CN105398345B - 用于电动车辆的直流快速充电测试方法和系统 - Google Patents

用于电动车辆的直流快速充电测试方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于电动车辆的直流快速充电测试方法和系统。充电测试装置不具有提供电力以用于给电动车辆充电的能力。测试装置被配置为与车辆进行信息的传送，其中，所述信息将由具有提供电力以用于给所述车辆充电的能力的电动车辆供电设备(EVSE)与车辆进行传送以启动对车辆的充电。EVSE可以是具有提供电力以用于给车辆进行直流(DC)快速充电的能力的DC快速充电EVSE。测试装置还可被配置为指示出车辆对测试装置与车辆进行传送的信息的响应，使得可利用车辆对测试装置与车辆进行传送的信息的响应来执行对由EVSE对车辆充电失败的事件的诊断。

Description

用于电动车辆的直流快速充电测试方法和系统
技术领域
本公开涉及电动车辆(诸如，插电式混合动力电动车辆和纯电动车辆)的直流(DC)快速充电。
背景技术
DC快速充电电动车辆供电设备(EVSE)包括具有充电连接器的充电站。充电连接器插入电动车辆(EV)的相应充电插座以将充电站连接至EV。充电站单独地连接至输电网络并被配置为将来自输电网络的交流(AC)功率转换为相对高的DC功率(例如200-500V*80-200A)。EVSE的控制器和EV的控制器通过互相通信来执行握手操作，其中，所述互相通信通过充电连接器和充电插座来进行。当握手操作成功时，充电站将相对高的DC功率提供给EV。
EVSE和EV之间的握手操作可能是不成功的。因此，在这种情况下，DC快速充电操作不能被执行。对EV的控制器和相关联的接线的诊断可辨识DC快速充电失败的事件的原因。技术人员基于在EVSE尝试启动对EV的DC快速充电时所产生的诊断故障代码(DTC)和/或EV的操作来执行诊断。
DC快速充电EVSE通常供不应求、价格昂贵并且不可移动。由于诊断处理需要观测响应于实际中DC快速充电EVSE启动对EV的DC快速充电所引起或产生的结果(例如，EV的操作和/或DTC)，因此，技术人员可能难以有机会执行诊断。也就是说，诊断处理需要使用实际的DC快速充电EVSE，如上所述的，所述EVSE通常是供不应求、价格昂贵并且不可移动的。
发明内容
本公开的实施例能够在不使用EVSE的情况下实现对电动车辆供电设备(EVSE)对电动车辆(EV)充电失败的事件的诊断。
本公开的实施例提供了直流(DC)快速充电测试方法和系统，所述测试方法和系统通过使对DC快速充电失败事件的原因的诊断能够在不必使用实际的DC快速充电EVSE的情况下被执行，来克服以上提到的与使用实际的DC快速充电EVSE来进行所述诊断相关联的困难。
DC快速充电测试方法和系统的操作包括：模拟实际中DC快速充电EVSE与EV之间的DC快速充电启动处理(例如，握手操作)。所述模拟的步骤包括：使用便携式和/或手持式DC快速充电测试装置，其中，所述便携式和/或手持式DC快速充电测试装置被配置为启动对EV的DC快速充电。测试装置对于EV表现为实际的DC快速充电EVSE。然而，与实际的DC快速充电EVSE相比，测试装置不具有能够对EV进行DC快速充电的能力。这是因为测试装置没有被配置为提供相对高的DC功率，而实际的DC快速充电EVSE能够提供相对高的DC功率。故测试装置不具有提供相对高的DC功率的能力，同时，测试装置也不具有实际的DC快速充电EVSE的充电站。如此，在DC快速充电启动处理期间，测试装置对于EV表现为实际的DC快速充电EVSE。即，测试装置对于EV表现为实际的DC快速充电EVSE直到相对高的DC功率被提供给EV以对EV进行DC快速充电的时间点为止。
本公开的实施例提供了一种用于EV的系统。所述系统包括测试装置。所述测试装置不具有提供电力以用于对所述EV充电的能力并且被配置为与EV进行信息的传送，其中，所述信息将由具有提供电力以用于对EV充电的能力的电动车辆供电设备(EVSE)与EV进行传送以启动对EV的充电。以这种方式，测试装置对于EV表现为EVSE。测试装置对于EV所表现为的EVSE可以是DC快速充电的EVSE，其中，DC快速充电的EVSE具有提供电力以用于对EV充电的能力。
本公开的实施例提供了一种用于EV的方法，所述方法包括：通过使用不具有提供电力以用于对EV充电的能力的测试装置来与EV进行信息的传送，其中，所述信息将由具有提供电力以用于对EV充电的能力的EVSE与EV进行传送以启动对EV的充电。此外，以这种方式，测试装置对于EV表现为EVSE，并且EVSE可以是具有提供电力以用于给EV充电的能力的DC快速充电EVSE。所述方法还可包括：通过测试装置指示出EV对测试装置与EV进行传送的信息的响应；并利用EV对测试装置与EV进行传送的信息的响应来对由EVSE对EV充电失败的事件进行诊断。
根据本发明的一个实施例，所述传送的步骤包括：通过测试装置与所述车辆进行信息的传送，其中，所述信息将由DC快速充电EVSE与所述车辆传送以启动对所述车辆的DC快速充电。
本公开的实施例提供了另一种用于EV的系统。所述系统包括测试装置，测试装置不具有提供电力以用于对所述车辆充电的能力，并且被配置为对于所述车辆表现为具有提供电力以用于对所述车辆充电的能力的电动车辆供电设备(EVSE)，直到用于对所述车辆充电的电力被提供给所述车辆的时间点为止。
根据本发明的一个实施例，所述测试装置是不具有提供电力以用于对所述车辆进行DC快速充电的能力的DC快速充电测试装置，并且所述测试装置被配置为与车辆进行信息的传送，其中，所述信息将由DC快速充电EVSE与车辆进行传送以启动对车辆的充电。
根据本发明的一个实施例，所述测试装置是手持装置。
附图说明
图1示出了具有连接至电动车辆(EV)的DC快速充电电动车辆供电设备(EVSE)的充电站环境；
图2示出了根据本公开的实施例的用于EV的DC快速充电测试装置的框图；
图2A示出了图2中被圈出的区域2A的放大视图。
具体实施方式
在此公开本发明的详细实施例；然而，应理解的是，所公开的实施例仅为本发明的示例，并且本发明可采用各种可替代形式来实现。附图不必按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基础。
现在参照图1，示出了充电站环境10，充电站环境10具有连接至电动车辆(EV)14的DC快速充电电动车辆供电设备(EVSE)12。EVSE 12包括具有充电线缆18充电站16，充电线缆18带有充电连接器20。充电站16连接至输电网络并被配置为将来自输电网络的AC功率转换为相对高的DC功率(例如200-500V*80-200A)。充电连接器20通过充电线缆18连接至充电站16。充电站16和/或充电连接器20包括用于控制EVSE 12的充电操作的控制器(未示出)。
作为示例，充电连接器20符合在汽车工程学会规范SAE J1772(例如，SAE J1772组合连接器规范)中定义的规范。可选地，充电连接器20可被不同地配置，诸如被配置为符合CHAdeMO插头规范或其它规范。
EV 14包括对应于充电连接器20的充电插座22。充电插座22是EV 14的车载车辆充电基础设施的组件。车载车辆充电基础设施被连接至EV 14的高电压电池系统并且包括用于控制EV 14的充电操作的控制器(未示出)。
如图1所示，充电连接器20插入充电插座22以将EVSE 12连接至EV 14。EVSE 12和EV 14的控制器通过互相通信(经由充电连接器20和充电插座22之间建立的通信线路)来执行握手操作。当握手操作成功时，充电站16将相对高的DC功率提供给充电连接器20，从而将相对高的DC功率提供给充电插座22以用于为EV 14充电。
如上所述，DC快速充电事件可能由于诸如握手操作不成功而失败。EV 14的控制器和相关联的接线的诊断可辨识DC快速充电失败事件的原因。这种诊断需要使用EVSE 12(包括相对罕见、昂贵并且不可移动的充电站16)启动对EV 14的DC快速充电(例如，启动与EV的DC快速充电握手操作)并观测EV的响应。观测的EV 14的响应可包括：当EVSE 12尝试启动对EV的DC快速充电时，EV本身的操作和/或产生的DTC。
如上进一步描述的，本公开的实施例提供DC快速充电测试方法和系统，所述方法和系统克服了以上提到的与使用EVSE 12诊断DC快速充电失败事件的原因相关联的困难。所述测试方法和系统通过使诊断能够在不必使用实际的DC快速充电EVSE(诸如具有充电站(诸如，充电站16)的EVSE 12)的情况下被执行来克服了这些困难。所述测试方法和系统的操作包括：模拟EVSE 12与EV 14之间的DC快速充电启动处理(例如，握手操作)。所述模拟的步骤包括使用便携式和/或手持式DC快速充电测试装置，所述便携式和/或手持式DC快速充电测试装置被配置为启动对EV 14的DC快速充电。
现在参照图2，并继续参照图1，示出了根据本公开的实施例的DC快速充电测试装置30的框图。测试装置30包括充电连接器20，并可能包括充电线缆18。不同于EVSE 12，测试装置30不包括诸如充电站16的DC快速充电站。进一步不同于EVSE 12，测试装置30包括DC快速充电测试器32。测试器32通过充电线缆18连接至充电连接器20。可选地，测试器32被集成到充电连接器20中，在这种情况下，充电线缆18是附加的。在任一种情况下，由于测试装置不具有DC快速充电站，因此测试装置30是便携的并可能是手持的。
DC快速充电测试器32包括电子处理器等，所述电子处理器被配置为模拟EVSE 12与EV 14之间的DC快速充电启动处理(例如，握手操作)。当充电连接器20插入充电插座22时，测试器32可将DC快速充电握手传输信号发送至EV 14以启动EV的DC快速充电。
在DC快速充电启动处理期间，DC快速充电测试装置30对于EV 14表现为EVSE 12。也就是说，测试装置30对于EV 14表现为EVSE 12直到相对高的DC功率将被提供给EV以对EV进行DC快速充电的时间点为止。这是因为DC快速充电测试器32被配置为模拟EVSE 12的DC快速充电启动处理。因此，在用于诊断DC快速充电失败事件的原因的诊断处理期间，测试装置30可代替EVSE 12被使用。其结果是，诊断可在不使用EVSE 12以及与之相关的充电站16的情况下被执行。
DC快速充电测试装置30不包括DC快速充电站，同时，测试系统不具有实际上能对EV 14进行DC快速充电的能力。这是因为测试装置30没有被配置为将相对高的DC功率提供给EV 14，而EVSE 12能够提供相对高的DC功率。测试装置30通常与EV 14进行DC快速充电启动处理。此外，DC快速充电测试器32可被进一步配置为：代替提供EVSE 12能够提供的相对高的DC功率，提供相对低的DC功率(例如1-12V*毫安电流)以用于进行连续测量。
如上所述，作为示例，DC快速充电测试装置30的充电连接器20以及相应的充电插座22符合SAE J1772快速充电规范。相应地，如图2所示，充电连接器20包括七个导电引脚：第一AC引脚34、第二AC引脚36、地引脚38、近感检测(proximity detection)引脚40、控制先导(control pilot)引脚42、第一DC引脚(DC+)44以及第二DC引脚(DC-)46。充电插座22相应地包括七个插口(未标出)：第一AC插口、第二AC插口、地插口、近感检测插口、控制先导插口、第一DC插口(DC+)以及第二DC插口(DC-)。
如描述的，DC快速充电测试器32被配置为与充电连接器20一起来运行以提供在诸如DC快速充电SAE J1772规范中阐述的操作要求，但不被配置为提供用于为EV 14进行DC快速充电的相对高的DC功率。如此，测试器32被配置为提供必要的执行规范，但不被配置为提供对EV 14进行DC快速充电所需要的相对高的DC功率。
DC快速充电测试器32包括：中央处理单元(CPU)或微处理器以及以固件形式存储一系列程序指令的存储器。微处理器执行所述程序指令以执行多种功能，所述多种功能包括实现所需要的与EV 14的车载车辆充电基础设施之间的通信协议(即，根据SAE规范的电力线通信(PLC)信息)。(在充电连接器20被配置为符合CHAdeMO插头规范的情况下，所需要的通信协议不包括PLC信息，而是包括控制器局域网络(CAN)信息。)
依据DC快速充电SAE J1772规范，包括DC快速充电握手操作的通信协议通过测试器32和EV 14的车载车辆充电基础设施的控制器在控制先导引脚42上施加一系列电压变化来实现。为了这个目的，测试器32的模拟电路被连接在测试器的处理器和控制先导引脚42之间。这个特征使测试器32能够在控制先导引脚42上施加DC信号电压(即，数字通信信号)，并感测由EV 14的车载车辆充电基础设施的控制器施加在控制先导引脚上的响应数字通信信号。根据需要的通信协议，EV 14的车载车辆充电基础设施的控制器对控制先导引脚42上的数字通信信号的变化适当地进行响应。
如描述的，DC快速充电测试器32在控制先导引脚42上产生数字通信信号，以启动对EV 14的DC快速充电。EV 14的车载车辆充电基础设施的控制器使用控制先导引脚42上的修改版本的数字通信信号来对DC快速充电启动进行响应。以这种方式，测试器32与EV 14的车载车辆充电基础设施的控制器使用控制先导引脚42上的数字通信信号来进行互相通信。如图2所示，依据DC快速充电SAE J1772规范，在控制先导引脚42上进行通信的数字通信信号是1kHz的+/-12V的方波数字通信信号48。
数字通信信号48的电压幅值和频率定义了EV 14的充电状态。例如，充电状态可被如下定义：状态A：先导信号高电位(pilot high)为+12V，先导信号低电位(pilot low)为N/A(不可用)，并且频率是DC而不是1kHz，这意味着EV 14没有连接至DC快速充电测试装置30；状态B：先导信号高电位为+9V，先导信号低电位为-12V，并且频率为1kHz，这意味着EV被连接至测试装置并准备好被充电；状态C：先导信号高电位为+6V，先导信号低电位为-12V，并且频率为1kHz，这意味着EV正在通过测试装置被充电(由于测试装置不能为EV充电，因此该情况是错误的)；状态D：先导信号高电位为+3V，先导信号低电位为-12V，并且频率为1kHz，这意味着EV在充电被启用之前需要通风(ventilation)；状态E：先导信号高电位为0V，先导信号低电位为0V，并且频率是N/A，这意味着错误；以及状态F：先导信号高电位是N/A，先导信号低电位是-12V，并且频率是N/A，这意味着错误。
如图2所示，数字通信信号48还具有给定的脉冲占空比。测试器32的脉冲产生器执行数字通信信号48的脉冲调制，以控制数字通信信号的占空比。占空比向EV 14指示可被提供给EV的模拟的最大允许充电电流。
如描述的，DC快速充电测试器32使用控制先导引脚42上的数字通信信号与EV 14的车载车辆充电基础设施的控制器进行通信，以执行用于启动对EV进行DC快速充电的传输协议的一部分。例如，所述传输协议包括：测试器32发送相对高的DC功率(实际上不可从DC快速充电测试装置30获得)出现的信号；EV 14通过测试器提供的近感信号50检测充电连接器20；测试器检测EV；测试器向EV指示已准备好提供相对高的DC功率；EV确定通风需求；测试器向EV指示相对高的DC功率的电流容量；以及EV命令电力流动。
如上所述，DC快速充电测试装置30可被配置为：代替提供由EVSE 12可以提供的相对高的DC功率，提供相对低的DC功率(例如1-12V*毫安电流)来用于连续测量。DC快速充电测试装置30分别在充电连接器20的第一DC引脚(DC+)44和第二DC引脚(DC-)46上产生这种相对低的DC功率信号52和54。
如描述的，根据本公开的实施例的DC快速充电测试装置模拟可由DC快速充电EVSE产生以在车辆方触发快速充电的信号。测试装置可包括：针对开路(类似于1级EVSE所需要的装置)的指示器、用于计算机连接以读取和/或发送PLC(电力线通信)信息的端口(USB或类似的端口)、和/或用于帮助诊断DC快速充电问题的接线盒。所述指示器可以是被显示在显示屏幕上的文本或一系列的发光二极管(LED)，所述指示器代表在提供的解码器手册中标出的故障。
虽然以上描述了示例性实施例，但这些实施例并不意在描述本发明的所有可能形式。更确切地，说明书中所使用的词语是描述性词语而非限制，并且应理解的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。此外，可将各种实现的实施例的特征进行组合以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (11)

1.一种用于电动车辆的系统，包括：
测试装置，不具有提供电力以用于对所述车辆充电的能力并且被配置为在不使用具有提供电力以用于对所述车辆充电的能力的电动车辆供电设备的情况下与车辆进行信息的传送以模拟所述电动车辆供电设备与所述车辆之间的握手操作，其中，所述握手操作用于启动对所述车辆的充电。
2.如权利要求1所述的系统，其中：
所述测试装置是直流快速充电测试装置。
3.如权利要求1所述的系统，其中：
所述测试装置还被配置为：指示出所述车辆对所述测试装置与所述车辆进行传送的信息的响应。
4.如权利要求3所述的系统，其中：
所述测试装置还被配置为：利用所述车辆对所述测试装置与所述车辆进行传送的信息的响应来指示出电动车辆供电设备对所述车辆充电失败的事件的原因。
5.如权利要求1所述的系统，其中：
所述测试装置还被配置为：在充电启动处理期间对于所述车辆表现为电动车辆供电设备。
6.如权利要求1所述的系统，其中：
所述测试装置还被配置为：对于所述车辆表现为电动车辆供电设备直到用于对所述车辆充电的电力将被提供的时间点为止。
7.如权利要求1所述的系统，其中：
所述测试装置包括处理器，所述处理器被配置为与所述车辆进行信息的传送，其中，所述信息将由电动车辆供电设备与所述车辆进行传送以启动对所述车辆的充电。
8.如权利要求1所述的系统，其中：
所述测试装置还包括充电连接器，所述充电连接器被配置为插入到对应的车辆插座以将所述测试装置连接至所述车辆，从而使所述测试装置能够与所述车辆进行通信。
9.如权利要求8所述的系统，其中：
所述测试装置的充电连接器的构造与电动车辆供电设备的充电连接器的构造相对应。
10.如权利要求8所述的系统，其中：
所述测试装置包括处理器，所述处理器被配置为通过所述充电连接器与所述车辆进行信息的传送，其中，所述信息将由电动车辆供电设备与车辆进行传送以启动对所述车辆的充电。
11.如权利要求1所述的系统，其中：所述测试装置是手持装置。
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