CN107390158B - 一种可进行电能计量虚负荷测试的汽车充电桩系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可进行电能计量虚负荷测试的汽车充电桩系统及方法，所述系统包含电源模块、交流充电桩以及计量标准模块，所述交流充电桩包含测试专用单元、充电专用单元、切换开关、计量单元、保护单元以及采集交互终端，所述电源模块用于以虚负荷方式对测试专用单元供交流电压以及交流电源，所述切换开关用于切换计量单元与充电专用单元连接或是与测试专用单元连接；所述计量单元用于计量点能，所述保护单元用于保护切换开关，所述计量标准模块用于测量交流电能，并与计量单元输出的计量结果进行对比，以确认充电桩计量单元是否符合计量标准。
Description
技术领域
本发明涉及电能计量领域，更具体地，涉及一种可进行电能计量虚负荷测试的汽车充电桩系统及方法。
背景技术
随着节能减排意识的深入人心，电动汽车在人们出行交通上扮演者越来越重要的角色，与电动汽车相配套的充电设备也在逐步完善。电动汽车动力电池的充电方式有交流充电和直流充电两种方式，其中，交流充电一般采用的电流约为15A左右，充电时间为5～8个小时。电动汽车交流充电采用的设备称为充电桩，固定安装在电动汽车外，与交流电网相连接。电动汽车交流充电桩是一种贸易结算设备，需要对它的计量性能进行测试。但由于现场安装的交流充电桩的电能来自电网，无法像在试验室中那样采用虚负荷的形式进行计量测试。如对现有充电桩进行实负荷测量，需要配备专用的交流电阻/电子负载，而交流电阻/电子负载体积庞大移动不便，同时交流电阻/电子负载在试验时需要消耗大量电能，不符合节能的技术发展方向。
发明内容
为了解决背景技术存在的对充电桩采用实负荷方法测量带来的设备臃肿且消耗大量电能等问题，本发明提供了一种可进行电能计量虚负荷测试的汽车充电桩系统及方法，使用虚负荷的测试方法代替实负荷测试方法，从根本上解决了以上问题。
一种可进行电能计量虚负荷测试的电动汽车充电桩系统，所述系统包括：
电源模块，所述电源模块包含交流电压源以及交流电流源，所述电源模块用于以虚负荷方式分别对交流充电桩的测试专用单元提供交流电流以及交流电压；
交流充电桩，所述交流充电桩包含测试专用单元、充电专用单元、切换开关、计量单元、保护单元以及采集交互终端；所述充电专用单元用于充电桩给电动汽车充电，所述测试专用单元用于与电源模块相连，用于将交流电压以及交流电流分别接入所述交流充电桩；所述切换开关用于切换计量单元与充电专用单元连接或是与测试专用单元相连；所述计量单元用于计量电能；所述保护单元用于保护切换开关；采集交互终端用于显示计量结果；
计量标准模块，所述计量标准模块由交流标准电能表构成，用于测量交流电能，并与计量单元输出的计量结果进行对比。
进一步的，所述测试专用单元通过切换开关与计量单元相连，所述充电专用单元通过切换开关与计量单元相连，所述保护单元与测试专用单元、充电专用单元以及切换开关相连，所述采集交互终端与计量单元相连，所述计量单元与计量标准模块相连；
进一步的，所述保护单元由两个电流传感器、断路器以及报警器构成，所述两个电流传感器分别用于感应测试专用单元以及充电专用单元是否有电流通过，所述电流传感器与断路器相连，当所述两个传感器感应所述测试专用单元以及充电专用单元均存在电流时，所述断路器使切换开关断路，所述报警器报警；
进一步的，所述交流电压源与交流电流源相互独立，交流电压源以及所述交流电流源分别与测试专用回路相连，测试专用单元中电流回路与电压回路相互独立；
进一步的，所述计量单元输出端与计量标准模块对比输入端相连，将计量单元计量结果输入到计量标准模块与所述交流标准电能表计量结果进行对比，所述测试专用单元输出至计量单元的电压以及电流与输出至计量标准模块的电压以及电流相同；
进一步的，所述充电专用单元由实负荷的交流电网供电。
一种可进行电能计量虚负荷测试的电动汽车交流充电桩装置，所述装置包含：
充电专用单元，所述充电专用单元用于给电动汽车充电；
测试专用单元，所述测试专用单元用于与电源模块相连，并将交流电压以及交流电流分别接入所述交流充电桩装置中；
切换开关，所述切换开关用于切换计量单元与充电专用单元相连或是与测试专用单元相连；
计量单元，所述计量单元用于计量电能；
保护单元，所述保护单元用于保护切换开关；以及
采集交互终端，所述采集交互终端用于显示计量结果。
进一步的，所述测试专用单元通过切换开关与计量单元相连，所述充电专用单元通过切换开关与计量单元相连，所述保护单元与测试专用单元、充电专用单元以及切换开关相连，所述采集交互终端与计量单元相连；
进一步的，所述保护单元由两个电流传感器、断路器以及报警器构成，所述两个电流传感器分别用于感应测试专用单元以及充电专用单元是否有电流通过，所述电流传感器与断路器相连，当所述两个传感器感应所述测试专用单元以及充电专用单元均存在电流时，所述断路器使切换开关断路，所述报警器报警；
进一步的，所述充电专用单元由实负荷的交流电网供电，所述测试专用单元由相互独立的交流电压源以及交流电流源进行虚负荷供电。
一种对汽车充电桩进行电能计量虚负荷测试的方法，所述方法包括：
步骤1，将切换开关切换到测量回路单元；
步骤2，保护单元判断切换是否成功；
步骤3，计量单元对交流电流和交流电压进行分别计量，并计算得到计量电能；
步骤4，计量标准模块对交流电流和交流电压进行分别计量，并计算得到标准电能；
步骤5，计量标准模块对所述计量电能与标准电能进行比较，判断充电桩是否满足相应等级要求。
进一步的，所述保护单元通过判断测试专用单元以及充电专用单元是否均存在电流；如均存在电流，则保护电路使切换开关断路并报警；如仅所述测试专用单元以及充电专用单元中的一个单元存在电流，则判断切换成功；
进一步的，所述计量单元以及对比计量单元均通过虚负荷方式进行计量测试，所述虚负荷方式指电流回路与电压回路相互独立，计量单元以及对比计量单元对电流和电压分别进行单独测量；
进一步的，所述计量电能与对比计量电能的比较方法为比较电能脉冲或直接读数。
本发明的有益效果为：本发明的技术方案，给出了一种可进行电能计量虚负荷测试的汽车充电桩系统，所述充电桩系统具有虚负荷计量测试功能，可通过虚负荷测试方法对充电桩的计量是否准确进行测试，解决了充电桩计量性能测试困难耗电量大等问题。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为本发明具体实施方式的一种可进行电能计量虚负荷测试的汽车充电桩系统结构图；
图2为本发明具体实施方式的一种用于实现可进行电能计量虚负荷测试的汽车充电桩系统的方法的流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为本发明具体实施方式的一种可进行电能计量虚负荷测试的汽车充电桩系统结构图；所述系统包含：
电源模块110，所述电源模块110包含交流电压源以及交流电流源，所述电源模块用于以虚负荷方式分别对交流充电桩120的测试专用单元122提供交流电流以及交流电压；
交流充电桩120，所述交流充电桩120包含充电专用单元121、测试专用单元122、切换开关123、保护单元124、计量单元125以及采集交互终端126；所述充电专用单元121用于充电桩给电动汽车充电，所述测试专用单元122用于与电源模块110相连，用于将交流电压以及交流电流分别接入所述交流充电桩120；所述切换开关123用于切换计量单元125与充电专用单元121连接或是与测试专用单元122连接；所述计量单元125用于计量电能；所述保护单元124用于保护切换开关123；采集交互终端126用于显示计量结果；
计量标准模块130，所述计量标准模块130由交流标准电能表构成，用于测量交流电能，并与计量单元125输出的计量结果进行对比。
进一步的，所述测试专用单元122通过切换开关123与计量单元125相连，所述充电专用单元通过切换开关与计量单元相连，所述保护单元与测试专用单元、充电专用单元以及切换开关相连，所述采集交互终端与计量单元相连，所述计量单元与计量标准模块相连；
进一步的，所述保护单元由两个电流传感器、断路器以及报警器构成，所述两个电流传感器分别用于感应测试专用单元以及充电专用单元是否有电流通过，所述电流传感器与断路器相连，当所述两个传感器感应所述测试专用单元以及充电专用单元均存在电流时，所述断路器使切换开关断路，所述报警器报警；
进一步的，所述交流电压源与交流电流源相互独立，交流电压源以及所述交流电流源分别与测试专用回路相连，测试专用单元中电流回路与电压回路相互独立；
进一步的，所述计量单元输出端与计量标准模块对比输入端相连，将计量单元计量结果输入到计量标准模块与所述交流标准电能表计量结果进行对比，所述测试专用单元输出至计量单元的电压以及电流与输出至计量标准模块的电压以及电流相同；
进一步的，所述充电专用单元由实负荷的交流电网供电。
图2为本发明具体实施方式的一种用于实现可进行电能计量虚负荷测试的汽车充电桩系统的方法的流程图，所述方法包含：
步骤1，将切换开关切换到测量回路单元；
步骤2，保护单元判断切换是否成功；
步骤3，计量单元对交流电流和交流电压进行分别计量，并计算得到计量电能；
步骤4，计量标准模块对交流电流和交流电压进行分别计量，并计算得到标准电能；
步骤5，计量标准模块对所述计量电能与标准电能进行比较，判断充电桩是否满足相应等级要求。
进一步的，所述保护单元通过判断测试专用单元以及充电专用单元是否均存在电流；如均存在电流，则保护电路使切换开关断路并报警；如仅所述测试专用单元以及充电专用单元中的一个单元存在电流，则判断切换成功；
进一步的，所述计量单元以及对比计量单元均通过虚负荷方式进行计量测试，所述虚负荷方式指电流回路与电压回路相互独立，计量单元以及对比计量单元对电流和电压分别进行单独测量；
进一步的，所述计量电能与对比计量电能的比较方法为比较电能脉冲或直接读数。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种可进行电能计量虚负荷测试的电动汽车充电桩系统，所述系统包括：
电源模块，所述电源模块包含交流电压源以及交流电流源，所述电源模块用于以虚负荷方式分别对交流充电桩的测试专用单元提供交流电流以及交流电压；
交流充电桩，所述交流充电桩包含测试专用单元、充电专用单元、切换开关、计量单元、保护单元以及采集交互终端；所述充电专用单元用于充电桩给电动汽车充电，所述测试专用单元用于与电源模块相连，用于将交流电压以及交流电流分别接入所述交流充电桩；所述切换开关用于切换计量单元与充电专用单元连接或是与测试专用单元相连；所述计量单元用于计量电能；所述保护单元用于保护切换开关，所述保护单元由两个电流传感器、断路器以及报警器构成，所述两个电流传感器分别用于感应测试专用单元以及充电专用单元是否有电流通过，所述电流传感器与断路器相连，当所述两个电流传感器感应所述测试专用单元以及充电专用单元均存在电流时，所述断路器使切换开关断路，所述报警器报警；采集交互终端用于显示计量结果；
所述测试专用单元通过切换开关与计量单元相连，所述充电专用单元通过切换开关与计量单元相连，所述保护单元与测试专用单元、充电专用单元以及切换开关相连，所述采集交互终端与计量单元相连，所述计量单元与计量标准模块相连；
所述交流电压源与交流电流源相互独立，交流电压源以及所述交流电流源分别与测试专用单元中的电流回路与电压回路相连，测试专用单元中电流回路与电压回路相互独立；
所述计量单元输出端与计量标准模块对比输入端相连，将计量单元计量结果输入到计量标准模块与交流标准电能表计量结果进行对比，所述测试专用单元输出至计量单元的电压以及电流与其输出至计量标准模块的电压以及电流相同；
计量标准模块，所述计量标准模块由交流标准电能表构成，用于测量交流电能，并与计量单元输出的计量结果进行对比。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述充电专用单元由实负荷的交流电网供电。
3.一种可进行电能计量虚负荷测试的电动汽车交流充电桩装置，所述装置包含：
充电专用单元，所述充电专用单元用于给电动汽车充电；
测试专用单元，所述测试专用单元用于与电源模块相连，并将电流模块提供的交流电压与交流电流分别接入所述测试专用单元中的电压回路与电流回路，电流回路与电压回路相互独立；
切换开关，所述切换开关用于切换计量单元与充电专用单元相连或是与测试专用单元相连；
计量单元，所述计量单元用于计量电能；
保护单元，所述保护单元用于保护切换开关，所述保护单元由两个电流传感器、断路器以及报警器构成，所述两个电流传感器分别用于感应测试专用单元以及充电专用单元是否有电流通过，所述电流传感器与断路器相连，当所述两个电流传感器感应所述测试专用单元以及充电专用单元均存在电流时，所述断路器使切换开关断路，所述报警器报警；
所述测试专用单元通过切换开关与计量单元相连，所述充电专用单元通过切换开关与计量单元相连，所述保护单元与测试专用单元、充电专用单元以及切换开关相连，采集交互终端与计量单元相连；以及
采集交互终端，所述采集交互终端用于显示计量结果。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述充电专用单元由实负荷的交流电网供电，所述测试专用单元由相互独立的交流电压源以及交流电流源进行虚负荷供电。
5.一种根据权利要求1所述的可进行电能计量虚负荷测试的电动汽车充电桩系统的测试方法，所述方法包括：
步骤1，将切换开关切换到测试专用单元；
步骤2，保护单元判断切换是否成功，所述保护单元通过判断测试专用单元以及充电专用单元是否均存在电流；如均存在电流，则保护电路使切换开关断路并报警；如仅所述测试专用单元以及充电专用单元中的一个单元存在电流，则判断切换成功；
步骤3，计量单元对交流电流和交流电压进行分别计量，并计算得到计量电能；
步骤4，计量标准模块对交流电流和交流电压进行分别计量，并计算得到标准电能；
步骤5，计量标准模块对所述计量电能与标准电能进行比较，判断充电桩是否满足相应等级要求；
所述计量单元以及计量标准模块均通过虚负荷方式进行计量测试，所述虚负荷方式指电流回路与电压回路相互独立，计量单元以及计量标准模块对电流和电压分别进行单独测量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述计量电能与标准电能的比较方法为比较电能脉冲或直接读数 。
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