CN106199283A - 充电设施检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电设施检测系统。该系统包括：充电模拟器，与充电设施相连接，用于模拟动力电池的充电过程；采集装置，连接在充电模拟器与充电设施之间，用于在充电过程中采集电参数；控制器，与充电模拟器和采集装置相连接，用于控制充电模拟器模拟动力电池的充电过程，并根据电参数确定充电设施的充电性能参数。通过本发明，解决了相关技术中的充电设施现场测试方法难以对充电设施的兼容性进行测试的问题。

Description

充电设施检测系统

技术领域

本发明涉及检测领域，具体而言，涉及一种充电设施检测系统。

背景技术

近年来，随着电动汽车数量的快速发展，对电动汽车的动力电池进行充电的充电设施的安全保障与管理显得尤为重要。目前针对充电设施进行全生命周期测试及管理通常是在现场进行测试，然而，现场测试缺乏专业的测试装置，测试人员通常采用电动汽车进行现场测试，将电动汽车的充电电池作为负载来开展测试，此种方式存在以下问题：

1)无法全面验证充电设施对不同型号车辆的兼容性。目前，各厂家、各型号的电动汽车在车辆充电时序、故障响应策略上均有不同，要验证充电设施的兼容性需要对多种车辆进行验证测试，但在现场测试中，协调全部车型到达现场进行测试比较困难，无法全面地验证充电设施的兼容性。

2)现场测试安全性差、效率低。在现场测试中，外接测试设备种类繁多，接线复杂，安全风险点较多；并且，完成1台设备的充电测试需要2个小时，效率低。

3)故障分析智能化水平低。充电设施的故障分析专业性强，分析流程复杂，对分析人员要求高，如果缺乏专业的智能故障分析装置，无法在第一时间实现故障的快速分析和诊断。

针对相关技术中的充电设施现场测试方法难以对充电设施的兼容性进行测试的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种充电设施检测系统，以解决相关技术中的充电设施现场测试方法难以对充电设施的兼容性进行测试的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种充电设施检测系统。该系统包括：充电模拟器，与充电设施相连接，用于模拟动力电池的充电过程；采集装置，连接在充电模拟器与充电设施之间，用于在充电过程中采集电参数；控制器，与充电模拟器和采集装置相连接，用于控制充电模拟器模拟动力电池的充电过程，并根据电参数确定充电设施的充电性能参数。

进一步地，充电模拟器包括：直流母线，与充电设施相连接；充电电池组，连接至直流母线；电阻，连接至直流母线，并与充电电池组并联；负载选择电路，连接在直流母线与充电电池组之间和直流母线与电阻之间，与控制器相连接，用于根据控制器的控制指令连通或断开充电电池组与直流母线，并根据控制器的控制指令连通或断开电阻与直流母线。

进一步地，负载选择电路包括：第一断路器，连接在充电电池组和直流母线之间，用于连通或断开充电电池组与直流母线；第二断路器，连接在电阻和直流母线之间，用于连通或断开电阻与直流母线。

进一步地，控制器还与第一断路器和第二断路器相连接，用于根据输入指令确定控制指令，其中，控制指令用于分别控制第一断路器和第二断路器连通或断开。

进一步地，负载选择电路还包括：绝缘栅双极型晶体管IGBT，连接在第一断路器与充电电池组之间；第一二极管，与绝缘栅双极型晶体管IGBT并联；第二二极管，与绝缘栅双极型晶体管IGBT并联，且与第一二极管的极性连接方向相反。

进一步地，该系统还包括：第三断路器，连接在直流母线与充电设施之间，用于连通或断开直流母线与充电设施。

进一步地，该系统还包括：放电选择电路，连接在充电电池组与电阻之间，与控制器相连接，用于根据控制器的控制指令连通或断开充电电池组与电阻，其中，充电电池组用于在控制器控制放电选择电路连通且控制器控制第三断路器断开时向电阻放电。

进一步地，该系统还包括：充电接口装置，第一端连接至充电设施；分线装置，第一端与充电接口装置的第二端相连接，第二端与采集装置相连接，第三端与充电模拟器相连接。

进一步地，该系统还包括：通信模块，与控制器相连接，通过控制器局域网络CAN总线与分线装置的第四端相连接，用于接收控制器发送的控制指令；可控电池管理系统BMS，与充电模拟器相连接，通过控制器局域网络CAN总线与通信模块相连接，用于根据控制器的控制指令监控充电模拟器。

进一步地，该系统还包括：示波器，与分线装置的第五端相连接，用于显示充电过程的电参数的波形。

本发明通过充电模拟器与充电设施相连接，模拟动力电池的充电过程；采集装置在充电过程中采集电参数，控制器控制充电模拟器模拟动力电池的充电过程，并根据电参数确定充电设施的充电性能参数，解决了相关技术中的充电设施现场测试方法难以对充电设施的兼容性进行测试的问题，进而达到了可以高效地对充电设施的兼容性进行现场测试的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明第一实施例的充电设施检测系统的示意图；

图2是根据本发明第二实施例的充电设施检测系统的示意图；

图3是根据本发明实施例的充电模拟器的示意图；

图4是根据本发明实施例的充电模拟器处于电阻负载状态的示意图；

图5是根据本发明实施例的充电模拟器处于电池负载状态的示意图；

图6是根据本发明实施例的充电模拟器处于电阻加电池负载状态的示意图；

图7是根据本发明实施例的充电模拟器处于放电状态的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明的实施例提供了一种充电设施检测系统。

图1是根据本发明第一实施例的充电设施检测系统的示意图。如图1所示，该系统包括充电模拟器10，采集装置20和控制器30。

充电模拟器10与充电设施相连接，用于模拟动力电池的充电过程。

充电设施是为电动汽车的动力电池充电的设施，充电模拟器10可以与充电设施相连接，接收充电设施提供的电能，模拟电动汽车的动力电池的充电过程。优选地，充电模拟器10可以是能够模拟多种动力电池的充电过程的模拟器，通过充电模拟器10自身的电压、电流等参数的变化，模拟不同电动汽车的充电过程。

采集装置20连接在充电模拟器10与充电设施之间，用于在充电过程中采集电参数。在充电过程中采集的电参数可以包括电压、电流、负载、功率等多种电参数中的一种或多种，需要采集的电参数的种类可以根据检测的目的不同而具体设置。

控制器30与充电模拟器10和采集装置20相连接，用于控制充电模拟器10模拟动力电池的充电过程，并根据电参数确定充电设施的充电性能参数。

该实施例提供的充电设施检测系统，通过充电模拟器与充电设施相连接，模拟动力电池的充电过程；采集装置在充电过程中采集电参数，控制器控制充电模拟器模拟动力电池的充电过程，并根据电参数确定充电设施的充电性能参数，解决了相关技术中的充电设施现场测试方法难以对充电设施的兼容性进行测试的问题，进而达到了可以高效地对充电设施的兼容性进行现场测试的效果。

优选地，充电模拟器可以包括：

直流母线，与充电设施相连接；充电电池组，连接至直流母线；电阻，连接至直流母线，并与充电电池组并联；负载选择电路，连接在直流母线与充电电池组之间和直流母线与电阻之间，与控制器相连接，用于根据控制器的控制指令连通或断开充电电池组与直流母线，并根据控制器的控制指令连通或断开电阻与直流母线。

优选地，负载选择电路可以包括：

第一断路器，连接在充电电池组和直流母线之间，用于连通或断开充电电池组与直流母线；第二断路器，连接在电阻和直流母线之间，用于连通或断开电阻与直流母线。

优选地，控制器还可以与第一断路器和第二断路器相连接，根据输入指令确定控制指令，其中，控制指令用于分别控制第一断路器和第二断路器连通或断开。

优选地，负载选择电路还可以包括：

绝缘栅双极型晶体管IGBT，连接在第一断路器与充电电池组之间；第一二极管，与绝缘栅双极型晶体管IGBT并联；第二二极管，与绝缘栅双极型晶体管IGBT并联，且与第一二极管的极性连接方向相反。

优选地，该系统还可以包括：第三断路器，连接在直流母线与充电设施之间，用于连通或断开直流母线与充电设施。

优选地，该系统还可以包括：放电选择电路，连接在充电电池组与电阻之间，与控制器相连接，用于根据控制器的控制指令连通或断开充电电池组与电阻，其中，充电电池组用于在控制器控制放电选择电路连通且控制器控制第三断路器断开时向电阻放电。

优选地，该系统还可以包括：充电接口装置，第一端连接至充电设施；分线装置，第一端与充电接口装置的第二端相连接，第二端与采集装置相连接，第三端与充电模拟器相连接。

优选地，该系统还可以包括：通信模块，与控制器相连接，通过控制器局域网络CAN总线与分线装置的第四端相连接，用于接收控制器发送的控制指令；可控电池管理系统BMS，与充电模拟器相连接，通过控制器局域网络CAN总线与通信模块相连接，用于根据控制器的控制指令监控充电模拟器。优选地，充电模拟器可以包括充电电池组，可控电池管理系统BMS可以是与充电模拟器中的充电电池组相连接。

优选地，该系统还可以包括：示波器，与分线装置的第五端相连接，用于显示充电过程的电参数的波形。

图2是根据本发明第二实施例的充电设施检测系统的示意图。该实施例可以作为上述第一实施例的优选实施例。如图2所示，该系统包括充电模拟器10，充电接口装置，分线装置，示波器，采集装置20，通信模块，可控电池管理系统BMS，控制器30。

该实施例提供的充电设施检测系统通过充电接口装置接入充电设施。充电接口装置可以包括与充电设施配对的充电接口，通过充电接口接入充电设施。分线装置与充电接口装置相连接，对充电接口装置进行分线。充电模拟器10，采集装置20和示波器通过分线装置与充电设施连通。示波器用于显示分线装置处的电参数的波形。通信模块通过CAN总线与分线装置连接。

充电模拟器10通过分线装置连接至充电设施，模拟动力电池的充电过程。充电模拟器10包括充电电池组、电阻和负载选择电路。负载选择电路与分线装置和控制器30连接，用于根据控制器30的控制指令控制充电电池组与分线装置连通或断开，以及控制电阻与分线装置连通或断开。

BMS通过CAN总线与通信模块相连接，通信模块用于执行BMS与控制器30之间的交互通信，BMS还与充电电池组相连接，根据控制器的控制指令监控充电电池组。

采集装置20与分线装置和控制器30相连接，在充电过程中采集电参数，并将电参数发送至控制器30，控制器30可以根据电参数确定充电设施的充电性能参数。

该实施例提供的充电设施检测系统还包括放电选择电路，放电选择电路与控制器30相连接，根据控制器30的控制指令控制充电电池组是否通过电阻放电。具体地，放电选择电路可以是开关电路，在充电电池组需要放电时连通充电电池组与电阻；在充电电池组不需要放电时断开充电电池组与电阻，使充电电池组与电阻并联。

综上，该实施例提供的充电设施检测系统主要包括控制采集部分和主电路两部分。

控制采集部分包括控制器30、可控BMS以及采集装置20和通信装置，主要作用有：1)通过可控BMS模拟车辆BMS与充电桩的通信；2)通过采集装置20采集充电过程电气信号；3)负载选择电路用于控制电池和电阻负载的切换；4)通过控制器30控制电路中的开关接触器动作。

主电路主要包括接口电路和充电模拟器10，接口电路包括充电接口装置和分线装置。主电路的主要作用包括：1)模拟电动车的充电接口电路，实现与充电设施的正常连接及充电；2)模拟车辆内部接触器的开断；3)为充电设施提供充电负载。

该实施例提供的充电设施检测系统可以模拟电动汽车的BMS及接口电路实现接入充电设施之后的正常充电过程，并完成充电兼容性测试。系统中的充电模拟器采用电池、电阻并联的负载组合形式在实现对于车辆动力电池充电特性模拟的同时，可以通过电阻负载提高系统功率，降低系统成本，实现对动力电池的快速放电。

作为上述实施例中充电模拟器10的一个优选实施方式，充电模拟器10的具体电路结构可以如图3所示。充电模拟器10包括充电电池组11，电阻12，绝缘栅双极型晶体管IGBT13，第一断路器14，第二断路器15，第三断路器16，直流母线17和直流母线18。

充电电池组11与电阻12并联。充电电池组11连接至绝缘栅双极型晶体管IGBT13，第一断路器14与绝缘栅双极型晶体管IGBT13和直流母线17、直流母线18相连接，通过第一断路器14的通断控制充电电池组11与两条直流母线的通断。电阻12通过第二断路器15与两条直流母线连接，通过第二断路器15的通断控制电阻12与两条直流母线的通断。两条直流母线通过第三断路器16与充电设施相连，通过第三断路器16的通断控制两条直流母线与充电设施之间的通断。

优选地，绝缘栅双极型晶体管IGBT13可以是带有反并联二极管的IGBT开关器件，这种连接方式可以防止充电电池组11的电流倒灌至直流母线。

充电模拟器10在充电过程中可以实现以下三种工作模式：

1)电阻负载工作模式：如图4所示，第一断路器14断开，第二断路器15和第三断路器16闭合，该模式便于进行充电桩输出电压值的调节；

2)电池负载工作模式：如图5所示，第二断路器15断开，第一断路器14和第三断路器16闭合，该模式可以实现对于车载电池充电特性的模拟；

3)电阻负载+电池负载工作模式：如图6所示，第一断路器14，第二断路器15和第三断路器16均闭合，该模式可以实现充电设施的较大功率输出。

在电池充满的情况下，充电电池组12可以通过两条直流母线向电阻放电，其放电通路如图7所示，第一断路器14和第二断路器15闭合，第三断路器16断开。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充电设施检测系统，其特征在于，包括：

充电模拟器，与充电设施相连接，用于模拟动力电池的充电过程；

采集装置，连接在所述充电模拟器与所述充电设施之间，用于在所述充电过程中采集电参数；

控制器，与所述充电模拟器和所述采集装置相连接，用于控制所述充电模拟器模拟所述动力电池的充电过程，并根据所述电参数确定所述充电设施的充电性能参数。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述充电模拟器包括：

直流母线，与所述充电设施相连接；

充电电池组，连接至所述直流母线；

电阻，连接至所述直流母线，并与所述充电电池组并联；

负载选择电路，连接在所述直流母线与所述充电电池组之间和所述直流母线与所述电阻之间，与所述控制器相连接，用于根据所述控制器的控制指令连通或断开所述充电电池组与所述直流母线，并根据所述控制器的控制指令连通或断开所述电阻与所述直流母线。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述负载选择电路包括：

第一断路器，连接在所述充电电池组和所述直流母线之间，用于连通或断开所述充电电池组与所述直流母线；

第二断路器，连接在所述电阻和所述直流母线之间，用于连通或断开所述电阻与所述直流母线。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器还与所述第一断路器和所述第二断路器相连接，用于根据输入指令确定所述控制指令，其中，所述控制指令用于分别控制所述第一断路器和所述第二断路器连通或断开。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述负载选择电路还包括：

绝缘栅双极型晶体管IGBT，连接在所述第一断路器与所述充电电池组之间；

第一二极管，与所述绝缘栅双极型晶体管IGBT并联；

第二二极管，与所述绝缘栅双极型晶体管IGBT并联，且与所述第一二极管的极性连接方向相反。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

第三断路器，连接在所述直流母线与所述充电设施之间，用于连通或断开所述直流母线与所述充电设施。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

放电选择电路，连接在所述充电电池组与所述电阻之间，与所述控制器相连接，用于根据所述控制器的控制指令连通或断开所述充电电池组与所述电阻，

其中，所述充电电池组用于在所述控制器控制所述放电选择电路连通且所述控制器控制所述第三断路器断开时向所述电阻放电。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

充电接口装置，第一端连接至所述充电设施；

分线装置，第一端与所述充电接口装置的第二端相连接，第二端与所述采集装置相连接，第三端与所述充电模拟器相连接。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

通信模块，与所述控制器相连接，通过控制器局域网络CAN总线与所述分线装置的第四端相连接，用于接收所述控制器发送的控制指令；

可控电池管理系统BMS，与所述充电模拟器相连接，通过控制器局域网络CAN总线与所述通信模块相连接，用于根据所述控制器的控制指令监控所述充电模拟器。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

示波器，与所述分线装置的第五端相连接，用于显示所述充电过程的电参数的波形。