CN105699816A - 一种交流充电桩检定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种交流充电桩检定装置，包括充电桩接口、电气参数采集模块、控制导引模块和负载接口；其中，所述电气参数采集模块通过火线L1、L2、L3线和零线N线分别与所述充电桩接口、所述负载接口相连；所述控制导引模块通过地线PE线、充电连接确认CC线和控制确认CP线分别与所述充电桩接口、所述负载接口相连。本发明能够在交流充电桩充电过程中，实时测量交流充电桩在正常充电状态下的电流值、电压值，并实时统计电能，为交流充电桩的现场检定、测试、抽查、年检等工作提供检测数据。

Description

一种交流充电桩检定装置

技术领域

本发明涉及交流充电桩检测领域，尤其涉及一种交流充电桩检定装置。

背景技术

随着新能源电动汽车的不断普及，作为新能源电动汽车基础配套设施的电动汽车交流充电桩与人们的生活息息相关。交流充电桩分为交流充电桩和直流交流充电桩，其中，交流充电桩是固定安装在电动汽车外，与交流电网连接，为电动汽车车载充电机提供交流电源的供电装置。目前，交流充电桩现场检定装置尚处于开发研究的状态。

目前，现有技术中的交流充电桩交流电能表检定装置、单相宽量程交流充电桩电能计量装置，虽然解决了安装于电动汽车交流充电机上的计量仪表在实验室环境下进行检定的目标，但无法解决交流充电桩安装完成后在现场的检定测试任务。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种交流充电桩检定装置，用于在交流充电桩充电过程中，实时测量交流充电桩充电状态下的电流值、电压值和累计电能值并与充电桩检测的充电桩充电状态下的电流值、电压值和累计电能值进行对比计算误差，为交流充电桩的现场检定、测试、抽查、年检等工作提供检测数据。

本发明提供了一种交流充电桩检定装置，包括充电桩接口、电气参数采集模块、控制导引模块和负载接口；

其中，所述电气参数采集模块通过火线L1、L2、L3线和零线N线分别与所述充电桩接口、所述负载接口相连；所述控制导引模块通过地线PE线、充电连接确认CC线和控制确认CP线分别与所述充电桩接口、所述负载接口相连。

优选地，所述充电桩接口为单相32A或三相63A插座，用于连接交流充电桩；其中，所述交流充电桩为单相32A或三相63A交流充电桩。

优选地，所述电气参数采集模块包括电流采集接口和电压采集接口；

其中，所述电流采集接口与所述火线L1、L2、L3线相连，用于采集所述火线L1、L2、L3线上的第一电流值；所述电压采集接口的火线L1、L2、L3线接口分别与所述火线L1、L2、L3相连，所述电压采集接口的零线N线接口与所述零线N线相连，用于采集所述火线L1、L2、L3线与所述零线N线之间的第一电压值。

优选地，所述控制导引模块用于实现交流充电桩与负载充电连接的识别匹配。

优选地，所述装置还包括工控机，所述工控机与所述电气参数采集模块通过485总线相连，用于根据所述电气参数采集模块测量的第一电流值和第一电压值和累计的电能值，与获取交流充电桩采集的电压、电流、电能的数值计算误差。

优选地，所述装置还包括显示器，所述显示器与所述工控机相连，用于显示所述电气参数采集模块采集的数据和所述工控机的输出结果。

优选地，所述工控机，具体用于，

当交流充电桩充电时，获取所述电气参数采集模块测量的第一电流值和第一电压值以及所述交流充电桩测量的第二电流值和第二电压值及交流充电桩测量的累计电能值和累计电能值；

根据所述电气参数采集模块测量的第一电流值和第一电压值以及所述交流充电桩测量的第二电流值和第二电压值及交流充电桩测量的累计电能值和累计电能值，获取所述交流充电桩的误差。

优选地，所述装置采用标准采集接口和接线端子。

由上述技术方案可知，本发明提供了一种交流充电桩检定装置，利用电路设计，结合电气参数检测技术，实现在交流充电桩充电过程中，实时测量交流充电桩充电状态下的电流值、电压值及累计电能值，为交流充电桩的现场检定、测试、抽查等工作提供检测数据。本发明节约了交流充电桩现场检定的资源和时间，降低了检测成本，使得交流充电桩安装后的维护、调试更加便捷高效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种交流充电桩检定装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的一种交流充电桩检定装置的结构示意图；

图3为本发明提供的一种交流充电桩检定装置的使用连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明一实施例提供的一种交流充电桩检定装置的结构示意图，如图1所示，该交流充电桩检定装置10包括充电桩接口1、电气参数采集模块2、控制导引模块3和负载接口4；

其中，电气参数采集模块2通过火线L1、L2、L3线和零线N线分别与充电桩接口1、负载接口4相连；控制导引模块3通过地线PE线、充电连接确认CC线和控制确认CP线分别与充电桩接口1、负载接口4相连。

可以理解的是，交流充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以根据不同的电流等级为各种型号的电动汽车充电。一般来说，交流充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端装有充电插头，用于为电动汽车充电。此外，交流充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。

如图3所示，本实施例提供的交流充电桩检定装置设置于交流充电桩与电动汽车之间，在交流充电桩充电过程中，实时测量交流充电桩充电状态下的电气参数，如电流值、电压值和累计电能值，为交流充电桩的现场检定、测试、抽查、年检等工作提供检测数据。

具体来说，该装置在使用过程中，充电桩接口1与交流充电桩连接，负载接口4与负载连接，闭合控制导引电路，所述负载可以是虚拟负载或真实负载，其中，真实负载为电动汽车，虚拟负载可以通过电路模拟获得。电气参数采集模块2和控制引导模块3分别设置于充电桩接口1与负载接口4之间。其中，电气参数采集模块2用于在交流充电桩充电过程中，测量电气参数，如电流值、电压值和累计电能值。控制引导模块3通过连接确认线CC线和控制导引线CP线来进行充电连接确认。

本实施例提供了一种交流充电桩检定装置，利用电路设计，结合电气参数检测技术，实现在交流充电桩充电过程中，实时测量交流充电桩充电状态下的电流值、电压值和累计电能值，为交流充电桩的现场检定、测试、抽查、年检等工作提供检测数据。本发明节约了交流充电桩现场检定的资源和时间，降低了检测成本，使得交流充电桩安装后的维护、调试更加便捷高效。

图2示出了本发明一实施例提供的一种交流充电桩检定装置的结构示意图，如图2所示，该交流充电桩检定装置20包括充电桩接口1、电气参数采集模块2、控制导引模块3、负载接口4和工控机5。

其中，电气参数采集模块2通过火线L1、L2、L3线和零线N线分别与充电桩接口1、负载接口4相连；控制导引模块3通过地线PE线、充电连接确认CC线和控制确认CP线分别与充电桩接口1、负载接口4相连；工控机5与电气参数采集模块2通过485总线相连。

充电桩接口1为单相32A或三相63A插座，用于连接交流充电桩。

可以理解的是，充电桩接口1是本装置中与交流充电桩相连的一端。在本实施例中，充电桩接口1采用三相插座，能够承受的最大电流为63A。其中，所述交流充电桩为单相32A或三相63A交流充电桩。

负载接口4与负载连接，所述负载可以是虚拟负载或真实负载，其中，真实负载是指电动汽车，虚拟负载可以通过电路模拟获得。

电气参数采集模块2包括电流采集接口和电压采集接口可实时采集电压，电流，有功，无功，相位，频率，向量图，检验误差等电能参数。

可以理解的是，电气参数采集模块2设置于充电桩接口1与负载接口4之间，用于在交流充电桩充电过程中，测量电气参数，如电流值、电压值累计电能值。

具体来说，所述电流采集接口与所述火线L1、L2、L3线相连，用于采集所述火线L1、L2、L3线上的第一电流值；所述电压采集接口的火线L1、L2、L3线接口分别与所述火线L1、L2、L3相连，所述电压采集接口的零线N线接口与所述零线N线相连，用于采集所述火线L1、L2、L3线与所述零线N线之间的第一电压值。

控制导引模块3用于实现交流充电桩与负载充电连接的识别匹配包括可断开或闭合的881Ω电阻模拟电路能够适用实车或阻性负载的负荷。

可以理解的是，控制引导模块3设置于充电桩接口1与负载接口4之间，用于实现交流充电桩与负载充电连接的识别匹配。所述负载可以是虚拟负载或真实负载，其中，真实负载是指电动汽车，虚拟负载可以通过电路模拟获得。

具体来说，若负载为电动汽车，此时，交流充电桩与电动汽车之间通过控制引导模块3进行充电连接确认。除此之外，在整个充电过程中，控制引导模块3实时不间断进行充电安全状况的判断，作为电动汽车交流慢充充电结构可靠连接和安全充电的关键功能。

控制引导模块3的工作原理为，通过检测CC线与PE线是否导通判断供电插头与供电插座是否完全连接。线路导通，此时，CC线和PE线完全连接；线路断开，此时CC线和PE线之间为开路。此外，若CC线与PE线短接，此时出现故障。充电确认CC线要具有硬件连接控制，即在充电过程中，CC线断开能够从硬件上保证充电停止。

工控机5与电气参数采集模块2通过485总线相连，用于根据所述电气参数采集模块2测量的第一电流值和第一电压值，获取交流充电桩的误差。

在本实施例中，工控机5，具体用于，

当交流充电桩充电时，获取电气参数采集模块2测量的第一电流值、第一电压值和累计第一电能值以及交流充电桩测量的第二电流值、第二电压值和累计第二电能值；

根据电气参数采集模块2测量的第一电流值和第一电压值和累计第一电能值以及交流充电桩测量的第二电流值、第二电压值和累计第二电能值，获取所述交流充电桩的误差。

在本实施例中，所述装置还包括显示器，所述显示器与所述工控机5相连，用于显示所述电气参数采集模块2采集的数据和所述工控机5的输出结果。

在本实施例中，所述装置采用标准采集接口和接线端子。

本实施例提供了一种交流充电桩检定装置，利用电路设计，结合电气参数检测技术，实现在交流充电桩充电过程中，实时测量交流充电桩充电状态下的电流值、电压值、累计电能值，为交流充电桩的现场检定、测试、抽查、年检等工作提供检测数据。本发明节约了交流充电桩现场检定的资源和时间，降低了检测成本，使得交流充电桩安装后的维护、调试更加便捷高效。

在本发明提供的一个更为具体的实施例中，在环境温度(-20～50)℃，一次检定温度变化不大于5℃，相对湿度5％～95％状态态下.具体的检测流程如下：

一、将被检充电机(桩)与本发明的交流充电桩检定装置进行同相电流线路串联、电压线路并联。具体地，即使交流充电桩输出充电插头与交流充电桩检定装置的充电桩输出插座(充电桩对接口)相连；负载车辆插头与交流充电桩检定装置的负荷输入插座(负荷对接口)相连。其中，所述的负载可以为真实的电动汽车或虚拟负载(纯阻性可编程负载)。

二、正确连接并启动充电后，工控机控制模块控制电气参数采集模块清零，并可通过GPS时钟服务器与交流充电桩、电气参数采集模块进行时间校对，做好检定前准备工作；

正确连接后启动充电。

需要说明的是，在本实施例中，所述电能表为标准电能表。进一步的，按照表1所述的规则进行多次测试并取其平均值：

表1：

当用被检交流充电桩输出的一定的低频脉冲数标准表的方法检定时，被检定交流充电桩的电能相对误差γ(％)按照如下所述的公式计算：

$\mathrm{\γ}=\frac{W_0-W}{W}\×100+{\mathrm{\γ}}_0\left(\%\right)$

其中，W表示实测电能值，W₀表示算定电能值，γ₀表示标准电能表的已定系统误差。

可以理解的是，实测电能值W为标准电能表累计的电能值，算定电能值W₀为通过被检定的交流充电桩所给脉冲常数计算获取的电能值。实测电能值W和算定电能值W₀的单位为kWh。当标准电能表不需修正时，γ₀＝0。

表2：

设备名称	交流充电桩检定装置
		电流采集范围	AC 0-70A
电压采集范围	0-450V
		电压采集精度	±0.05％
电压分辨率	0.001V
		电流采集精度	±0.05％
电流分辨率	0.01A
		电能采集精度	±0.1％
环境温度	-10℃～50℃
		环境湿度	5％～90％
输入阻抗	1兆欧以上
		耐压绝缘	1000V以上
散热方式	强制风冷式
		工作电源	AC220V±15％，50Hz
平均无故障时间	MTBF≥51000H

具体来说，通过被检定的交流充电桩所给脉冲常数计算算定电能值W₀，即按被检定的交流充电桩所给脉冲常数，输出N个低频脉冲时，算定电能值W₀按照如下所述的公式计算：

$W_0=\frac{3.6\×{10}^6}{C_0}\×n_0$

其中，C₀表示标准电能表的脉冲常数；n₀表示算定脉冲数。

进一步的，算定脉冲数n₀按照如下所述的公式计算：

$n_0=\frac{C_0\·N}{C_L}$

其中，C_L表示被检定的交流充电桩的脉冲常数。

在此基础上，本实施的的交流充电桩检定装置的技术参数如表2所示。

应当注意的是，在本发明的系统的各个部件中，根据其要实现的功能而对其中的部件进行了逻辑划分，但是，本发明不受限于此，可以根据需要对各个部件进行重新划分或者组合，例如，可以将一些部件组合为单个部件，或者可以将一些部件进一步分解为更多的子部件。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上实施方式仅适于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种交流充电桩检定装置，其特征在于，包括充电桩接口、电气参数采集模块、控制导引模块和负载接口；

其中，所述电气参数采集模块通过火线L1、L2、L3线和零线N线分别与所述充电桩接口、所述负载接口相连；所述控制导引模块通过地线PE线、充电连接确认CC线和控制确认CP线分别与所述充电桩接口、所述负载接口相连。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述充电桩接口为单相32A或三相63A插座，用于连接交流充电桩；其中，所述交流充电桩为单相32A或三相63A交流充电桩。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电气参数采集模块包括电流采集接口和电压采集接口；

其中，所述电流采集接口与所述火线L1、L2、L3线相连，用于采集所述火线L1、L2、L3线上的第一电流值；所述电压采集接口的火线L1、L2、L3线接口分别与所述火线L1、L2、L3相连，所述电压采集接口的零线N线接口与所述零线N线相连，用于采集所述火线L1、L2、L3线与所述零线N线之间的第一电压值。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制导引模块用于实现交流充电桩与负载充电连接的识别匹配。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括工控机，所述工控机与所述电气参数采集模块通过485总线相连，用于根据所述电气参数采集模块测量的第一电流值和第一电压值和累计电能值，获取交流充电桩的误差。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括显示器，所述显示器与所述工控机相连，用于显示所述电气参数采集模块采集数值和所述工控机的输出结果。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述工控机，具体用于，

当交流充电桩充电时，获取所述电气参数采集模块测量的第一电流值和第一电压值以及所述交流充电桩测量的第二电流值和第二电压值；

根据所述电气参数采集模块测量的第一电流值和第一电压值以及所述交流充电桩测量的第二电流值和第二电压值，获取所述交流充电桩的误差。

8.根据权利要求1-7任一项所述的装置，其特征在于，所述装置采用标准采集接口和接线端子。