CN109342974A - 一种无线充电电源测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线充电电源测试系统，包括：可变交流电源、动力电池模拟模块、工控机、信号模拟模块、无线充电电源安装模块以及数据测试模块；无线充电电源安装模块包括安装无线充电电源的地面侧的固定层以及安装无线充电电源的车辆侧的移动层，固定层与移动层之间的相对位置可变；可变交流电源的输出端分别与无线充电电源的壁挂侧以及数据测试模块连接，动力电池模拟模块的输入端分别与无线充电电源的车辆侧以及数据测试模块连接，信号模拟模块分别与无线充电电源的车辆侧以及工控机连接；通过模拟无线充电电源安装到电动汽车上之后进行无线充电的工作场景，进而获得无线充电电源更多的性能参数，保证无线充电电源的可靠性。

Description

一种无线充电电源测试系统

技术领域

本发明涉及无线充电电源测试领域，特别涉及一种无线充电电源测试系统。

背景技术

随着电动汽车研发技术的发展，电动汽车的使用也越来越普及。由于电动汽车采用电能为汽车行驶提供能量，因此需要对电动汽车进行充电。电动汽车传统的充电方式为有线充电方式，如通过与充电桩有线连接的充电枪插入电动汽车的充电口，对电动汽车进行充电。

伴随着电动汽车与无线充电技术的进步，无线充电技术大规模应用于纯电动汽车或混合动力汽车已成为现实。

然而无线充电技术中使用的无线充电电源虽然被应用于电动汽车，但针对无线充电电源的测试尚无完整的测试方案，因此无法保证无线充电电源的可靠性。

发明内容

本发明提供了一种无线充电电源测试系统，用以解决现有技术中无线充电电源尚无完整的测试方案，导致可靠性较差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种无线充电电源测试系统，包括：

可变交流电源、动力电池模拟模块、工控机、信号模拟模块、无线充电电源安装模块以及数据测试模块；

所述无线充电电源安装模块包括安装无线充电电源的地面侧的固定层以及安装所述无线充电电源的车辆侧的移动层，所述固定层与所述移动层之间的相对位置可变；

所述可变交流电源的输出端分别与所述无线充电电源的壁挂侧以及所述数据测试模块连接，所述动力电池模拟模块的输入端分别与所述无线充电电源的车辆侧以及所述数据测试模块连接，所述信号模拟模块分别与所述无线充电电源的车辆侧以及所述工控机连接；

所述可变交流电源用于向所述无线充电电源输出交流电；所述工控机用于向所述信号模拟模块发送控制指令，所述信号模拟模块用于根据所述控制指令，控制所述无线充电电源对所述动力电池模拟模块进行充电；所述数据测试模块用于测试得到所述无线充电电源的工作效率；所述无线充电电源安装模块用于移动所述移动层，调整所述无线充电电源的地面侧与车辆侧的相对位置。

进一步地，所述数据测试模块包括：功率测量单元，所述功率测量单元分别与所述可变交流电源的输出端以及所述动力电池模拟模块的输入端连接；

所述功率测量单元用于获取所述可变交流电源的输出端的输出功率以及所述动力电池模拟模块的输入端的输入功率，并将所述输入功率除以所述输出功率得到的商作为所述无线充电电源的工作效率。

进一步地，所述功率测量单元为功率分析仪，用于测量所述可变交流电源的输出端的输出电流和输出电压，以及动力电池模拟模块的输入端的输入电流和输入电压，并根据所述输出电流和输出电压得到输出功率，根据所述输入电流和输入电压得到所述输入功率。

进一步地，所述数据测试模块还包括：示波器，所述示波器分别与所述可变交流电源的输出端以及所述动力电池模拟模块的输入端连接；

所述示波器用于获取所述可变交流电源的输出端的输出电压的波形、输出电流的波形，还用于获取所述动力电池模拟模块的输入端的输入电压的波形、输入电流的波形、纹波电流以及纹波电压。

进一步地，所述动力电池模拟模块包括并联连接的高压电源和电子负载。

进一步地，所述工控机还与所述可变交流电源连接，所述工控机用于向所述可变交流电源发送第一控制信号，所述可变交流电源用于根据所述第一控制信号控制输出电压在预设范围内调整。

进一步地，所述工控机还与所述无线充电电源安装模块连接，所述工控机用于向所述无线充电电源安装模块发送第二控制信号，所述无线充电电源安装模块根据所述第二控制信号控制所述移动层进行移动。

进一步地，所述工控机还与所述数据测试模块连接，所述工控机还用于接收所述数据测试模块得到的工作效率，并根据预设模板生成测试报告。

进一步地，所述工控机还与所述无线充电电源的车辆侧连接，所述工控机还用于向所述无线充电电源的车辆侧发送第三控制信号，控制所述无线充电电源的车辆侧的性能参数进行改变，所述性能参数至少包括：输出电压和输出电流。

进一步地，所述信号模拟模块包括：控制芯片、继电器控制单元、至少五个继电器以及至少五个电压采集单元；

所述控制芯片分别与所述工控机以及所述继电器控制单元连接；所述继电器控制单元分别与所述继电器的控制端连接；所述继电器的第一端与低压电源连接，第二端与所述无线充电电源的车辆侧连接；所述电压采集单元的输入端与所述无线充电电源的车辆侧连接，输入端与所述控制芯片连接；

所述控制芯片用于接收所述工控机发送的控制指令，并根据所述控制指令控制所述继电器控制单元，以使所述继电器控制单元闭合或者断开所述继电器；

所述电压采集单元用于获取所述无线充电电源的车辆侧的运行电压，并将所述运行电压发送至所述控制芯片，以使所述控制芯片将所述运行电压转发至所述工控机。

进一步地，所述电压采集单元包括：运算放大器、第一电阻和第二电阻；

其中所述运算放大器的正向输入端与所述无线充电电源的车辆侧连接，负向输入端分别与所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端连接；所述第二电阻的第二端接地；所述第一电阻的第二端分别与所述控制芯片、所述运算放大器的输出端连接。

本发明的有益效果是：

上述技术方案，工控机与信号模拟模块相配合，控制可变交流电源通过无线充电电源对动力电池模拟模块进行充电；动力电池模拟模块用来模拟电动汽车的动力电池，从而模拟出无线充电电源安装到电动汽车上之后进行无线充电的工作场景；通过数据测试模块可以得到该场景下无线充电电源的工作效率，并且通过改变无线充电电源安装模块的固定层和移动层之间的相对位置，还可以得到无线充电电源在地面侧和车辆侧不同间隙、不同偏移时的工作效率，从而获得更多的无线充电电源的性能参数，保证无线充电电源的可靠性。

附图说明

图1表示本发明实施例提供的一种无线充电电源测试系统示意图之一；

图2表示本发明实施例提供的一种无线充电电源测试系统示意图之二；

图3表示本发明实施例提供的电压采集单元示意图。

附图标记说明：

11、可变交流电源；12、动力电池模拟模块；121、高压电源；122、电子负载；13、工控机；14、信号模拟模块；141、控制芯片；Q、运算放大器；R1、第一电阻；R2、第二电阻；142、继电器控制单元；143、电压采集单元；15、无线充电电源安装模块；16、数据测试模块；161、功率分析仪；162、示波器；17、无线充电电源。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本发明实施例提供了一种无线充电电源测试系统，该无线充电电源测试系统包括：

可变交流电源11、动力电池模拟模块12、工控机13、信号模拟模块14、无线充电电源安装模块15以及数据测试模块16；

无线充电电源安装模块15包括安装无线充电电源17的地面侧的固定层以及安装无线充电电源17的车辆侧的移动层，固定层与移动层之间的相对位置可变；

可变交流电源11的输出端分别与无线充电电源17的壁挂侧以及数据测试模块16连接，动力电池模拟模块12的输入端分别与无线充电电源17的车辆侧以及数据测试模块16连接，信号模拟模块14分别与无线充电电源17的车辆侧以及工控机13连接；

可变交流电源11用于向无线充电电源17输出交流电；工控机13用于向信号模拟模块14发送控制指令，信号模拟模块14用于根据控制指令，控制无线充电电源17对动力电池模拟模块12进行充电；数据测试模块16用于测试得到无线充电电源17的工作效率；无线充电电源安装模块15用于移动移动层，调整无线充电电源17的地面侧与车辆侧的相对位置。

应当说明的是，无线充电电源17通常包括壁挂侧、地面侧和车辆侧，其中壁挂侧与地面侧采用有线连接，地面侧与车辆侧之间采用无线连接。当然还有部分无线充电电源17的壁挂侧与地面侧集成在一起。这两类无线充电电源均适用于本发明。图1中各个功能模块之间的连接线可以为一条或者多条，根据实际情况决定，例如可变交流电源11的输出端与无线充电电源17的壁挂侧之间的连接，由于可变交流电源11输出三相交流电，这里可以采用三条连接线进行连接，图1中仅用一条连接线用来表示两者之间具有连接关系。

可变交流电源11输出交流电，并且输出电压在一预设范围内可变，可以通过手动调整输出电压，也可以采用软件对输出电压进行调整；可变交流电源11不仅对无线充电电源17进行供电，还可以模拟充电过程中的电压跳变场景。动力电池模拟模块12可以模拟电动汽车上的动力电池。工控机13与信号模拟模块14相配合，实现可变交流电源11通过无线充电电源17对动力电池模拟模块12进行充电，无线充电电源安装模块15可以安装无线充电电源17，并且可以实现安装无线充电电源17的地面侧与车辆侧的相对位置的调整，从而实现地面侧和车辆侧不同间隙、不同偏移的场景，较佳的，无线充电电源安装模块15的移动层可以在水平面以及竖直平面内进行移动。数据测试模块16可以在可变交流电源11通过无线充电电源17对动力电池模拟模块12进行充电的过程中，获取电流或者电压参数，从而得到无线充电电源17的工作效率。

本发明实施例中，工控机13与信号模拟模块14相配合，控制可变交流电源11通过无线充电电源17对动力电池模拟模块12进行充电；动力电池模拟模块12用来模拟电动汽车的动力电池，从而模拟出无线充电电源17安装到电动汽车上之后进行无线充电的工作场景；通过数据测试模块16可以得到该场景下无线充电电源17的工作效率，并且通过改变无线充电电源安装模块15的固定层和移动层之间的相对位置，还可以得到无线充电电源17在地面侧和车辆侧不同间隙、不同偏移时的工作效率，从而获得更多的无线充电电源17的性能参数，保证无线充电电源17的可靠性。

为方便获取无线充电电源17的工作效率，在上述发明实施例的基础上，本发明实施例中，数据测试模块16包括：功率测量单元，功率测量单元分别与可变交流电源11的输出端以及动力电池模拟模块12的输入端连接；

功率测量单元用于获取可变交流电源11的输出端的输出功率以及动力电池模拟模块12的输入端的输入功率，并将输入功率除以输出功率得到的商作为无线充电电源的工作效率。

应当说明的是，功率测量单元用于获取输入功率和输出功率，因此功率测量单元可以为功率分析仪、功率计或者其他可以测量功率的设备。如图2所示，功率测量单元为功率分析仪161，用于测量可变交流电源11的输出端的输出电流和输出电压，以及动力电池模拟模块12的输入端的输入电流和输入电压，并根据输出电流和输出电压得到输出功率，根据输入电流和输入电压得到输入功率。

继续参见图2，为了获取电流输入无线充电电源17之前以及之后的特性，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，数据测试模块16还包括：示波器162，示波器162分别与可变交流电源11的输出端以及动力电池模拟模块12的输入端连接；

示波器162用于获取可变交流电源11的输出端的输出电压的波形、输出电流的波形，还用于获取动力电池模拟模块12的输入端的输入电压的波形、输入电流的波形、纹波电流以及纹波电压。

应当说明的是，示波器162可以为数字示波器，用于获取并显示可变交流电源11的输出端的输出电压的波形以及输出电流的波形，并且根据可变交流电源11输出端的波形得到第一电压特性以及第一电流特性；还用于获取并显示动力电池模拟模块12的输入端的输入电压的波形、输入电流的波形、纹波电流以及纹波电压，并根据动力电池模拟模块12输入端的波形，得到第二电压特性以及第二电流特性。

继续参见图2，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，动力电池模拟模块12包括并联连接的高压电源121和电子负载122。

应当说明的是，动力电池模拟模块12用来模拟电动汽车的动力电池，因此可以通过并联设置的高压电源121和电子负载122来模拟动力电池，当然也可以采用动力电池模拟器用来模拟动力电池。当然动力电池模拟模块12还可以是可以模拟动力电池的其他电子设备。

继续参见图2，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，工控机13还与可变交流电源11连接，工控机13用于向可变交流电源11发送第一控制信号，可变交流电源11用于根据第一控制信号控制输出电压在预设范围内调整。

应当说明的是，可以通过编程的方式利用软件实现对可变交流电源11的控制，例如在开始对无线充电电源17的测试之后，工控机13持续输出第一控制信号，使得可变交流电源11持续输出交流电；在某一时刻，工控机13持续输出一特殊的第一控制信号，控制可变交流电源11输出一电压跳变的交流电。通过工控机13采用软件的方式控制可变交流电源11的输出电压，利于无线充电电源测试系统完全自动化的实现。

继续参见图2，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，工控机13还与无线充电电源安装模块15连接，工控机13用于向无线充电电源安装模块15发送第二控制信号，无线充电电源安装模块15根据第二控制信号控制移动层进行移动。

应当说明的是，工控机13通过发送第二控制信号对无线充电电源安装模块15进行控制，避免手动控制无线充电电源安装模块15，利于无线充电电源测试系统完全自动化的实现；无线充电电源安装模块15可以是XYZ六轴移动设备，但并不限于此。电源2用于对无线充电电源安装模块15进行供电。

继续参见图2，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，工控机13还与数据测试模块16连接，工控机13还用于接收数据测试模块16得到的工作效率，并根据预设模板生成测试报告。

应当说明的是，通过工控机13采集出数据测试模块16得到的数据，生成测试报告，避免人工参与，利于无线充电电源测试系统完全自动化的实现。

继续参见图2，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，工控机13还与无线充电电源17的车辆侧连接，工控机13还用于向无线充电电源17的车辆侧发送第三控制信号，控制无线充电电源17的车辆侧的性能参数进行改变，性能参数至少包括：输出电压和输出电流。

应当说明的是，工控机13通过通讯线与无线充电电源17的车辆侧连接，该通讯线可以为控制器局域网络总线，工控机13与无线充电电源17的车辆侧通过通讯线进行数据交互，工控机13可以模拟电动汽车发送信号至无线充电电源17的车辆侧，当然工控机13还可以通过信号模拟模块14下发一些控制指令至无线充电电源17的车辆侧，其中电源1用于对信号模拟模块14进行供电。

参见图3，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，信号模拟模块14包括：控制芯片141、继电器控制单元142、至少五个继电器K以及至少五个电压采集单元143(图3中未完全示出5个，仅示出1个)；

控制芯片141分别与工控机以及继电器控制单元142连接；继电器控制单元142分别与继电器K的控制端连接；继电器K的第一端与低压电源连接，第二端与无线充电电源的车辆侧连接；电压采集单元143的输入端与无线充电电源的车辆侧连接，输入端与控制芯片141连接；

控制芯片141用于接收工控机发送的控制指令，并根据控制指令控制继电器控制单元142，以使继电器控制单元闭合或者断开继电器K；

电压采集单元143用于获取无线充电电源的车辆侧的运行电压，并将运行电压发送至控制芯片141，以使控制芯片141将运行电压转发至工控机。

应当说明的是，电压采集单元141包括：运算放大器Q、第一电阻R1和第二电阻R2；

其中运算放大器Q的正向输入端与无线充电电源的车辆侧连接，负向输入端分别与第一电阻R1的第一端、第二电阻R2的第一端连接；第二电阻R2的第二端接地；第一电阻R1的第二端分别与控制芯片141、运算放大器Q的输出端连接。

在本发明的又一实施例中，工控机13通过通讯协议将可变交流电源11、高压电源121、电子负载122、信号模拟模块14、无线充电电源安装模块15、功率分析仪161以及示波器162连接起来，集中进行控制，从而实现自动化测试，其中通讯协议可以为通用接口总线协议，但不限于此。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

Claims (11)

1.一种无线充电电源测试系统，其特征在于，包括：

可变交流电源、动力电池模拟模块、工控机、信号模拟模块、无线充电电源安装模块以及数据测试模块；

所述无线充电电源安装模块包括安装无线充电电源的地面侧的固定层以及安装所述无线充电电源的车辆侧的移动层，所述固定层与所述移动层之间的相对位置可变；

所述可变交流电源的输出端分别与所述无线充电电源的壁挂侧以及所述数据测试模块连接，所述动力电池模拟模块的输入端分别与所述无线充电电源的车辆侧以及所述数据测试模块连接，所述信号模拟模块分别与所述无线充电电源的车辆侧以及所述工控机连接；

所述可变交流电源用于向所述无线充电电源输出交流电；所述工控机用于向所述信号模拟模块发送控制指令，所述信号模拟模块用于根据所述控制指令，控制所述无线充电电源对所述动力电池模拟模块进行充电；所述数据测试模块用于测试得到所述无线充电电源的工作效率；所述无线充电电源安装模块用于移动所述移动层，调整所述无线充电电源的地面侧与车辆侧的相对位置。

2.根据权利要求1所述的无线充电电源测试系统，其特征在于，所述数据测试模块包括：功率测量单元，所述功率测量单元分别与所述可变交流电源的输出端以及所述动力电池模拟模块的输入端连接；

所述功率测量单元用于获取所述可变交流电源的输出端的输出功率以及所述动力电池模拟模块的输入端的输入功率，并将所述输入功率除以所述输出功率得到的商作为所述无线充电电源的工作效率。

3.根据权利要求2所述的无线充电电源测试系统，其特征在于，所述功率测量单元为功率分析仪，用于测量所述可变交流电源的输出端的输出电流和输出电压，以及动力电池模拟模块的输入端的输入电流和输入电压，并根据所述输出电流和输出电压得到输出功率，根据所述输入电流和输入电压得到所述输入功率。

4.根据权利要求2所述的无线充电电源测试系统，其特征在于，所述数据测试模块还包括：示波器，所述示波器分别与所述可变交流电源的输出端以及所述动力电池模拟模块的输入端连接；

所述示波器用于获取所述可变交流电源的输出端的输出电压的波形、输出电流的波形，还用于获取所述动力电池模拟模块的输入端的输入电压的波形、输入电流的波形、纹波电流以及纹波电压。

5.根据权利要求1所述的无线充电电源测试系统，其特征在于，所述动力电池模拟模块包括并联连接的高压电源和电子负载。

6.根据权利要求1所述的无线充电电源测试系统，其特征在于，所述工控机还与所述可变交流电源连接，所述工控机用于向所述可变交流电源发送第一控制信号，所述可变交流电源用于根据所述第一控制信号控制输出电压在预设范围内调整。

7.根据权利要求1所述的无线充电电源测试系统，其特征在于，所述工控机还与所述无线充电电源安装模块连接，所述工控机用于向所述无线充电电源安装模块发送第二控制信号，所述无线充电电源安装模块根据所述第二控制信号控制所述移动层进行移动。

8.根据权利要求1所述的无线充电电源测试系统，其特征在于，所述工控机还与所述数据测试模块连接，所述工控机还用于接收所述数据测试模块得到的工作效率，并根据预设模板生成测试报告。

9.根据权利要求1所述的无线充电电源测试系统，其特征在于，所述工控机还与所述无线充电电源的车辆侧连接，所述工控机还用于向所述无线充电电源的车辆侧发送第三控制信号，控制所述无线充电电源的车辆侧的性能参数进行改变，所述性能参数至少包括：输出电压和输出电流。

10.根据权利要求1所述的无线充电电源测试系统，其特征在于，所述信号模拟模块包括：控制芯片、继电器控制单元、至少五个继电器以及至少五个电压采集单元；

所述控制芯片分别与所述工控机以及所述继电器控制单元连接；所述继电器控制单元分别与所述继电器的控制端连接；所述继电器的第一端与低压电源连接，第二端与所述无线充电电源的车辆侧连接；所述电压采集单元的输入端与所述无线充电电源的车辆侧连接，输入端与所述控制芯片连接；

所述控制芯片用于接收所述工控机发送的控制指令，并根据所述控制指令控制所述继电器控制单元，以使所述继电器控制单元闭合或者断开所述继电器；

所述电压采集单元用于获取所述无线充电电源的车辆侧的运行电压，并将所述运行电压发送至所述控制芯片，以使所述控制芯片将所述运行电压转发至所述工控机。

11.根据权利要求10所述的无线充电电源测试系统，其特征在于，所述电压采集单元包括：运算放大器、第一电阻和第二电阻；

其中所述运算放大器的正向输入端与所述无线充电电源的车辆侧连接，负向输入端分别与所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端连接；所述第二电阻的第二端接地；所述第一电阻的第二端分别与所述控制芯片、所述运算放大器的输出端连接。