CN105974243A - 一种应用于现场的供电及充电设备的检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于现场的供电及充电设备的检测系统及方法，所述检测系统为集成式，分为多个区域，具体包括：电源设备区、供电测试设备区、设备控制及数据采集区、测试面板区及负载放置区；其中，电源设备区用于实现对系统检测时的稳定供电，供电测试设备区，用于实现对被测供电设备的信号采集并传输至设备控制及数据采集区，设备控制及数据采集区实现对被测供电设备的充放电控制并实时记录被测供电设备的测试数据；设备安装在集装箱中，户外工作时，可有效避免受到环境状况的影响，保证测试工作进度。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车检测领域，具体涉及一种应用于现场的供电及充电设备的检测系统及方法。
背景技术
电动汽车使用电能源作为动力，具有清洁、高效、转换效率高的优点。为解决日益突出的环境问题，国家大力支持电动汽车及相关领域的发展建设。因此，电动汽车及相关行业领域快速发展，大批新能源汽车快速出现在市场上，充电机、充电桩等电动汽车充电设施也得以快速建设。加强对动力电池以及充电设施的检测工作，对电动汽车安全可靠使用性和电网的稳定运行有重大意义。
目前，针对电动汽车电池以及充电设备的检测，尚未有集成程度高的测试设备。由于交、直流充电桩固定安装在某一位置，各测试设备需独立运输至现场，然后现场接线进行测试工作。测试中的问题主要如下：
1、设备分离运输至现场，由现场工作人员接线测试，对各测试设备进行接线，工作繁琐，且工作量较大。
2、测试设备多，现场布置杂乱，且受环境影响，在自然环境较差的情况下，无法室外工作。
3、设备集成度低，无法自动记录数据，需要人工手动记录数据，数据量记录庞大，且记录准确率低。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种应用于现场的供电及充电设备的检测系统及方法，本发明具有集成度高、布线固定于集装箱内，避免每次测试重复接线，测试数据精确、测试速度快、测试人员工作量小的优点。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
一种应用于现场的供电及充电设备的检测系统，所述检测系统为集成式，分为多个区域，具体包括：电源设备区、供电测试设备区、设备控制及数据采集区、测试面板区及负载放置区；
其中，电源设备区用于实现对系统检测时的稳定供电，供电测试设备区，用于实现对被测供电设备的信号采集并传输至设备控制及数据采集区，设备控制及数据采集区实现对被测供电设备的充放电控制并实时记录被测供电设备的测试数据；
所述测试面板区与负载放置区相连，负载放置区与设备控制及数据采集区通信，所述设备控制及数据采集区通过调节负载放置区的负载装置在测试面板区实现对被测充电设备进行参数测试。
进一步的，被测供电设备为电池，所述电池主要为动力锂离子电池。动力锂离子电池包含种类较多，如：钴酸锂电池、三元电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池等。
进一步的，所述电池设备测试区放置有电池测试仪器，所述电池测试仪器输入端与稳压稳频电源相连，由稳压稳频电源供电，输出端与被测电池相连，所述电池测试仪器采集整个电池及各电池模块的输入电压、电流值，以及被测电池测试过程中电池的充放电电压、电流，上述测量数据通过通信接口将数据传输至设备控制及数据采集区。
进一步的，所述通信接口为485通信接口，但不限于该通信接口。
进一步的，所述电源设备区包含稳压稳频电源、不间断供电电源及隔离变压器，稳压稳频电源用于对电池测试仪器以及被测充电设备供电，所述隔离变压器用于对不间断供电电源供电，所述不间断供电电源对设备控制及数据采集区供电。
进一步的，所述测试面板区包括交流枪接口、交流桩测试面板区、直流枪接口及直流桩测试面板区，所述交流枪接口与被测交流充电桩输出端相连，通过调节交流桩测试面板区各控制开关对交流充电桩各参数进行测试；
所述直流枪接口与被测直流充电桩输出端相连，通过调节直流桩测试面板区各控制开关对直流充电桩各参数进行测试；
所述测试面板区输出端与负载放置区的负载装置相连，通过调节负载装置的电阻值，对交、直流充电桩的各输出参数进行测试。
进一步的，所述负载放置区放置程控式可调节电阻，所述程控式可调节电阻的电阻值由设备控制及数据采集区控制，并采集负载装置的输入电压、电流数值，通过通信接口传输至设备控制及数据采集区。
进一步的，所述设备控制及数据采集区包括电池测试主机、电池测试显示器、充电设备测试主机、充电设备测试显示器及充电设备测试仪器；
所述电池测试主机通过通信接口对电池测试仪器发送充电和放电的电压、电流数值，并接收电池测试仪器上传的充电和放电的电压、电流数值，然后对接收到的电流、电压数值进行计算，得出被测电池的充放电容量；
所述充电设备测试主机与稳压稳频电源、被测充电设备、负载装置、充电设备测试仪器通信，所述充电设备测试主机通过通信接口对稳压稳频电源发送输出电压指令，稳压稳频电源收到指令后调整输出电压值，所述充电设备测试主机与被测充电设备进行BMS通信，可实时控制被测充电设备的输出电压、电流值，并同时进行通信报文测试，所述充电设备测试主机对负载装置发送实时电阻值，调节负载装置的阻值。
所述充电设备测试仪器为示波记录仪和电能质量分析仪，所述示波记录仪通过探头分别与交流桩测试面板区及直流桩测试面板区的输出端相连，测试交、直流桩的输出信号的时序及输出电压的实时值，所述示波记录仪通过直流电流钳与直流桩的输出端相连，测试直流桩的实际输出电流值；所述示波记录仪通过交流电流钳与直流桩的输出端相连，测试交流桩的实际输出电流值；
所述电能质量分析仪通过电流、电压钳与被测充电桩的输入端相连，测试交、直流桩的谐波、输入功率、实时电流电压值。所述充电设备测试仪器通过通信接口与充电设备测试主机通信，将测试到的实时值传送至充电设备测试主机。
一种应用于现场的供电及充电设备的检测方法，包括电池测试步骤及充电设备测试步骤，其中，电池测试步骤具体为：电池测试主机向电池测试仪器发送电池充放电电压、电流值，然后，电池测试仪器开始工作，对被测电池进行充放电动作，同时，电池测试仪器采集实时电池充放电电压、电流数据，并传送至电池测试主机，电池测试主机记录被测电池的实时放电数据，并计算被测电池的放电容量；
充电设备测试步骤为：充电设备测试主机向稳压稳频电源发送电压输出指令，稳压稳频电源启动输出，对被测充电设备供电，被测充电设备通过充电枪接入测试面板区，测试面板区输出端与负载装置连接，对负载装置供电，充电设备测试主机首先与被测充电设备通信，启动被测充电设备输出，然后对负载装置发送电阻值指令，使整个回路开始工作，通过调节测试面板区的各开关按钮，模拟发生各种故障时，充电桩能否做出准确的回应，示波记录仪、电能质量分析仪实时采集回路的电压、电流信号，并传送至充电设备测试主机，由充电设备测试主机实时记录分析被测充电设备的性能。
本发明的有益效果：
1、设备集中在集装箱中运输至现场，避免了现场工作人员重复接线工作。
2、通过隔离变压器对测试设备供电，可有效保障现场工作人员的安全。
3、设备集成度高，可自动记录数据，数据记录的准确率高，有效减少了人工计算量。
4、设备安装在集装箱中，户外工作时，可有效避免受到环境状况的影响，保证测试工作进度。
附图说明
图1为本发明的设备布置示意图；
图2为本发明电源设备区布置示意图；
图3为本发明设备控制及数据采集区布置示意图；
图4为本发明测试面板区布置示意图；
图5为本发明装置稳压稳频电源供电示意图；
图6为本发明充电机、充电桩测试控制示意图；
图7为本发明电池测试控制示意图；
其中，1、电源设备区，2、负载放置区，3、电池测试设备区，4、设备控制及数据采集区，5、测试面板区，6、稳压稳频电源，7、不间断供电电源，8、隔离变压器，9、电池测试主机，10、电池测试显示器，11、充电设备测试主机，12、充电设备测试显示器，13、充电设备测试仪器，14、交流枪接口，15、交流桩测试面板区，16、直流枪接口，17、直流桩测试面板区，18、电池测试设备，19、被测充电设备，20、负载装置，21、待供电设备，22、测试面板，23、被测电池。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明进行详细说明：
本发明共包含两套测试系统：电池测试系统和充电设备测试系统。如图1所示，本发明分为5个设备放置区：电源设备区1、电池测试设备区3、设备控制及数据采集区4、负载放置区2、测试面板区5。如图2所示，电源设备区1放置3个设备：稳压稳频电源6、不间断供电电源7、隔离变压器8。如图3所示，设备控制及数据采集区4共分为5个部分：电池测试主机9、充电设备测试主机11、电池测试显示器10、充电设备测试显示器11、充电设备测试仪器13放置区。如图4所示，测试面板区5共分为4个部分：交流枪接口14、交流桩测试面板区15、直流枪接口16、直流桩测试面板区17。
如图5所示，本发明的电气连接系统共分为3个部分，如图5所示，第一部分是电池测试设备供电系统，系统进线经稳压稳频后为电池测试18供电。第二部分是充电设备供电系统，系统进线经稳压稳频后为被测充电设备19供电，然后被测充电设备19对负载装置20进行模拟充电。第三部分是测试电脑、测试仪器、负载供电系统，系统进线经隔离变压器8隔离后为UPS不间断供电电源7装置供电，UPS装置的作用是为待供电设备21提供不间断供电电源，为测试工作提供保障功能。待供电设备21为电池测试主机9、充电设备测试主机11、负载装置20的电源，充电设备为充电机及充电桩。
如图6所示，本发明的充电设备控制流程图，工作过程为：充电设备测试主机11对稳压稳频电源6发送充电电压指令，然后稳压稳频电源6为被测充电设备19供电，此时，充电设备测试主机11开始与被测充电设备19进行报文通信，测试报文通信功能，测试通过后，被测充电设备19启动输出。充电设备测试主机11对负载装置20发送阻值大小控制指令，然后被测充电设备19经测试面板22与负载装置20导通，模拟对电动汽车的充电测试。回路导通后，通过人工调节测试面板的各组开关，模拟在充电过程中遇到各种故障时，被测充电设备19的功能动作，同时充电设备测试仪器13通过测试面板22采集测试过程中需要的电压、电流信号并传输至充电设备测试主机11。
如图7所示，本发明的电池测试系统控制流程图，工作过程为，电池测试主机9对稳压稳频电源6发送充电电压指令，然后稳压稳频电源6为电池测试设备18供电，电池测试设备18启动后，电池测试主机9对电池测试设备18发送充放电控制指令，电池测试设备18启动输出，对被测电池23实现充放电功能。电池测试设备18在充放电过程中，将实时电压、电流数据传送至电池测试主机9，然后由电池测试主机9计算电池实时充放电容量。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种应用于现场的供电及充电设备的检测系统，其特征是，所述检测系统为集成式，分为多个区域，具体包括：电源设备区、供电测试设备区、设备控制及数据采集区、测试面板区及负载放置区；
其中，电源设备区用于实现对系统检测时的稳定供电，供电测试设备区，用于实现对被测供电设备的信号采集并传输至设备控制及数据采集区，设备控制及数据采集区实现对被测供电设备的充放电控制并实时记录被测供电设备的测试数据；
所述测试面板区与负载放置区相连，负载放置区与设备控制及数据采集区通信，所述设备控制及数据采集区通过调节负载放置区的负载装置在测试面板区实现对被测充电设备进行参数测试。
2.如权利要求1所述的一种应用于现场的供电及充电设备的检测系统，其特征是，被测供电设备为电池，所述电池设备测试区放置有电池测试仪器，所述电池测试仪器输入端与稳压稳频电源相连，由稳压稳频电源供电，输出端与被测电池相连，所述电池测试仪器采集整个电池及各电池模块的输入电压、电流值，以及被测电池测试过程中电池的充放电电压、电流，上述测量数据通过通信接口将数据传输至设备控制及数据采集区。
3.如权利要求1或2所述的一种应用于现场的供电及充电设备的检测系统，其特征是，所述电源设备区包含稳压稳频电源、不间断供电电源及隔离变压器，稳压稳频电源用于对电池测试仪器以及被测充电设备供电，所述隔离变压器用于对不间断供电电源供电，所述不间断供电电源对设备控制及数据采集区供电。
4.如权利要求1所述的一种应用于现场的供电及充电设备的检测系统，其特征是，所述测试面板区包括交流枪接口、交流桩测试面板区、直流枪接口及直流桩测试面板区，所述交流枪接口与被测交流充电桩输出端相连，通过调节交流桩测试面板区各控制开关对交流充电桩各参数进行测试；
所述直流枪接口与被测直流充电桩输出端相连，通过调节直流桩测试面板区各控制开关对直流充电桩各参数进行测试；
所述测试面板区输出端与负载放置区的负载装置相连，通过调节负载装置的电阻值，对交、直流充电桩的各输出参数进行测试。
5.如权利要求1所述的一种应用于现场的供电及充电设备的检测系统，其特征是，所述负载放置区放置程控式可调节电阻，所述程控式可调节电阻的电阻值由设备控制及数据采集区控制，并采集负载装置的输入电压、电流数值，通过通信接口传输至设备控制及数据采集区。
6.如权利要求1所述的一种应用于现场的供电及充电设备的检测系统，其特征是，所述设备控制及数据采集区包括电池测试主机、电池测试显示器、充电设备测试主机、充电设备测试显示器及充电设备测试仪器；
所述电池测试主机通过通信接口对电池测试仪器发送充电和放电的电压、电流数值，并接收电池测试仪器上传的充电和放电的电压、电流数值，然后对接收到的电流、电压数值进行计算，得出被测电池的充放电容量。
7.如权利要求6所述的一种应用于现场的供电及充电设备的检测系统，其特征是，所述充电设备测试主机与稳压稳频电源、被测充电设备、负载装置、充电设备测试仪器通信，所述充电设备测试主机通过通信接口对稳压稳频电源发送输出电压指令，稳压稳频电源收到指令后调整输出电压值，所述充电设备测试主机与被测充电设备进行BMS通信，可实时控制被测充电设备的输出电压、电流值，并同时进行通信报文测试，所述充电设备测试主机对负载装置发送实时电阻值，调节负载装置的阻值。
8.如权利要求6所述的一种应用于现场的供电及充电设备的检测系统，其特征是，所述充电设备测试仪器为示波记录仪和电能质量分析仪，所述示波记录仪通过探头与交流桩测试面板区及直流桩测试面板区的输出端相连，测试交、直流桩的输出信号的时序及输出电压的实时值，所述示波记录仪通过直流电流钳与直流桩的输出端相连，测试直流桩的实际输出电流值。所述示波记录仪通过交流电流钳与直流桩的输出端相连，测试交流桩的实际输出电流值。
9.如权利要求8所述的一种应用于现场的供电及充电设备的检测系统，其特征是，所述电能质量分析仪通过电流、电压钳与被测充电桩的输入端相连，测试交、直流桩的谐波、输入功率、实时电流电压值，所述充电设备测试仪器通过通信接口与充电设备测试主机通信，将测试到的实时值传送至充电设备测试主机。
10.基于权利要求1所述的一种应用于现场的供电及充电设备的检测系统的方法，其特征是，包括电池测试步骤及充电设备测试步骤，其中，电池测试步骤具体为：电池测试主机向电池测试仪器发送电池充放电电压、电流值，然后，电池测试仪器开始工作，对被测电池进行充放电动作，同时，电池测试仪器采集实时电池充放电电压、电流数据，并传送至电池测试主机；
充电设备测试步骤为：充电设备测试主机向稳压稳频电源发送电压输出指令，稳压稳频电源启动输出，对被测充电设备供电，被测充电设备通过充电枪接入测试面板区，测试面板区输出端与负载装置连接，对负载装置供电，充电设备测试主机首先与被测充电设备通信， 启动被测充电设备输出，然后对负载装置发送电阻值指令，使整个回路开始工作，通过调节测试面板区的各开关按钮，模拟发生各种故障时，充电桩能否做出准确的回应，示波记录仪、电能质量分析仪实时采集回路的电压、电流信号，并传送至充电设备测试主机，由充电设备测试主机实时记录分析被测充电设备的性能。
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