CN110824271A

CN110824271A - 一种电动汽车充电桩仿真测试平台

Info

Publication number: CN110824271A
Application number: CN201910970366.4A
Authority: CN
Inventors: 田强; 李冠林; 王振升; 郑晓伟; 常春梅; 刘强; 郭锋; 门亮; 徐嫣; 赵迪; 郭善清; 张凯; 郐学峰; 田纪文; 宿佳平; 刘一帆
Original assignee: State Grid Shandong Electric Power Co Gaomi Power Supply Co; State Grid Corp of China SGCC; Weifang Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Shandong Electric Power Co Gaomi Power Supply Co; State Grid Corp of China SGCC; Weifang Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Priority date: 2019-10-13
Filing date: 2019-10-13
Publication date: 2020-02-21

Abstract

本发明提出的一种电动汽车充电桩仿真测试平台，包括：负载监测模块、负载调节模块、通讯转换模块、线路连接模块。在充电桩的运维工作中，属地化作业人员携带本发明，驾驶普通车辆即可完成对充电站的运维工作。解决了充电站地点较远、电动汽车续航里程不够、无法及时排除充电故障的难题。

Description

一种电动汽车充电桩仿真测试平台

技术领域

本发明涉及新能源汽车领域，更具体的说是涉及一种电动汽车充电桩仿真测试平台。

背景技术

近年来，我国汽车保有量不断增加，根据GDP增长量预测和汽车千人保有量发展规律，预计中国汽车保有量2020年将达到2.7亿辆；2030年将达到4.4 亿辆；2050年将达到5.88亿辆。我国交通能耗占比将大幅提升。

随着大气污染、雾霾多发、能源紧张等形势发展，电动汽车以绿色、节能、环保、零排放等特点日益成为社会关注和期待的焦点。其中，充换电设施是推动电动汽车发展的重中之重。

当前，为了以纯电动驱动为新能源汽车发展的主要战略取向，提高公共服务水平，促进电动汽车产业发展和电力消费，充电行业得以不断发展，越来越多的电动汽车公共充电站陆续建成。因此需要有一种合理的手段，来对不同厂商不同型号的充电桩进行测试，包括功能测试、性能测试等。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种电动汽车充电桩仿真测试平台，可以解决充电站地点较远、电动汽车续航里程不够、无法及时排除充电故障的问题。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种电动汽车充电桩仿真测试平台，包括：

负载调节模块，用于模拟电池各种故障状态，测试充电桩的响应动作及响应时间，查看是否满足使用要求；

通讯转换模块，用于进行对充电桩与车辆之间的通信协议测试，测试充电桩每个工作阶段的通讯是否满足国标要求，如不满足给出告警提示；

负载监测模块，用于通过PC和电子负载模拟电池实际充电需求，测试充电桩完整充电过程；

线路连接模块，用于连接负载监测模块、负载调节模块、通讯转换模块间各组件，并进行信息通信。

进一步，所述负载调节模块包括箱体单元、仪表单元、接口单元、负载单元、散热单元；仪表单元、接口单元、负载单元、散热单元均安装在箱体单元内；

所述仪表单元用于显示并读取负载调节模块运行过程中的电压、电流示数；

所述接口单元用于外接负载回路和通讯端口；

所述负载单元用于模拟充电功率；

所述散热单元采用不锈钢排风扇，用于控制箱体单元的内部温度。

进一步，所述通讯转换模块包括USBCAN通讯协议和RS485接口；

所述USBCAN通讯协议用于PC的USB形式的CAN接口通信；

所述RS485接口用于数据传输，将模拟数据进行A/D转换为二进制的代码后进行传输，通过通讯接口采集相应的二进制代码传输到负载监测模块。

进一步，所述负载监测模块包括充电模拟APP，充电模拟APP为基于zlg usbcan II开发搭建充电模拟App，充电模拟APP设有运行状态，通信测试，数据分析三个功能主界面。

进一步，所述线路连接模块包括4mm²的可锁电源接线，2.5mm²的叉式插片仪表通讯接线。

进一步，所述箱体单元为长60cm，宽40cm，高50cm的箱体，箱体采用铝合金外壳材质、树脂滚轮制作而成。

进一步，所述仪表单元为MT系列电压、电流显示仪表，用于显示设置的充电电压和电流、用于测试的负载功率、额定电压和额定电流，其中充电电压默认值为420V、充电电流默认值为60A、负载功率默认值为10KW、额定电源默认值为750V、额定电流默认值为13A。

进一步，所述接口单元采用标准国标插座，接口单元包括电源接口和通讯线接口，所述电源接口的DC+端接到负载回路总正极，电源接口的DC-端接到负载回路总负极；所述通讯线接口的S+端接到外接通讯S+端口，通讯线接口的S －端接到外接通讯S－端口。

进一步，所述接口单元负载单元设有负控开关，通过控制负控开关模拟负载功率。

进一步，所述散热单元采用功率50W的6寸不锈钢排风扇。

对比现有技术，本发明有益效果在于：

1.工作效益：在充电桩的运维工作中，属地化作业人员携带本发明，驾驶普通车辆即可完成对充电站的运维工作。解决了充电站地点较远、电动汽车续航里程不够、无法及时排除充电故障的难题。

2.前景效益：本发明便于携带、操作方便、适用性强，可广泛应用于充电站的验收试验、日常运维、故障检测。

3.经济效益：利用本发明台，按照工作计划按时完成充电站的运维工作，对充电桩定期完成故障检测，及时发现设备故障进行维修。充电桩的平均故障发生次数降低30％。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

附图1是本发明的系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做出说明。

在使用本发明测试前需要搭建好物理平台，组成包括：交直流充电桩、CAN 调试工具、30kw的电子负载、装好充电桩测试平台的PC。维修人员到达现场后将CAN工具一端与充电桩通讯接口相连，另一端与笔记本电脑进行连接，连接完成后启动PC中APP可开始各项模拟操作。

在上述基础上，如图1所示，本发明提供了一种电动汽车充电桩仿真测试平台，包括：负载监测模块、负载调节模块、通讯转换模块、线路连接模块四大部分。

负载监测模块使用界面设计软件开发充电桩测试仿真平台，通过数据交换，得到客户需要的数据在平台上呈现出来，数据包括：充电电压曲线图，可直观反映充电桩充电全过程中的电压变化趋势；充电电流曲线图，可直观反映充电桩充电全过程中的电流变化趋势；充电电压，实时反映充电桩工作过程中的实时电压数值；充电电流，实时反映充电桩工作过程中的实时电压数值；故障数据，实时反映充电桩故障信息，反馈故障点；通讯状况，实时反映充电桩内部通讯以及车辆互通状态。

负载调节模块可以模拟电池各种故障状态，测试充电桩的响应动作及响应时间，查看是否满足使用要求，可根据现场需求在没有车辆充电的情况下对充电桩下达模拟数据，模拟高电压、大电流、温度高、通讯异常等常见问题，通过模拟测试充电桩安全控制功能是否正常，可快速判断充电桩使用安全性。

通讯转换模块，测试充电桩每个工作阶段的通讯是否满足国标要求，如不满足给出告警提示，可速直观反映通讯故障点，避免了产品厂家研发技术人员到现场进行繁杂的调试检测工作，可直接显示故障问题并提示原因。

线路连接模块负责连接负载监测模块、负载调节模块、通讯转换模块间各组件信息通信。

负载监测模块包括充电模拟APP，通过软件编程，基于zlg usbcan II开发搭建充电模拟App，设置了运行状态，通信测试，数据分析三个功能主界面。

负载调节模块包括箱体单元、仪表单元、接口单元、负载单元、散热单元五部分。箱体单元总体轮廓长60cm，宽40cm，高50cm，通过CAD制图软件设计装置图纸，利用铝合金外壳材质、树脂滚轮制作而成；仪表单元为MT系列电压、电流显示仪表，根据需求设置充电电压，电流，平台默认为420V，60A。此平台测试负载功率为10kW，额定电压750V，额定电流13A，通过电压、电流显示仪表来读取示数；

接口单元采用标准国标插座；电源接口DC+接到负载回路总正极，DC-接到负载回路总负极；通讯线接口S+接到外接通讯S+端口，S－接到外接通讯S －端口；负载单元可以选择模拟负载功率大小，通过任意组合按下负控开关，用来模拟充电功率。比如，1、3档同时按下，充电功率为6kW；1、2、3档同时按下，充电功率为5kW；四个负控开关同时按下，则充电功率为10kW；散热单元为功率50W的6寸不锈钢排风扇。

通讯转换模块包括USBCAN通讯协议和RS485接口。USBCAN通讯协议是用于 PC的USB形式的CAN接口卡，具有体积小，即插即用等特点，是便携式系统用户的最佳选择，采用SMD表面贴装工艺、四层电路板技术，抗干扰能力强，适合在长期工作环境下使用；RS485接口用于数据传输，将模拟数据进行A/D转换为二进制的代码(32位)后进行传输，通过通讯接口采集相应的二进制代码传输到负载监测模块。

线路连接模块选用4mm²的可锁电源接线，2.5mm²的叉式插片仪表通讯接线。通过接线测试，线路连接模块设计的接口比较合理，具有可操作性。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。

同理，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

Claims

1.一种电动汽车充电桩仿真测试平台，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩仿真测试平台，其特征在于，所述负载调节模块包括箱体单元、仪表单元、接口单元、负载单元、散热单元；仪表单元、接口单元、负载单元、散热单元均安装在箱体单元内；

所述接口单元用于外接负载回路和通讯端口；

所述负载单元用于模拟充电功率；

3.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩仿真测试平台，其特征在于，所述通讯转换模块包括USBCAN通讯协议和RS485接口；

所述USBCAN通讯协议用于PC的USB形式的CAN接口通信；

4.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩仿真测试平台，其特征在于，所述负载监测模块包括充电模拟APP，充电模拟APP为基于zlg usbcan II开发搭建充电模拟App，充电模拟APP设有运行状态，通信测试，数据分析三个功能主界面。

5.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩仿真测试平台，其特征在于，所述线路连接模块包括4mm²的可锁电源接线，2.5mm²的叉式插片仪表通讯接线。

6.根据权利要求2所述的电动汽车充电桩仿真测试平台，其特征在于，所述箱体单元为长60cm，宽40cm，高50cm的箱体，箱体采用铝合金外壳材质、树脂滚轮制作而成。

7.根据权利要求2所述的电动汽车充电桩仿真测试平台，其特征在于，所述仪表单元为MT系列电压、电流显示仪表，用于显示设置的充电电压和电流、用于测试的负载功率、额定电压和额定电流，其中充电电压默认值为420V、充电电流默认值为60A、负载功率默认值为10KW、额定电源默认值为750V、额定电流默认值为13A。

8.根据权利要求2所述的电动汽车充电桩仿真测试平台，其特征在于，所述接口单元采用标准国标插座，接口单元包括电源接口和通讯线接口，所述电源接口的DC+端接到负载回路总正极，电源接口的DC-端接到负载回路总负极；所述通讯线接口的S+端接到外接通讯S+端口，通讯线接口的S－端接到外接通讯S－端口。

9.根据权利要求2所述的电动汽车充电桩仿真测试平台，其特征在于，所述接口单元负载单元设有负控开关，通过控制负控开关模拟负载功率。

10.根据权利要求2所述的电动汽车充电桩仿真测试平台，其特征在于，所述散热单元采用功率50W的6寸不锈钢排风扇。