡 ；所述测试上位机界面、电池管理系统和车载充电机控制装置均通过网线连接到 LABCAR 系统。
一种基于家用充电方式的新能源汽车车载充电机硬件在环测试的方法，其特征在于，包括以下步骤 ：
1）测试人员通过测试上位机界面对车载充电机控制装置进行正常功能测试和异常测试，测试上位机界面通过网线将测试的内容发送给 LABCAR 系统 ；
2）LABCAR 系统根据测试指令发送车载充电机控制装置和电池管理系统需要的电气信号，并读取车载充电机控制装置和电池管理系统需要的状态反馈信号进行闭环控制，并实时地将仿真运行结果反馈给测试上位机界面。
进一步的，所述正常功能测试包括以下步骤 ：
a、将车载充电机控制装置、电池管理系统和 LABCAR 系统正确连接，然后通程控电源 ；
b、进行交流充电连接确认以及充电模式判断测试，设定交流充电连接电缆 CC 端的电阻值，并通过 LABCAR 系统输出给车载充电机控制装置和电池管理系统 ；
c、根据 LABCAR 系统反馈给测试上位机界面的电气信号以及 CAN 信号，判断车载充电机控制装置以及电池管理系统是否能够完成激活和低压上电，并能够控制系统进入交流充电模式 ；
d、进行充电预处理过程测试，设定电池母线总电压、母线总电流和电池故障标志位的边界条件，并通过 CAN 总线发送给车载充电机控制装置和电池管理系统，然后观测车载充电机能否按照预定的时序完成交流充电预处理过程 ；
e、进行充电参数计算测试，系统进入正常充电过程以后，通过 LABCAR 系统反馈给 EE 界面的数据观测，车载充电机能否正确完成最大允许充电电压、最大允许充电电流、充电剩余时间和充电输出功率参数的计算 ；以及
f、进行充电后处理过程测试，系统进入正常充电过程以后，设定电池母线总电压、母线总电流和电池故障标志位的边界条件，使系统退出充电过程。观测车载充电机能否按照正确的时序完成交流充电后处理过程控制。
进一步的，所述异常测试包括以下步骤 ：
a、将 LABCAR 系统和车载充电机控制装置以及电池管理系统正确连接，然后接通程控电源 ；
b、充电机进入充电模式以后，设置 CC 端电阻值和电池故障标志位边界条件使任一条件满足退出充电功能的条件，观测车载充电机能否完成故障检测并进行正确的故障处理，控制系统退出交流充电模式 ；以及
c、进行电路控制测试，通过设定与车载充电机控制装置某个被测管脚相连接的故障仿真板卡的故障内容，观测车载充电机控制装置是否能够检测故障并进行正确的故障处理。
本发明的有益效果为 ：可对车载充电机控制装置进行交流充电正常功能的静态测试和动态测试，而且可以对整个交流充电系统的故障进行模拟，进而测试在故障发生情况下，车载充电机控制装置是否能够识别故障的发生，并做出正确的故障处理。
附图说明
图 1 为本发明实施例所述的基于家用充电方式的新能源汽车车载充电机硬件在环测试设备的结构框图 ；
图 2 为本发明实施例所述的基于家用充电方式的新能源汽车车载充电机硬件在环测试设备的 LABCAR 系统结构框图 ；
图 3 为新能源车辆交流充电控制引导电路原理图 ；
图 4 为是本发明实施例所述的基于家用充电方式的新能源车辆车载充电机控制装置硬件在环测试设备的 LABCAR 系统的实时仿真计算机的使用状态参考图。
图中 ：
1、LABCAR 系统 ；2、测试上位机界面 ；3、车载充电机控制装置 ；4、电池管理系统；5、程控
电源 ；6、实时仿真计算机 ；7、电阻信号仿真板卡 ；8、总线信号仿真板卡 ；9、故障仿真板卡。
具体实施方式
下述内容为本发明的一个应用实例，目的在于是本领域人员更好的理解本发明内
容，但本发明内容并不局限于下述实例。
如图 1-2 所示，本发明实施例所述的一种基于家用充电方式的新能源汽车车载充电机硬件在环测试设备，包括LABCAR系统1、测试上位机界面2车载充电机控制装置3以及电池管理系统4，所述LABCAR系统1包括程控电源5、实时仿真计算机6、电阻信号仿真板卡7、总线信号仿真板卡 8、故障仿真板卡 9 ；所述测试上位机界面 2 通过网线连接 LABCAR系统1，所述 LABCAR 系统 1 通过 CAN 总线和数字控制信号与车载充电机控制装置 3 以及电池管理系统 4 通讯连接。
本发明实施例所述的一种基于家用充电方式的新能源车辆车载充电机控制装置硬件在环测试的方法，包括 ：测试人员通过测试上位机界面进行车载充电机控制装置和电池管理系统的正常功能测试和异常测试，主要完成交流充电过程的动态协调测试。测试上位机界面通过网线将测试的内容发送给 LABCAR 系统 1，LABCAR 系统 1 根据测试人员的指令发送车载充电机控制装置 3 和电池管理系统 4 需要的控制信号，并读取车载充电机控制装置 3 和电池管理系统 4 需要的状态反馈信号进行闭环控制，同时反馈给测试上位机界面 2进行状态和故障的查看。
所述 LABCAR 系统 1 是包括仿真模块、故障模拟模块和一个 CAN 总线信号收发模块。用该系统给车载充电机控制装置 3 以及电池管理系统 4 提供一个电气环境来模拟真实交流充电机以及充电供电装置为功能测试提供条件，同时具备故障的模拟能力。
如图 3 所示，所述新能源车辆交流充电控制引导电路原理图由充电插头、车辆接口以及电动汽车 3 部分组成。其中，充电插座连接家用充电插头，采用 220V 三相交流电输入。车辆接口提供电动汽车与充电插座之间的标准接口。电动汽车部分主要由车辆控制装置、车载充电机组成。车载充电机主要负责将交流输入变成直流输出，以稳定的功率为动力电池充电。根据车辆控制装置的需求，实时调整充电参数，并将充电状态以及充电参数通过CAN 总线反馈给车辆控制装置。当车辆接口接入充电回路以后，即充电插头与充电插座正确连接以后，车载充电机负责检测高压输入，并向车辆控制装置发送充电连接状态的电气信号。车辆控制装置即整车控制单元，主要负责完成整个充电过程的协调与控制，包括充电进入条件判断、充电参数计算、充电过程中整车的功能响应控制，与电池管理系统和车载充电
机共同完成充电过程的控制。当充电插头与充电插座正确连接以后，车辆控制装置需要正确检测充电连接信号，并判断充电模式，向车载充电机发送充电指令以及充电参数请求。
如图 4 所示，所述仿真模块主要是通过数学物理公式计算获得当前控制下的充电机运行的状态，主要由充电机模型和供电装置模型两部分组成，表现为 Simulink 模型，运行在LABCAR系统1中的RTPC中，即实时仿真计算机6，用来运行仿真模型，并驱动其他电气板卡工作。
所述 CC 端电阻值为热敏电阻，采用 LABCAR 系统1的 ES1385 的电阻信号仿真板卡7 实现；
所述故障仿真模块主要是用来模拟车载充电机控制装置 3 的常见故障，包括信号的开路，短路及虚接的模拟，所述故障仿真模块，采用 LABCAR 系统1的 ES4440 的故障仿真板卡9 实现。
所述 CAN 总线收发模块是集成在 LABCAR 系统1中的总线信号仿真板卡 8，可以通过该硬件实现整车控制器的 CAN 发送信息的模拟，给车载充电机控制装置 3、电池管理系统4 发送 CAN 信号。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种基于家用充电方式的新能源车辆车载充电机硬件在环测试方法，在环测试设备包括 LABCAR系统（1）、测试上位机界面（2）、车载充电机控制装置（3）和电池管理系统（4），所述 LABCAR 系统（1）包括程控电源（5）、实时仿真计算机（6）、电阻信号仿真板卡（7）、总线信号仿真板卡（8）和故障仿真板卡（9）；所述测试上位机界面（2）通过网线连接 LABCAR 系统（1），所述电池管理系统（4）和车载充电机控制装置（3）均通过 CAN 总线连接到 LABCAR系统（1），其特征在于，包括以下步骤 ：
1）测试人员通过测试上位机界面（2）对车载充电机控制装置（3）进行正常功能测试和异常测试，测试上位机界面（2）通过网线将测试的内容发送给 LABCAR 系统（1）；
2）LABCAR 系统（1）根据测试指令发送车载充电机控制装置（3）和电池管理系统（4）需要的电气信号，并读取车载充电机控制装置（3）和电池管理系统（4）需要的状态反馈信号进行闭环控制，并实时地将仿真运行结果反馈给测试上位机界面（2），所述正常功能测试包括以下步骤 ：
a、将车载充电机控制装置（3）、电池管理系统（4） 和 LABCAR 系统（1）正确连接，然后通程控电源（5）；
b、进行交流充电连接确认以及充电模式判断测试，设定交流充电连接电缆 CC 端的电阻值，并通过 LABCAR 系统（1）输出给车载充电机控制装置（3）和电池管理系统（4）；
c、根据 LABCAR 系统（1）反馈给测试上位机界面（2）的电气信号以及 CAN 信号，判断车载充电机控制装置（3）以及电池管理系统（4）是否能够完成激活和低压上电，并能够控制电池管理系统（4）进入交流充电模式 ；
d、进行充电预处理过程测试，设定电池母线总电压、母线总电流和电池故障标志位的边界条件，并通过 CAN 总线发送给车载充电机控制装置（3）和电池管理系统（4），然后观测车载充电机能否按照预定的时序完成交流充电预处理过程 ；
e、进行充电参数计算测试，电池管理系统（4）进入正常充电过程以后，通过 LABCAR 系统（1）反馈给EE 界面的数据观测，车载充电机能否正确完成最大允许充电电压、最大允许充电电流、充电剩余时间和充电输出功率参数的计算 ；以及
f、进行充电后处理过程测试，电池管理系统（4）进入正常充电过程以后，设定电池母线总电压、母线总电流和电池故障标志位的边界条件，使电池管理系统（4）退出充电过程，观测车载充电机能否按照正确的时序完成交流充电后处理过程控制。
2.根据权利要求1所述的基于家用充电方式的新能源车辆车载充电机硬件在环测试方法，其特征在于，所述异常测试包括以下步骤 ：
a、将 LABCAR 系统（1）和车载充电机控制装置（3）以及电池管理系统（4）正确连接，然后接通程控电源（5）；
b、充电机进入充电模式以后，设置 CC 端电阻值和电池故障标志位边界条件使任一条件满足退出充电功能的条件，观测车载充电机能否完成故障检测并进行正确的故障处理，控制系统退出交流充电模式 ；以及
c、进行电路控制测试，通过设定与车载充电机控制装置（3）某个被测管脚相连接的故障仿真板卡（9）的故障内容，观测车载充电机控制装置是否能够检测故障并进行正确的故障处理。
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