CN106405302B - 一种电动汽车充电桩检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电桩检测装置，包括用于连接充电枪的充电接口，蓄电池电压模拟单元，用于连接负载的负载接口，以及控制单元；充电接口包括主电路接口和通讯接口；在启动充电前，控制单元控制蓄电池电压模拟单元连接主电路接口，使蓄电池电压模拟单元在主电路接口产生设定的输出电压以模拟蓄电池真实电压，并且控制单元将蓄电池额定电压传输到所述通讯接口；在充电时，将模拟蓄电池单元与所述主电路接口分离，使负载接口连接主电路接口。该装置能够提供需要检测的充电桩的各种信号，从而判断充电桩功能是否正常，电路结构简单，替代了现有技术中用实体车或实际蓄电池系统检测充电桩的技术。

Description

一种电动汽车充电桩检测装置

技术领域

本发明属于电动汽车充电领域，特别涉及一种电动汽车充电桩检测装置。

背景技术

在当今石油资源日益紧张、汽车尾气造成的环境损坏日益明显的背景下，电动汽车作为传统汽车的替代品正在快速发展，电动汽车的应用，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。国务院办公厅印发的《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》，提出大力推进充电基础设施建设，解决电动汽车充电的难题，《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，并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。

国家发改委也于2015年10月发布了《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》，到2020年，我国将新增集中式充换电站超过1.2万座，分散式充电桩超过480万个。

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及应用，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，现场测试方案较难实现。而受限于用户应用场所的实际情况，充电桩服务提供企业也难以在每个充电桩应用场所，全都配备大型、复杂的仪器设备对充电桩进行全面的功能检测，不但造成检测成本很高，而且耗费大量的人力、物力。

或者在检测时，用实车或实际蓄电池系统直接采用检测过程，这种检测方式非常笨拙，需要大量的场地，耗费大量的时间，实现难度大，检测效率极低，而且还可能对实车或实际蓄电池系统造成损害。

因此，要想满足应用场所的充电桩模拟充电功能检测需求，更加科学、有效的进行充电桩功能测试，需要设计一种电动汽车交直流充电桩现场检测装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动汽车充电桩检测装置，用于解决现有技术中对充电桩充电功能的检测难度大的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种电动汽车充电桩检测装置，包括六个装置方案：

装置方案一，该装置包括用于连接充电枪的充电接口，蓄电池电压模拟单元，负载接口和控制单元；所述充电接口包括主电路接口和通讯接口；

在启动充电前，所述控制单元控制蓄电池电压模拟单元连接所述主电路接口，使蓄电池电压模拟单元在所述主电路接口产生设定的输出电压以模拟车载侧蓄电池真实电压，并且控制单元将蓄电池额定电压传输到所述通讯接口；

在充电时，将模拟蓄电池单元与所述主电路接口分离，使所述负载接口连接所述主电路接口。

装置方案二，在装置方案一的基础上，所述蓄电池电压模拟单元、负载接口均通过相应的接触器与所述主电路接口连接，所述控制单元通过控制所述接触器使蓄电池电压模拟单元、负载接口与所述主电路接口连接或分离。

装置方案三，在装置方案一的基础上，所述控制单元还连接有输入接口，输入接口用于设置所述蓄电池电压模拟单元的真实电压和所述蓄电池的额定电压。

装置方案四，在装置方案三的基础上，所述控制单元还连接有采集装置，所述采集装置用于采集主回路接口的充电电压、充电电流。

装置方案五，在装置方案三的基础上，所述输入接口包括人机交互单元和/或用于连接上位机的接口单元。

装置方案六，在装置方案四的基础上，所述控制单元包括两片CPU芯片，其中一片CPU芯片是用于控制接触器的通断的数字量开出单元CPU，另一片CPU芯片是用于与充电桩进行通讯交互模拟车载侧报文、用于控制蓄电池模拟电压单元及用于连接确认的车载侧逻辑仿真单元。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种电动汽车充电桩检测装置，利用模拟电动汽车车载侧充电逻辑功能，能够实现对充电桩的充电功能自动检测，满足于应用场所的需求。并且本发明提供的电动汽车充电桩检测装置可以完全模拟车载系统与充电桩的交互功能，提供需要检测的充电桩的各种信号，并且能够提供负载进行完成充电过程，进而判断充电桩功能是否正常，电路结构简单，充分替代了现有技术中用实体车或实际蓄电池系统检测充电桩的技术。

附图说明

图1为电动汽车充电桩检测装置连接示意图；

图2为电动汽车充电桩检测装置外形图。

具体实施方式

本发明的主要构思是提供一种替代实车或者实际蓄电池系统的检测充电桩充电功能的装置，在启动充电前，控制单元控制蓄电池电压模拟单元连接所述主电路接口，使蓄电池电压模拟单元在所述主电路接口产生设定的输出电压以模拟车载侧蓄电池真实电压，并且控制单元将蓄电池额定电压传输到所述通讯接口；在充电时，将模拟蓄电池单元与所述主电路接口分离，使所述负载接口连接所述主电路接口。

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步详细的说明：

本发明的一种电动汽车充电桩检测装置的实施例：

一种电动汽车充电桩检测装置，具体的如图1所示，该装置包括用于连接充电枪的充电接口，充电接口包括主电路接口A和通讯接口B；还包括用于产生模拟蓄电池的电压的蓄电池电压模拟单元，用于接入负载的负载接口，蓄电池电压模拟单元通过接触器K1与主电路接口A串联，负载接口通过接触器K2与主电路接口A串联，其中，负载扩展接口可选择并联外部电阻，以提高模拟充电过程充电桩的输出功率，满足现场检测时的充电功率需求。

该装置还包括控制单元，控制单元控制连接蓄电池电压模拟单元，并且与所述通讯接口B连接，还控制连接接触器K1、接触器K2以及连接确认线路；控制单元还连接有用于设置蓄电池额定电压的输入接口，输入接口为人机交互单元；控制单元还连接有采集装置，该采集装置用于采集主回路接口的充电电压、充电电流，还对充电桩提供给车载侧的直流辅助电源进行采集。

本实施例中，为了方便模块化设计，控制单元包括两片CPU芯片，其中一片CPU芯片是用于控制接触器K1、接触器K2通断的数字量开出单元CPU，另一片CPU芯片是用于与充电桩进行通讯交互模拟车载侧报文、用于控制蓄电池模拟电压单元及用于连接确认的车载侧逻辑仿真单元。

进一步地，该检测装置能够兼容三种国标充电枪插座，具体的如图2所示，该装置的外形图包括人机交互单元1、负载接口2，单相交流桩充电枪插座4、三相交流桩充电枪插座5和直流桩充电枪插座3，并且充电枪插座自带通讯、主充电回路和连接确认线缆，与检测装置内部元器件对应连接，从而实现与待测充电桩充电枪的物理连接。

需要说明的是，蓄电池电压模拟单元是一个虚拟的开关电源装置，可根据人机交互单元或上位机的指令具体输出不同的电压、电流值。

上述实施例是本发明的具体实施例，但本发明并不限于上述实施例，例如，关于利用接触器控制蓄电池模拟电压单元或负载接口与主电路的连接或分离，作为其他实施方式，也可以采取电子开关等其他形式。

上述实施例中，由人机交互单元发出控制指令，作为其他实施方式，还可以采用上位机下发控制指令。

本发明的检测装置采用两个接触器分别控制蓄电池电压模拟单元和负载接口单元，作为其他实施方式，还可以在充电接口主回路上再增设一个主接触器。

基于如图1所示的检测装置，具体的检测方法如下：

1、按照设置的启动条件启动充电桩，可通过连接确认检测电路、控制确认检测电路、PWM信号检测电路、充电桩辅电检测电路来确认充电桩是否启动正常，在人机交互单元上设置模拟车载侧蓄电池额定电压和蓄电池真实电压，然后将设置好的蓄电池的真实电压通过通讯线路上传至控制单元，控制单元再发送给蓄电池电压单元，为充电桩提供蓄电池模拟电压检测条件，同时将设置好的蓄电池的额定电压也上传至控制单元，由控制单元通过通讯接口上传至充电桩。

2、充电桩按启动流程对检测装置充电回路电压、绝缘电阻进行检测，对这些参数检测完毕后(这些检测过程只需要控制单元通过通讯接口向充电桩提供相应信息即可)，然后由人机交互单元程控数字量开出单元闭合对应的接触器，即数字量开出单元接收人机交互单元的信息指控指令，首先闭合接触器K1，此时，蓄电池电压模拟单元连接了主电路接口，在主电路接口上产生设定的输出电压(该输出电压即为上一步设置的真实电压)，充电桩的充电枪与主电路接口并联，从而可以采集到该输出电压，桩体对该输出电压值和检测装置控制单元传送过来的的蓄电池真实电压报文信息做比较，满足条件后，充电桩确定充电策略。

例如，在人机交互单元上设置蓄电池真实电压为50V，额定电压为60V，然后人机交互单元将设置好的真实电压为50V通过控制单元传送给蓄电池电压模拟单元，并通过控制单元将额定电压为60V通过通讯接口发送给充电桩，此时，闭合接触器K1，由充电桩采集主电路接口电压，即真实电压50V；然后结合额定电压，充电桩确定充电策略，包括确定充电桩的输出电量、充电测量、充电金额等。

另外，通讯接口还可以向充电桩发送蓄电池的真实电压，充电桩采集了主电路接口电压，即所设置的真实电压后，可以将采集的实际值与人机交互单元发送给蓄电池电压的电压值报文相比较，如果二者之间误差在±5％内，蓄电池电压检测通过，如果误差过大，充电桩停机。

3、若蓄电池电压处于正常的范围，则由数字量开出单元断开对应的蓄电池电压接触器K1，撤出对应的蓄电池电压检测流程，闭合负载接触器K2，操作人员可在人机交互单元界面中选择负载接触器的投切，投切时界面会提示操作人员确认负载的大小，以保证负载投入后充电桩保持正常的充电状态，进入充电桩对蓄电池模拟充电的过程。

4、在进入充电过程，还未对负载充电之前，采集充电桩的实际输出电压、电流值，显示在充电桩上，并且在充电过程中，由于逻辑仿真单元通过CAN通讯线路与充电桩进行信息交互，采集充电状态信息，即充电过程中的电压、电流值，并将结果上传至人机交互单元或上位机上进行显示，将两组数据进行比较，判断是否一致，若一致，则说明充电桩充电功能正常。

以上实施例仅用以说明而非限定本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种电动汽车充电桩检测装置，其特征在于，包括用于连接充电枪的充电接口，蓄电池电压模拟单元，用于连接负载的负载接口，以及控制单元；所述充电接口包括主电路接口和通讯接口；

在启动充电前，所述控制单元控制蓄电池电压模拟单元连接所述主电路接口，使蓄电池电压模拟单元在所述主电路接口产生设定的输出电压以模拟车载侧蓄电池真实电压，并且控制单元将蓄电池额定电压传输到所述通讯接口；通讯接口还向充电桩发送车载侧蓄电池真实电压；充电桩采集到蓄电池电压模拟单元在所述主电路接口产生的输出电压后，将该输出电压与通讯接口所发送的车载侧蓄电池真实电压进行比较；

在充电时，将模拟蓄电池单元与所述主电路接口分离，使所述负载接口连接所述主电路接口；在进入充电过程，还未对负载充电之前，采集充电桩的实际输出电压、电流值，然后采集充电桩充电过程中的电压、电流值；将两种数据进行比较，判断是否一致，若一致则说明充电桩充电功能正常。

2.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩检测装置，其特征在于，所述蓄电池电压模拟单元、负载接口均通过相应的接触器与所述主电路接口连接，所述控制单元通过控制所述接触器使蓄电池电压模拟单元、负载接口与所述主电路接口连接或分离。

3.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩检测装置，其特征在于，所述控制单元还连接有输入接口，输入接口用于设置所述蓄电池电压模拟单元的真实电压和所述蓄电池的额定电压。

4.根据权利要求3所述的电动汽车充电桩检测装置，其特征在于，所述控制单元还连接有采集装置，所述采集装置用于采集主回路接口的充电电压、充电电流。

5.根据权利要求3所述的电动汽车充电桩检测装置，其特征在于，所述输入接口包括人机交互单元和/或用于连接上位机的接口单元。

6.根据权利要求4所述的电动汽车充电桩检测装置，其特征在于，所述控制单元包括两片CPU芯片，其中一片CPU芯片是数字量开出单元，用于控制接触器的通断；另一片CPU芯片是车载侧逻辑仿真单元，用于与充电桩进行通讯交互模拟车载侧报文、控制蓄电池模拟电压单元，以及用于进行充电枪与检测装置的连接确认。