CN105486949B - 一种充电桩测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种充电桩测试系统，包括电子负载，控制终端模块，车载侧逻辑仿真模块，以及充电插座；所述电子负载、车载侧逻辑仿真模块分别与控制终端模块连接，所述电子负载连接充电插座的供电端子，用于模拟车辆负载；所述车载侧逻辑仿真模块至少控制连接充电插座上的充电连接确认端子；测量仪表连接充电插座的对应端子，用于显示待测充电桩的模拟量和模拟量特性信息。本发明通过车载侧逻辑仿真模块的使用，能够更加真实有效的模拟电动汽车的充电过程，从而更好的全方位的测试充电桩的性能。同时，在充电桩测试系统中设有直流充电模式和交流模式的车载侧逻辑仿真模块，同一充电桩测试系统可以测量直流充电桩、三相交流充电桩和单相交流充电桩。

Description

一种充电桩测试系统

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种电动汽车充电桩的测试系统及测试方法。

背景技术

新能源汽车的应用，有利于缓解能源与环境压力、推动汽车产业结构优化和消费升级。近日，国务院办公厅印发《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》，大力推进充电基础设施建设，解决电动汽车充电难题。

《指导意见》提出在建设目标方面，到2020年，基本建成适度超前、车桩相随、智能高效的充电基础设施体系，满足超过500万辆电动汽车的充电需求；建立较完善的标准规范和市场监管体系，形成统一开放、竞争有序的充电服务市场。

在这一大环境下，作为充电基础设施中与用户接口的重要组成部分充电桩必然会得到大量的生产应用，由于充电桩与电动汽车间充电过程有能量、信息等的互相交互，所以一般的测试方法难以进行有效测试。

综上所述，要想满足生产测试需求，科学有效的进行环境模拟测试，需要设计一种电动汽车充电桩的有效的仿真测试系统。检索到一篇申请号为201010522240.X的专利文献：一种交流充电桩的全功能测试装置及测试方法。该专利文献提供了这样一种技术方案：全功能测试装置，包括主控单元、交流标准表、程控交流电子源、功耗测试单元、测试设备接口，所述主控单元通过测试总线分别与交流标准表、程控交流电子源、功耗测试单元、测试设备接口双向联系；所述测试设备接口包括测试输出接口和测试输入接口，所述测试输入接口分别与交流充电桩的交流输入端、充电输出端、测试信号端连接，主控单元根据上报的结果和交流充电桩测试要求判断测试是否通过。

但是，该技术方案中程控交流电子源模拟车载充电机的工作，不能够真实有效的模拟电动车的充电过程。同时，该技术方案仅提供交流充电桩的测试，测试类型单一。

发明内容

本发明的目的是提供一种充电桩测试系统，用以解决现有技术中充电桩测试装置及测试方法不能够真实有效的模拟电动汽车充电过程的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

一种充电桩测试系统，包括电子负载，控制终端模块，车载侧逻辑仿真模块，以及充电插座；所述电子负载、车载侧逻辑仿真模块分别与控制终端模块连接，所述电子负载连接充电插座的供电端子，用于模拟车辆负载；所述车载侧逻辑仿真模块至少控制连接充电插座上的充电连接确认端子；测量仪表连接充电插座的对应端子，用于显示待测充电桩的模拟量和模拟量特性信息。

进一步的，充电桩测试系统还包括接触器，所述充电插座的供电通过接触器连接到电子负载，控制终端模块控制连接接触器，以实现充电插座与电子负载的通断。

进一步的，充电桩测试系统还包括一个数字量开出模块，所述控制终端模块通过所述数字量开出模块连接所述接触器。

进一步的，还包括电压源，控制终端模块控制连接电压源，电压源用于供电连接充电桩。

优选的，所述电子负载、电压源、测量仪表是程控电子负载、程控电压源、程控测量仪表。

进一步的，所述车载侧逻辑仿真模块包括直流充电模式车载侧逻辑仿真模块和/或交流充电模式车载侧逻辑仿真模块，所述充电插座是直流充电插座、单相交流充电插座和/或三相交流充电插座。

进一步的，所述直流充电模式车载侧逻辑仿真模块连接直流充电插座的相应端子，用于仿真和识别BMS交互信号、联接确认信号、车载侧电池电压信号、电池负载信号，并且用于测量辅助电源。

进一步的，所述交流充电模式车载侧逻辑仿真模块连接单相交流充电插座和三相交流充电插座的相应端子，用于识别和仿真联接确认信号、PWM容量信号、电池负载信号。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

(1)通过车载侧逻辑仿真模块的使用，能够更加真实有效的模拟电动汽车的充电过程，从而更好的全方位的测试充电桩的性能。

(2)充电桩测试装置中设有直流充电模式的车载侧逻辑仿真模块和交流模式的车载侧逻辑仿真模块，在充电时通过对不同电源模式的选择，可以测量直流充电桩、三相交流充电桩和单相交流充电桩。

附图说明

图1是充电桩测试系统的结构图；

图2是充电桩测试系统与充电桩连接的示意图；

图3是充电桩测试系统的测试方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

充电桩测试系统实施例

如图1所示，是本发明充电桩测试系统的结构图，从图中可以看出，充电桩测试系统包括：用于控制充电桩测试系统中各模块的控制终端；用于控制负载投切(模拟充电过程)、电动汽车车载侧电池电压模拟信号投切的数字量开出模块，用于识别和模拟产生BMS交互模拟、联接确认信号模拟、辅助电源测量、车载侧电池电压信号模拟、电池负载模拟等信号的直流充电模式下汽车侧逻辑仿真模块；用于识别和模拟产生联接确认信号模拟、PWM容量信号测量、电池负载模拟等信号的交流充电模式下汽车侧逻辑仿真模块；通过与待测充电桩的输入输出模拟量连接、对待测装置的模拟量和模拟量特性进行测量显示的程控测量仪表；为待测充电桩提供电源、并根据测试需求调节不同的电源特性的程控电压源；根据充电桩工作状态不同、用来仿真电动汽车充电电池充电负载的程控电子负载；用于控制负载投切(模拟充电过程)、电动汽车车载侧电池电压模拟信号投切的数字量开出模块，以及数字量开出模块控制的接触器。

需要说明的是，控制终端是一台工控机，在工控机上运行图形化的调测平台，该调测平台具有参数配置、数据显示以及测试逻辑处理等功能。

如图2所示，充电桩测试系统具有交流充电接口和直流充电接口，即交流插座和直流插座，分别用于连接待测交流充电桩和待测直流充电桩。

控制终端通过通讯线路控制各程控设备，通讯线路如图1中带箭头的黑色实线所示，用来统一协调操控各测试设备，为待测充电桩提供调测用电气条件及从待测充电桩采集电气参数、识别联接逻辑、交互报文信息等。交流充电插座、直流充电插座的电气线路均通过接触器后连接到程控电子负载上，同时，交流充电插座和直流充电插座的电气线路还连接程控测量仪表，电气线路如图1中黑色实线所示，交流充电插座和直流充电插座输出的信号量等信息分别输出到相应的交流充电模式车载侧逻辑仿真模块和直流充电模式车载侧逻辑仿真模块，其传输路径如图1中的黑色虚线所示；直流充电插座还输出通讯协议的参数数据，其传输路径如图1中黑色点画线所示。

各充电插座对应连接不同的待测充电桩，程控电压源给各待测充电桩进行供电，同时程控电压源还受控制终端模块的控制，以根据测试需求调节不同的电源特性。

上述实施例中，电子负载、测量仪表以及电压源均是程控模式的，作为其他实施方式，电子负载、测量仪表以及电压源中的全部或者部分也可以采用非程控模式的。

上述实施例中充电桩测试系统中各插座的电气线路通过接触器后连接到程控电子负载，作为其他实施方式，也可以通过控制终端模块直接控制接触器而不需要数字量开出模块，甚至还可以不通过接触器直接连接到程控电子负载，同时，数字量开出模块也可以不要。

上述实施例给出了程控电压源给各待测充电桩供电的实施方式，作为其他实施方式，还可以采用其他电压源直接给各待测充电桩供电，所使用的电压源也可以不受控制终端模块控制。

上述实施例中，充电桩测试系统集成了交流充电桩测试功能和直流充电桩测试功能，作为其他实施方式，可以使充电桩测试系统仅有交流充电桩测试功能或者仅有直流充电桩测试功能，比如在充电桩测试系统中仅设置直流充电模式车载侧逻辑仿真模块及其相应的充电插座，或者仅在充电桩测试系统中设置交流充电模式车载侧逻辑仿真模块和三相交流充电插座，或者仅有交流充电模式车载侧逻辑仿真模块和单相交流充电插座。

根据上述实施例提供的充电桩测试系统，如图3所示，对待测充电桩进行测试包括如下步骤：

步骤1)待测充电桩充电枪插入充电桩测试系统相应电源类型的插座；

步骤2)在充电桩测试系统上选择相应的充电类型；

步骤3)按正常充电流程在充电桩侧启动充电；

步骤4)充电桩在调测系统的自动配合下开始充电，并在调测系统的报文交互控制下进入不同的充电状态；

步骤5)测试完成，输出测试结果。

具体的，在对待测充电桩进行测量之前，首先查看要测的充电桩是交流充电桩还是直流充电桩，然后将充电桩的充电枪插入充电桩测试系统相应电源类型的插座；然后在充电桩测试系统上根据待测充电桩的类型选择相应的充电桩测试类型，如果是交流充电桩则选择交流充电桩测试模式，如果是直流充电桩则选择直流充电桩测试模式。

上述两个步骤，已经完成了对充电桩进行测试的前期工作，在此以对直流充电桩的测试对测试过程予以具体说明，下面则开始按照对真实电动汽车正常充电的流程在充电桩侧启动充电。

充电启动后，充电桩测试系统中的控制终端模块给数字量开出模块发送命令，是数字量开出模块控制接触器使之导通，同时控制终端还发送命令给程控测量仪表，测量显示直流充电桩的模拟量和模拟量特性；而直流模式下汽车侧逻辑仿真模块则开始模拟电动汽车正常充电时产生的信号联接确认信号、BMS交互信号、车载侧电池电压信号、电池负载、电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议的车载测部分等，并将这些信号发送给直流充电桩，同时还识别分析充电桩发送过来的辅助电源信号、电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议的充电桩测部分等信号，来实现与直流充电桩的交互。同时，测量仪表、直流模式下汽车侧逻辑仿真模块等还与控制终端模块进行实时交互，使得系统的测试信息能够实时的进行调节，在测试系统的报文交互控制下进入不同的充电状态。测试完成后，在控制终端模块即工控机上显示测试结果。

进行交流充电桩测试时，其测试过程与直流充电桩的测试相同，其区别仅在于测试时连接的交流充电模式车载侧逻辑仿真模块模拟产生的信号充电连接信号，识别充电桩发送过来的信号为充电联接确认信号、充电连接装置载流能力信号、以及供电设备供电功率信号等。

直流充电模式车载侧逻辑仿真模块采用内置控制器与相关外围电路相结合的方式，用于仿真和识别BMS交互信号、联接确认信号、车载侧电池电压信号、电池负载信号，并且用于测量辅助电源，同时通过该控制器与控制终端模块进行信息交互：接收控制终端模块发送的控制命令，传送模拟和识别的信号等。同样，交流充电模式车载侧逻辑仿真模块也是采用控制器与外围电路相结合的方式，用于识别和仿真联接确认信号、PWM容量信号、电池负载信号，同时通过该控制器与控制终端模块进行信息交互：接收控制终端模块发送的控制命令，传送模拟和识别的信号等。

作为其他实施方式，车载侧逻辑控制模块也可以采用分立电路构成的信号发生电路来实现模拟仿真功能。

以上给出了本发明具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种充电桩测试系统，其特征在于，包括电子负载，控制终端模块，车载侧逻辑仿真模块，以及充电插座；所述电子负载、车载侧逻辑仿真模块分别与控制终端模块连接，所述电子负载连接充电插座的供电端子，用于模拟车辆负载；所述车载侧逻辑仿真模块至少控制连接充电插座上的充电连接确认端子；测量仪表连接充电插座的对应端子，用于显示待测充电桩的模拟量和模拟量特性信息；所述车载侧逻辑仿真模块包括直流充电模式车载侧逻辑仿真模块和/或交流充电模式车载侧逻辑仿真模块，所述充电插座是直流充电插座、单相交流充电插座和/或三相交流充电插座；所述直流充电模式车载侧逻辑仿真模块连接直流充电插座的相应端子，用于仿真和识别BMS交互信号、联接确认信号、车载侧电池电压信号、电池负载信号，并且用于测量辅助电源；所述交流充电模式车载侧逻辑仿真模块连接单相交流充电插座和三相交流充电插座的相应端子，用于识别和仿真联接确认信号、PWM容量信号、电池负载信号。

2.根据权利要求1所述的一种充电桩测试系统，其特征在于，还包括接触器，所述充电插座的供电通过接触器连接到电子负载，控制终端模块控制连接接触器，以实现充电插座与电子负载的通断。

3.根据权利要求2所述的一种充电桩测试系统，其特征在于，还包括一个数字量开出模块，所述控制终端模块通过所述数字量开出模块连接所述接触器。

4.根据权利要求1所述的一种充电桩测试系统，其特征在于，还包括电压源，控制终端模块控制连接电压源，电压源用于供电连接充电桩。

5.根据权利要求4所述的一种充电桩测试系统，其特征在于，所述电子负载、电压源、测量仪表是程控电子负载、程控电压源、程控测量仪表。