CN109342972B - 充电桩测试设备及交流、直流充电桩测试系统 - Google Patents

充电桩测试设备及交流、直流充电桩测试系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种充电桩测试设备，包括主电路单元和控制电路单元；所述主电路单元包括：变流器；双向DC/DC变换电路；硬件功能检测模块；所述控制电路单元包括：主控制器；主控制器通过第一通信接口与变流器、双向DC/DC变换电路、电表、BMS进行通信；主控制器通过第二通信接口与触摸屏进行通信；主控制器通过第三通信接口与上位机进行通信；BMS通过第四通信接口与充电桩进行通信，通过本发明可以把充电桩测试过程中的能量作为充电桩的能量输入，电网仅提供设备自身的损耗即可；可以对交直流电网输入的充电桩均适用，并且均能够节约能量；可用于充电桩测试中。

Description

充电桩测试设备及交流、直流充电桩测试系统
技术领域
本发明涉及一种充电桩测试设备，特别涉及一种交直流充电桩测试系统。
背景技术
目前的充电桩测试负载大多数采用电阻负载，电阻负载的缺点是，电阻负载不能动态调节，经电阻消耗的能量不可回收，当多个充电桩同时进行老化的时候需要较大的功率，限制了充电桩同时进行老化的数量。同时目前有些国家和地区的交通用电依旧采用直流电网，目前还没有针对直流输入的充电桩进行测试的装置。目前市场上的产品均是对测试的单体进行测试，没有进行统计分析。本发明能够解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种充电桩测试设备及交流、直流充电桩测试系统，可对交流、直流充电桩进行测试，且测试过程中的能量可进行回收，避免了能量的浪费。
本发明的目的是这样实现的：一种充电桩测试设备，其特征在于，包括主电路单元和控制电路单元；
所述主电路单元包括：
变流器，用以实现交、直流的变换；
双向DC/DC变换电路，用以控制直流电压变换，与变流器电连接，实现能量的双向传输；
硬件功能检测模块，包括绝缘接地保护试验模块和反接试验模块，用以进行充电桩绝缘接地保护试验和反接试验，与双向DC/DC变换电路电连接，实现能量的传输；
所述控制电路单元包括：
主控制器，用以执行测试程序；
主控制器通过第一通信接口与变流器、双向DC/DC变换电路、电表、BMS模拟器进行通信，用以采集主电路的工作数据并控制主电路做出相应动作；
主控制器通过第二通信接口与触摸屏进行通信，触摸屏与扫码枪进行通信，用以使用扫码枪采集充电桩编号，将其发送显示在触摸屏上，并发送给主控制器，同时触摸屏还接收来自主控制器的充电桩工作数据；
主控制器通过第三通信接口与上位机进行通信，用以将数据上传至上位机，并接受上位机的控制信号；
BMS模拟器通过第四通信接口与充电桩进行通信，主控制器与电表的通信用以记录节约的能量以及测量主电路上的电流电压。
作为本发明的进一步限定，所述双向DC/DC变换电路通过第一直流母线与变流器进行电连接，所述硬件功能检测模块通过第二直流母线与双向DC/DC变换电路进行电连接，所述硬件功能检测模块包括通过直流继电器连接在第三直流母线上的绝缘接地保护试验模块和反接试验模块，所述第三直流母线通过直流继电器连接在第二直流母线上。
作为本发明的进一步限定，所述第一通信接口采用RS485通信方式；所述第二通信接口采用RS485通信方式；所述第三通信接口采用CAN总线通信方式；所述第四通信接口采用CAN总线通信方式；所述触摸屏与扫码枪之间通过USB通信方式连接。
作为本发明的进一步限定，所述双向DC/DC变换电路设置有2n（n≥1）组，所述硬件功能检测模块设置有4n（n≥1）组。
一种交流充电桩测试系统，包括充电桩测试设备和交流充电桩，所述交流充电桩的In端连接在交流电网上，交流充电桩的Out端与硬件功能检测模块Out端相连，硬件功能检测模块的In端与双向DC/DC变换电路的Out端相连，双向DC/DC变换电路的In端与变流器的Out端相连，变流器的In端连接在交流电网上。
作为本发明的进一步限定，所述双向DC/DC变换电路设置有n（n≥1）组，所述硬件功能检测模块设置有2n（n≥1）组，所述交流充电桩对应设置有2n（n≥1）组。
一种直流充电桩测试系统，包括充电桩测试设备和直流充电桩，变流器的In端连接在交流电网上，所述双向DC/DC变换电路设置有2组，两双向DC/DC变换电路的In端与变流器的Out端相连，其中一双向DC/DC变换电路的Out端与硬件功能检测模块的In端相连，硬件功能检测模块的Out端与直流充电桩的Out端相连，另一双向DC/DC变换电路的Out端与直流充电桩的In端相连。
作为本发明的进一步限定，所述双向DC/DC变换电路设置有2n（n≥1）组，所述硬件功能检测模块设置2n（n≥1）组，所述直流充电桩对应设置有2n（n≥1）组。
本发明应用在交流充电桩测试时，测试的顺序为：绝缘接地保护试验=>充电桩反接试验=>充电桩充电试验；工作过程为：按照交流充电桩测试系统接好线后，通过扫码枪扫描充电桩的二维码，获取充电桩的唯一编号，扫码枪发送给触摸屏，触摸屏显示并发送给主控制器，主控制器通过CAN发送给上位机；断开硬件功能检测模块与双向DC/DC变换电路之间的直流继电器，对充电桩进行充电桩绝缘接地保护试验时，闭合绝缘接地保护试验模块与第三直流母线之间的直流继电器，断开反接试验模块与第三直流母线之间的直流继电器；对充电桩进行反接试验时，断开绝缘接地保护试验模块与第三直流母线之间的直流继电器，闭合反接试验模块与第三直流母线之间的直流继电器即可；对充电桩进行充电试验时，断开硬件功能检测模块内的两直流继电器，闭合硬件功能检测模块与双向DC/DC变换电路之间的直流继电器，在触摸屏中设定电池的需求信息，主控制器发送命令给BMS模拟器，然后BMS模拟器通过CAN与充电桩进行通信，控制充电桩进行充电，充电桩发出的直流电经过双向DC/DC变换电路，再经变流器回馈给电网，电网把回馈的能量又输送给充电桩，从而达到节能的目的，同时对电网的功率需求低，满足设备自身的损耗功率即可，在进行测试的同时，主控制器把测试的过程以及测试的结果通过CAN发送给上位机，同时电表在此过程可记录节约的能量，上位机存储测试过程以及测试结果，并进行分析，为测试过程以及测试方法进行优化提供依据。
本发明应用在直流充电桩测试时，测试的顺序为：绝缘接地保护试验=>充电桩反接试验=>充电桩充电试验；工作过程与交流充电桩检测相同。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过本发明可以把充电桩测试过程中的能量可以作为充电桩的能量输入，电网仅提供设备自身的损耗即可；可以对交直流输入的充电桩均适用，并且均能够节约能量；能够通过扫码输入充电桩的二维码录入系统，然后可以记录此充电桩的测试记录。
附图说明
图1为本发明中交流充电桩测试系统接线图。
图2为本发明中直流充电桩测试系统接线图。
图3为本发明中充电桩测试设备的控制电路原理框图。
图4为本发明中硬件功能检测模块内部图。
图5为本发明交流电网输入的充电桩的能量流动图。
图6为本发明直流电网输入的充电桩的能量流动图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
如图1-4所示一种充电桩测试设备，包括主电路单元和控制电路单元；
主电路单元包括：
变流器，用以实现交、直流的变换；
双向DC/DC变换电路，用以控制直流电压变换，与变流器电连接，实现能量的传输；
硬件功能检测模块，包括绝缘接地保护试验模块和反接试验模块，用以进行充电桩绝缘接地保护试验和反接试验，与双向DC/DC变换电路电连接，实现能量的传输；
双向DC/DC变换电路通过第一直流母线与变流器进行电连接，硬件功能检测模块通过两第二直流母线与双向DC/DC变换电路进行电连接，硬件功能检测模块包括通过直流继电器J5、J6连接在第三直流母线上的绝缘接地保护试验模块和反接试验模块，四根第三直流母线分别通过直流继电器J1、J2、J3、J4连接在第二直流母线上，双向DC/DC变换电路设置有2组（1#双向DCDC、2#双向DCDC），硬件功能检测模块设置有4组（硬件功能检测1、硬件功能检测2、硬件功能检测3、硬件功能检测4）；
控制电路单元包括：
主控制器，用以执行测试程序；
主控制器通过RS485总线与变流器、双向DC/DC变换电路、硬件功能检测模块进行通信，用以采集主电路的工作数据并控制主电路做出相应动作；
主控制器通过RS485总线与触摸屏进行通信，触摸屏通过USB线与扫码枪进行通信，用以使用扫码枪采集充电桩编号，将其发送显示在触摸屏上，并发送给主控制器，同时触摸屏还接收来自主控制器的充电桩工作数据；
主控制器通过CAN总线与上位机进行通信，用以将数据上传至上位机，并接受上位机的控制信号；
主控制器通过RS485总线与电表、BMS模拟器进行通信，同时BMS模拟器通过CAN总线与充电桩进行通信，主控制器与电表的通信用以记录节约的能量以及测量主电路上的电流电压，主控制器与BMS模拟器的通信用以控制充电桩工作。
实施例2
如图1、3、4、5所示的一种交流充电桩测试系统，包括实施例1的充电桩测试设备和4个交流充电桩（充电桩1#、充电桩2#、充电桩3#、充电桩4#），4个交流充电桩的In端连接在交流380V电网上，4个交流充电桩的Out端与4个硬件功能检测模块Out端一一对应相连，2个硬件功能检测模块的In端对应与1个双向DC/DC变换电路的Out端相连，2个双向DC/DC变换电路的In端与变流器的Out端相连，变流器的In端连接在交流380V电网上。
其工作时，由于在交流输入的充电桩检测中，1#双向DCDC与2#双向DCDC是一样的，所以以下分析仅对1#双向DCDC进行。
充电桩1#与硬件功能检测1连接，充电桩2#与硬件功能检测2连接，测试的顺序是充电桩1#进行充电桩：绝缘接地保护试验=>充电桩反接试验，同时充电桩2#进行充电桩充电试验。
通过扫码枪扫描充电桩1#的二维码，获取充电桩1#的唯一编号，扫码枪发送给触摸屏，触摸屏显示并发送给主控制器，主控制器通过CAN发送给上位机。然后通过扫码枪扫描充电桩2#的二维码，获取充电桩2#的唯一编号，扫码枪发送给触摸屏，触摸屏显示并发送给主控制器，主控制器通过CAN发送给上位机。断开J1直流继电器，闭合J2直流继电器；对充电桩1#进行充电桩绝缘接地保护试验时，闭合J5直流继电器，断开J6直流继电器；对充电桩1#进行充电桩反接试验时，闭合J6直流继电器，断开J5直流继电器。对充电桩1#进行充电试验时，在触摸屏中设定电池的需求信息，触摸屏发送命令给BMS模拟器，然后BMS模拟器通过CAN与充电桩1#进行通信，进行充电，充电桩1#发出的直流电经过1#双向DC/DC变换电路，再经变流器回馈给电网，电网把回馈的能量又输送给充电桩1#，达到节能的目的，同时对电网的功率需求低，满足设备自身的额损耗功率即可；在进行测试的同时，主控制器把测试的过程以及测试的结果通过CAN发送给上位机，上位机存储测试过程以及测试结果，并进行分析，为测试过程以及测试方法进行优化提供依据；同时每个双向DCDC可以同时测试两个充电桩，提高设备的利用率达到节约测试时间的目的。
实施例3
如图2、3、4、6所示的一种直流充电桩测试系统，包括实施例1的充电桩测试设备和两个直流充电桩（充电桩1#、充电桩2#），变流器的In端连接在交流380V电网上，2双向DC/DC变换电路的In端与变流器的Out端相连，2个硬件功能检测模块的In端对应与1个双向DC/DC变换电路的Out端相连，2充电桩的两端分别与2双向DC/DC变换电路下的硬件功能检测模块Out端相连。
工作时，充电桩1#与硬件功能检测1、硬件功能检测4连接，充电桩2#与硬件功能检测2、硬件功能检测3连接，测试的顺序是充电桩1#进行充电桩：绝缘接地保护试验=>充电桩反接试验，同时充电桩2#进行充电桩充电试验。
通过扫码枪扫描充电桩1#的二维码，获取充电桩1#的唯一编号，扫码枪发送给触摸屏，触摸屏显示并发送给主控制器，主控制器通过CAN发送给上位机。然后通过扫码枪扫描充电桩2#的二维码，获取充电桩2#的唯一编号，扫码枪发送给触摸屏，触摸屏显示并发送给主控制器，主控制器通过CAN发送给上位机。断开J1直流继电器，闭合J2直流继电器。对充电桩1#进行充电桩绝缘接地保护试验时，闭合硬件检测1的J5直流继电器，闭合硬件检测1的断开J6直流继电器。对充电桩1#进行充电桩绝缘接地保护试验时，闭合硬件检测1的J6直流继电器，断开闭合硬件检测1的J5直流继电器。对充电桩1#进行充电试验时，在触摸屏中设定电池的需求信息，触摸屏发送命令给BMS，然后BMS通过CAN与充电桩进行通信，进行充电，充电桩1#发出的直流电经过1#双向DCDC，传输到直流母线上，然后通过2#双向DCDC再传输给充电桩1#，达到节能的目的，同时对电网的功率需求低，满足设备自身的损耗功率即可。在进行测试的同时，主控制器把测试的过程以及测试的结果通过CAN发送给上位机，上位机存储测试过程以及测试结果，并进行分析，为测试过程以及测试方法进行优化提供依据。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种充电桩测试设备，其特征在于，包括主电路单元和控制电路单元；
所述主电路单元包括：
变流器，用以实现交、直流的变换；
双向DC/DC变换电路，用以控制直流电压变换，与变流器电连接，实现能量的双向传输；
硬件功能检测模块，包括绝缘接地保护试验模块和反接试验模块，用以进行充电桩绝缘接地保护试验和反接试验，与双向DC/DC变换电路电连接，实现能量的传输；
交流测试时，所述双向DC/DC变换电路设置有n组，n≥1，所述硬件功能检测模块设置有2n组，n≥1，交流充电桩设置2n组，n≥1，交流充电桩的输入端连接在交流电网上，交流充电桩的输出端与硬件功能检测模块输出端相连，硬件功能检测模块的输入端与双向DC/DC变换电路的输出端相连，双向DC/DC变换电路的输入端与变流器的输出端相连，变流器的输入端连接在交流电网上；
直流测试时，所述双向DC/DC变换电路设置有2n组， n≥1，所述硬件功能检测模块设置有2n组，n≥1，直流充电桩设置有2n组， n≥1，变流器的输入端连接在交流电网上，双向DC/DC变换电路的输入端与变流器的输出端相连，其中一双向DC/DC变换电路的输出端与硬件功能检测模块的输入端相连，硬件功能检测模块的输出端与直流充电桩的输出端相连，另一双向DC/DC变换电路的输出端与直流充电桩的输入端相连；
所述控制电路单元包括：
主控制器，用以执行测试程序；
主控制器通过第一通信接口与变流器、双向DC/DC变换电路、电表、BMS模拟器进行通信，用以采集主电路的工作数据并控制主电路做出相应动作；
主控制器通过第二通信接口与触摸屏进行通信，触摸屏与扫码枪进行通信，用以使用扫码枪采集充电桩编号，将其发送显示在触摸屏上，并发送给主控制器，同时触摸屏还接收来自主控制器的充电桩工作数据；
主控制器通过第三通信接口与上位机进行通信，用以将数据上传至上位机，并接受上位机的控制信号；
BMS模拟器通过第四通信接口与充电桩进行通信，主控制器与电表的通信用以记录节约的能量以及测量主电路上的电流电压。
2.根据权利要求1所述的充电桩测试设备，其特征在于，所述双向DC/DC变换电路通过第一直流母线与变流器进行电连接，所述硬件功能检测模块通过第二直流母线与双向DC/DC变换电路进行电连接，所述硬件功能检测模块包括通过直流继电器连接在第三直流母线上的绝缘接地保护试验模块和反接试验模块，所述第三直流母线通过直流继电器连接在第二直流母线上。
3.根据权利要求2所述的充电桩测试设备，其特征在于，所述第一通信接口采用RS485通信方式；所述第二通信接口采用RS485通信方式；所述第三通信接口采用CAN总线通信方式；所述第四通信接口采用CAN总线通信方式；所述触摸屏与扫码枪之间通过USB通信方式连接。
4.一种交流充电桩测试系统，包括如权利要求2所述的充电桩测试设备和交流充电桩，其特征在于，所述交流充电桩的输入端连接在交流电网上，交流充电桩的输出端与硬件功能检测模块输出端相连，硬件功能检测模块的输入端与双向DC/DC变换电路的输出端相连，双向DC/DC变换电路的输入端与变流器的输出端相连，变流器的输入端连接在交流电网上。
5.根据权利要求4所述的交流充电桩测试系统，其特征在于，所述双向DC/DC变换电路设置有n组，n≥1，所述硬件功能检测模块设置有2n组，n≥1，所述交流充电桩对应设置有2n组，n≥1。
6.一种直流充电桩测试系统，包括如权利要求2所述的充电桩测试设备和直流充电桩，其特征在于，所述变流器的输入端连接在交流电网上，所述双向DC/DC变换电路设置有2组，两双向DC/DC变换电路的输入端与变流器的输出端相连，其中一双向DC/DC变换电路的输出端与硬件功能检测模块的输入端相连，硬件功能检测模块的输出端与直流充电桩的输出端相连，另一双向DC/DC变换电路的输出端与直流充电桩的输入端相连。
7.根据权利要求6所述的直流充电桩测试系统，其特征在于，所述双向DC/DC变换电路设置有2n组，n≥1，所述硬件功能检测模块设置2n组，n≥1，所述直流充电桩对应设置有2n组，n≥1。
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