CN109709415A - 一种直流充电桩电池防反接模拟测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种直流充电桩电池防反接模拟测试装置及方法，该装置包括柜体，所述柜体内部设有阻抗限流控制模块、散热风机、电池模拟电源和供电线路；所述柜体表面设有车辆插座、电参数显示模块、输出开关和调节旋钮；所述电池模拟电源通过供电线路分别与阻抗限流控制模块、散热风机、车辆插座、电参数显示模块、输出开关和调节旋钮电连接；本发明彻底解决了直流充电桩反接保护功能测试时，损坏充电模块或模拟电源的难题，该发明装置可模拟车辆控制导引回路完成车桩间的连接确认，插枪即可测试，保证了人身设备的安全，从而大大降低了测试成本。

Description

一种直流充电桩电池防反接模拟测试装置及方法

技术领域

本发明属于新能源电动汽车直流充电桩检测技术领域，具体是一种直流充电桩电池防反接模拟测试装置及方法。

背景技术

随着汽车产业的迅猛发展和人们生活水平的不断提高，我国的汽车保有量在不断增加，但由此引发的环境污染问题也日趋严重，这已经成为我国乃至全世界都面临的重要难题。新能源电动汽车作为常规能源汽车的可替代品，在能源制约、环境污染等大背景下，我国把发展新能源汽车作为解决能源及环境问题、实现可持续发展的重大举措。但作为新能源电动汽车的“加油站”---电动汽车充电基础设施的发展制约着新能源电动汽车的发展。新能源充电桩设施充电桩分为交流充电桩和直流充电桩，直流充电桩由于其充电功率大、充电速度快等特点，在充电设施总量占有比重最大。

随着充电设施数量的不断攀升，对充电桩充电兼容性检测提出了严重的挑战。根据《电动汽车充电设备检验试验规范第1部分：非车载充电机》要求直流充电桩具备电池反接保护功能，即在充电桩启动过程中将车辆电池输出正负极反置，充电桩检测到车辆电池反向电压后应闭锁，并发出报警。目前在进行该项功能测试时，一般采用将电池模拟电源或电池的正负极直接反接充电桩输出继电器K1K2后端。在实践过程中发现，如果采用电池电压模拟源，由于其本身的阻抗很小，如果充电桩不具备电池反接保护功能，相当于充电桩输出正负极间直接短路，这时会存在两种情况：1.当电源的最大输出电流大于充电桩的输出电流，在充电桩启动过程中会烧坏充电模块；2.当电源的最大输出电流小于充电桩输出电流，模拟电源会烧坏。同样如果采用电池组进行充电桩电池反接试验，根据电池特性电池组可理解为电流源，电流∞，内阻无限小，同样会烧坏充电模块。因此采用现有的测试方式，如果充电桩不具备电池反接保护功能，不管是采用电池电压模拟源还是蓄电池都会产生设备烧毁隐患。另外测试时如果接线失误，还会产生短路，造成人身伤害。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种直流充电桩电池防反接模拟测试装置及方法，彻底解决了直流充电桩反接保护功能测试时，损坏充电模块或模拟电源的难题，该发明装置可模拟车辆控制导引回路完成车桩间的连接确认，插枪即可测试，保证了人身设备的安全，从而大大降低了测试成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种直流充电桩电池防反接模拟测试装置，包括柜体，所述柜体内部设有阻抗限流控制模块、散热风机、电池模拟电源和供电线路；所述柜体表面设有车辆插座、电参数显示模块、输出开关和调节旋钮；所述电池模拟电源通过供电线路分别与阻抗限流控制模块、散热风机、车辆插座、电参数显示模块、输出开关和调节旋钮电连接；所述车辆插座的一端用于连接直流充电桩的枪头，所述车辆插座的另一端与输出开关连接；所述输出开关的另一端与阻抗限流控制模块的输入端连接，所述阻抗限流控制模块的输出端与电池模拟电源连接；所述电参数显示模块的信号采样端接在电池模拟电源的输出端；所述调节旋钮与电池模拟电源连接。

具体地，所述阻抗限流控制模块包括限流阻抗阵列、电压电流检测回路、CPU控制板、输入接口和输出接口；所述电压电流检测回路用于检测阻抗限流控制模块两端的电压以及通过的电流；所述CPU控制板用于根据电压电流检测回路检测到的电压、电流信息，自动调节所述限流阻抗阵列的投切，实现根据电压、电流自动调节限流值大小的功能，从而起到保护电池模拟电源的作用。

具体地，所述车辆插座包括9个连接触头，分别为：DC+、DC-、PE、S+、S-、CC1、CC2、A+、A-；其中，DC+、DC-为直流电源正、负触头；PE为保护接地触头；S+、S-为充电通信触头，通过CAN通讯线与上位机BMS模拟软件连接；CC1、CC2为充电连接确认触头；A+、A-为低压辅助电源正、负触头；

进一步地，所述CC1与PE之间并联了一阻值为1000Ω的车辆端连接确认电阻。

具体地，所述散热风机由多个交流轴流风机组成，用于所述阻抗限流控制模块及内部控制回路的散热，保障设备的正常运行。

具体地，所述电池模拟电源为用于模拟电池电压的可调电源，所述可调电源的电压调节范围至少满足充电桩启动电压的测试要求。

具体地，所述调节旋钮为调节电位器，用于调节所述电池模拟电源的输出电压值。

与上述测试装置对应的，本发明还提供了一种直流充电桩电池防反接模拟测试方法，包括以下步骤：

S1，将直流充电桩的充电枪头插在防反接模拟测试装置的车辆插座上；

S3，闭合所述防反接模拟测试装置的供电线路上的供电开关，防反接模拟测试装置内部电路接通；

S4，旋转所述防反接模拟测试装置上的调节旋钮，将所述防反接模拟测试装置内部电池模拟电源的输出调为预设值；

S5，启动所述直流充电桩，当直流充电桩发送准备就绪报文时，闭合所述防反接模拟测试装置的输出开关，通过阻抗限流控制模块实时检测回路上的电压、电流数据，并根据检测到的电压、电流数据控制所述阻抗限流控制模块内部限流阻抗阵列的投切，对回路进行限流保护；此时，所述防反接模拟测试装置上的电参数显示模块上将会显示模拟的反向电压值；

S6，检查所述直流充电桩是否能正常启动，若直流充电桩能正常启动，则该直流充电桩不具备电池防反接保护功能；若所述直流充电桩不能正常启动，且报具体故障信息，则该直流充电桩具备电池防反接保护功能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在防反接模拟测试装置内设置阻抗限流控制模块，在测试直流充电桩是否具备防反接功能的过程中，通过阻抗线流控制模块实施检测回路的电流和电压，并根据检测到的电流、电压信息实时自动调整限流阻抗阵列的投切，实现根据电压、电流自动调节限流值大小的功能，从而起到保护电池模拟电源的作用；本发明为直流充电桩电池反接保护功能测试提供了安全高效便捷的测试方案，彻底解决了直流充电桩反接保护功能测试时，损坏充电模块或模拟电源的难题，保证了人身设备的安全，从而大大降低了测试成本。

附图说明

图1为本发明一种直流充电桩电池防反接模拟测试装置接线图；

图2为本发明一种直流充电桩电池防反接模拟测试装置面板结构示意图；

图3为本发明中阻抗限流控制模块的结构示意图；

图4为本发明一种直流充电桩电池防反接模拟测试装置测试原理拓扑图；

图5为本发明一种直流充电桩电池防反接模拟测试方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1至4所示，本实施例提供了一种直流充电桩电池防反接模拟测试装置，包括柜体，所述柜体内部设有阻抗限流控制模块、散热风机、电池模拟电源和供电线路；所述柜体表面设有车辆插座、电参数显示模块、输出开关和调节旋钮；所述电池模拟电源通过供电线路分别与阻抗限流控制模块、散热风机、车辆插座、电参数显示模块、输出开关和调节旋钮电连接；所述车辆插座的一端用于连接直流充电桩的枪头，所述车辆插座的另一端与输出开关连接；所述输出开关的另一端与阻抗限流控制模块的输入端连接，所述阻抗限流控制模块的输出端与电池模拟电源连接；所述电参数显示模块的信号采样端接在电池模拟电源的输出端；所述调节旋钮与电池模拟电源连接。

具体地，所述阻抗限流控制模块包括限流阻抗阵列、电压电流检测回路、CPU控制板、输入接口和输出接口；所述电压电流检测回路用于检测阻抗限流控制模块两端的电压以及通过的电流；所述CPU控制板用于根据电压电流检测回路检测到的电压、电流信息，自动调节所述限流阻抗阵列的投切，实现根据电压、电流自动调节限流值大小的功能，从而起到保护电池模拟电源的作用。

具体地，所述车辆插座符合GB/T20234.3-2015接口标准规定，最大带载电流250A，该车辆接口包括9个连接触头，分别为：DC+、DC-、PE、S+、S-、CC1、CC2、A+、A-；其中，DC+、DC-为直流电源正、负触头；PE为保护接地触头；S+、S-为充电通信触头，通过CAN通讯线与上位机BMS模拟软件连接；CC1、CC2为充电连接确认触头；A+、A-为低压辅助电源正、负触头；

进一步地，所述CC1与PE之间并联了一阻值为1000Ω的车辆端连接确认电阻。

具体地，所述电池模拟电源输出端正极经过阻抗限流控制模块、输出开关，与车辆插座上的DC-直流电源负触头连接；所述直流电源正触头DC+经过输出开关、阻抗限流控制模块与电池模拟电源输出端的负极连接；即电池模拟电源通过车辆插座向直流充电桩输出反向电压值；由于电池模拟电源内阻几乎为0，回路电流将变得无穷大，故在回路中设置阻抗限流控制模块对回路进行限流，防止测试过程中损坏电池模拟电源或者直流充电桩的充电模块。

具体地，所述散热风机由多个交流轴流风机组成，用于所述阻抗限流控制模块及内部控制回路的散热，保障设备的正常运行。

具体地，所述电池模拟电源为用于模拟电池电压的可调电源，所述可调电源的电压调节范围至少满足充电桩启动电压的测试要求。

具体地，所述调节旋钮为调节电位器，用于调节所述电池模拟电源的输出电压值。

具体地，所述供电线路上设有急停开关、电源适配器、接线端口、供电开关等，用于为设备内部各功能模块供电。

具体地，所述柜体即设备机箱用于车辆插座、电参数显示模块、阻抗限流控制模块、输出开关、散热风扇、供电线路、电池模拟电源、调节旋钮等部件安装，机箱采用模块化设计，便于现场移动搬运。

实施例2

如图5所示，本实施例提供一种直流充电桩电池防反接模拟测试方法，包括以下步骤：

S1，将直流充电桩的充电枪头插在防反接模拟测试装置的车辆插座上；

S2，将所述防反接模拟测试装置的通讯接口通过CAN通讯线与上位机BMS模拟软件连接；

S3，闭合所述防反接模拟测试装置的供电开关，防反接模拟测试装置内部电路接通；

S4，旋转所述防反接模拟测试装置上的调节旋钮，使所述防反接模拟测试装置的输出电压等于上位机BMS模拟软件中设定的电池电压；

S5，启动所述直流充电桩，并保持直流充电桩与上位机BMS模拟软件的正常通讯；当充电桩发送准备就绪报文CR0＝00时，闭合所述防反接模拟测试装置的输出开关，所述防反接模拟测试装置上的电参数显示模块上将会显示模拟的反向电压值；

S6，检查所述直流充电桩是否能正常启动，若直流充电桩能正常启动，则该直流充电桩不具备电池防反接保护功能；若所述直流充电桩不能正常启动，且报具体故障信息，则该直流充电桩具备电池防反接保护功能。

具体地，步骤S5中，闭合所述防反接模拟测试装置的输出开关后，通过阻抗限流控制模块实时检测回路上的电压、电流数据，并根据检测到的电压、电流数据控制所述阻抗限流控制模块内部限流阻抗阵列的投切，对回路进行限流保护，防止损坏所述防反接模拟测试装置的电池模拟电源或者直流充电桩的充电模块，能对设备起到一个很好的保护作用，同时提升了用户使用过程中的安全性。

具体地，所述电参数显示模块为电压表，用于检测并显示电池模拟电源两端的反向输出电压值。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种直流充电桩电池防反接模拟测试装置，其特征在于，包括柜体，所述柜体内部设有阻抗限流控制模块、散热风机、电池模拟电源和供电线路；所述柜体表面设有车辆插座、电参数显示模块、输出开关和调节旋钮；所述电池模拟电源通过供电线路分别与阻抗限流控制模块、散热风机、车辆插座、电参数显示模块、输出开关和调节旋钮电连接；所述车辆插座的一端用于连接直流充电桩的枪头，所述车辆插座的另一端与输出开关连接；所述输出开关的另一端与阻抗限流控制模块的输入端连接，所述阻抗限流控制模块的输出端与电池模拟电源连接；所述电参数显示模块的信号采样端接在电池模拟电源的输出端；所述调节旋钮与电池模拟电源连接。

2.根据权利要求2所述的一种直流充电桩电池防反接模拟测试装置，其特征在于，所述阻抗限流控制模块包括限流阻抗阵列、电压电流检测回路、CPU控制板、输入接口和输出接口；所述电压电流检测回路用于检测阻抗限流控制模块两端的电压以及通过的电流；所述CPU控制板用于根据电压电流检测回路检测到的电压、电流信息，自动调节所述限流阻抗阵列的投切。

3.根据权利要求2所述的一种直流充电桩电池防反接模拟测试装置，其特征在于，所述车辆插座包括9个连接触头，分别为：DC+、DC-、PE、S+、S-、CC1、CC2、A+、A-；其中，DC+、DC-为直流电源正、负触头；PE为保护接地触头；S+、S-为充电通信触头；CC1、CC2为充电连接确认触头；A+、A-为低压辅助电源正、负触头。

4.根据权利要求2所述的一种直流充电桩电池防反接模拟测试装置，其特征在于，所述散热风机由多个交流轴流风机组成，用于所述阻抗限流控制模块及内部控制回路的散热。

5.根据权利要求2所述的一种直流充电桩电池防反接模拟测试装置，其特征在于，所述电池模拟电源为用于模拟电池电压的可调电源，所述可调电源的电压调节范围至少满足充电桩启动电压的测试要求。

6.根据权利要求2所述的一种直流充电桩电池防反接模拟测试装置，其特征在于，所述调节旋钮为调节电位器，用于调节所述电池模拟电源的输出电压值。

7.一种直流充电桩电池防反接模拟测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，将直流充电桩的充电枪头插在防反接模拟测试装置的车辆插座上；

S3，闭合所述防反接模拟测试装置的供电线路上的供电开关，防反接模拟测试装置内部电路接通；

S4，旋转所述防反接模拟测试装置上的调节旋钮，将所述防反接模拟测试装置内部电池模拟电源的输出调为预设值；

S5，启动所述直流充电桩，当直流充电桩发送准备就绪报文时，闭合所述防反接模拟测试装置的输出开关，通过阻抗限流控制模块实时检测回路上的电压、电流数据，并根据检测到的电压、电流数据控制所述阻抗限流控制模块内部限流阻抗阵列的投切，对回路进行限流保护；此时，所述防反接模拟测试装置上的电参数显示模块上将会显示模拟的反向电压值；

S6，检查所述直流充电桩是否能正常启动，若直流充电桩能正常启动，则该直流充电桩不具备电池防反接保护功能；若所述直流充电桩不能正常启动，且报具体故障信息，则该直流充电桩具备电池防反接保护功能。