CN111443256A - 一种充电桩性能检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电桩性能检测装置，包括双向电源控制器，设有两个接口，其中一接口连接车辆充电枪，另一接口连接充电底座；车辆充电枪用于连接车辆，充电底座用于连接充电桩的充电枪；测控电路，与双向电源控制器双向连接；测控电路包括有单片机，与双向电源控制器双向连接，单片机连接有电池管理模块；采样电路，与充电桩和单片机相连，用于采集充电桩的性能参数；变换器，与单片机相连，用于根据充电桩的性能参数对其输出电压进行调整；输出滤波电路，变换器的输出端连接输出滤波电路，输出滤波电路输出的电压经车辆充电枪为车辆供电。本发明可在充电桩对车辆供电时采集充电桩的性能参数，对充电桩的状态进行监控。

Description

一种充电桩性能检测装置

技术领域

本发明涉及充电桩检测技术领域，尤其涉及一种充电桩性能检测装置。

背景技术

目前，由于新能源汽车的发展越来越迅速，相应地为新能源汽车充电的充电站也逐步加大建设中，充电站普遍设置在市区车流量较大的地方，通过多个充电桩对多台汽车进行充电，满足新能源汽车的用电需求。

由于充电桩的使用频率高，充电桩长期投入市场使用后会对充电桩的电池造成一定程度的损耗，出现充电桩的充放电速度减慢、电池寿命逐渐缩短、接触不良存在不安全隐患等现象；而现有的充电桩性能检测系统需要专业测试人员通过专业检测设备才可对充电桩的性能进行检测，每一次检测需要耗费大量的人力物力，需要花费加大的运营成本；同时无法及时获知每个充电桩的工作状态，使得继续使用性能不佳的充电桩对车辆进行充电，会对充电桩及车辆的电池造成损耗。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种充电桩性能检测装置，可在充电桩对车辆供电时采集充电桩的性能参数，对充电桩的状态进行监控，及时了解充电桩当前性能状态。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种充电桩性能检测装置，包括：

双向电源控制器，所述双向电源控制器设有两个接口，其中一所述接口连接车辆充电枪，另一所述接口连接充电底座；所述车辆充电枪用于连接车辆，所述充电底座用于连接充电桩的充电枪；

测控电路，所述测控电路与所述双向电源控制器双向连接；所述测控电路包括有：

单片机，所述单片机与所述双向电源控制器双向连接，所述单片机连接有电池管理模块；

采样电路，所述采样电路的输入端与所述充电桩相连，其输出端与所述单片机相连，用于采集所述充电桩的性能参数；

变换器，所述变换器与所述单片机相连，用于根据所述充电桩的性能参数对其输出电压进行调整；

输出滤波电路，所述变换器的输出端连接所述输出滤波电路，所述输出滤波电路输出的电压经所述车辆充电枪为车辆供电。

进一步地，所述电池管理模块设有无线通信单元，通过无线通信单元连接有云平台。

进一步地，所述测控电路还包括保护电路，所述保护电路与所述单片机双向连接。

进一步地，所述单片机连接有人机交互模块，所述人机交互模块与所述单片机双向连接，所述人机交互模块包括显示设备和按键设备。

进一步地，所述单片机还连接有辅助电源，所述辅助电源包括锂电池单元和备用储能单元，所述备用储能单元与所述输出滤波电路连接。

进一步地，所述车辆充电枪上设有可拆卸式充电转换接头。

进一步地，所述充电桩的充电枪和所述车辆充电枪均设为直流充电枪。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

可在充电桩对车辆进行供电过程中，利用采样电路采集充电桩的性能参数，对充电桩的性能进行监测，及时了解充电桩当前的充放电状态，便于对充电桩进行及时维护。

附图说明

图1为本发明充电桩性能检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一的系统结构框图；

图3为本发明实施例二的系统结构框图；

图4为本发明实施例二中双向电源控制器的电路示意图。

图中：1、车辆充电枪；2、充电底座；3、双向电源控制器；4、单片机；5、采样电路；6、变换器；7、输出滤波电路；8、电池管理模块；9、云平台；10、人机交互模块。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

一种充电桩性能检测装置，可在充电桩对车辆进行供电时，采集充电桩的性能参数，根据性能参数判断充电桩的充放电性能是否正常，对充电桩的状态进行实时监控。

参照图1、图2，充电桩性能检测装置包括主体、车辆充电枪1和充电底座2，主体内设有双向电源控制器3和测控电路，双向电源控制器3设有两个接口，其中一接口连接车辆充电枪1，另一接口连接充电底座2；利用车辆充电枪1连接任意电动车辆，而充电底座2则用于连接充电桩的充电枪，让充电桩经充电枪输出的电能经双向电源控制器3和测控电路后经车辆充电枪1输出至电动车辆中，为电动车辆供电。为了使得车辆充电枪1可适配任意电动车辆，在车辆充电枪1上设有可拆卸式充电转换接头，车辆充电枪1换上充电转换接头后可接入不同种类的车辆上，提高车辆充电枪1的灵活性。

车辆充电枪1和充电桩的充电枪均设为直流充电枪，同时双向电源控制器3设为双向DC/DC控制器，本实施例中的双向电源控制器3主要通过场效应管模块来实现电子开关的效果，在本实施例中场效应管模块采用四个P沟道场效应管；当场效应管模块通过其中一接口连接充电桩，通过另一接口连接车辆时，双向电源控制器3启动后为每个场效应管的栅极提供低电平，使得场效应管导通，电流从源极输入并从漏极输出，实现将充电桩的电能输出至与双向电源控制器3相连的测控电路中，再经输出滤波电路7输出至车辆中为车辆供电。

此外，在本实施例中在每个场效应管上均并联有寄生二极管，可有效降低场效应管导通的损耗。

而双向电源控制器3与测控电路双向连接，测控电路可根据负载反馈信号对输出的电压进行调整，实现稳压输出。参照图2所示，测控电路包括有单片机4，单片机4与双向电源控制器3双向连接，单片机4的输入端可连接有一个采样电路5，采样电路5经充电底座2与充电桩相连，通过该采样电路5采集充电桩的性能参数，充电桩的性能参数包括但不限于充电桩的功率输出、电流、电压、充电桩的标准差、能量转换效率、计量精度等；此外，测控电路也可设有两个采样电路5，利用两个采样电路5分别经充电底座2、车辆充电枪1与充电桩和车辆相连，采集车辆的电池参数和充电桩的性能参数，车辆的电池参数包括但不限于车辆电池的工作参数、当前电量、剩余电量等。采样电路5将采集到的电池参数发送至与采样电路5相连的单片机4中。

单片机4与变换器6相连，当利用充电桩为车辆充电时，单片机4接收到充电桩的性能参数和车辆的电池参数后，控制变换器6对充电桩的输出电压进行调整，将充电桩的输出电压调整至符合车辆的电压；而变换器6的输出端连接输出滤波电路7，充电桩输出的电能经输出滤波电路7提供至车辆中，为车辆供电。

变换器6可设置为降压式变压器，其输出电压小于输入电压；还可设为升压式变压器，其输出电压高于输入电压；而在本实施例中，变换器6采用升降压式变压器，其输出电压即可低于也可高于输入电压；例如，当充电桩为车辆供电时，根据采样电路5采集所得的车辆的所需工作电压将充电桩输出的电压降低或升高至与车辆所需工作电压相同的电压后再经输出滤波电路7输出至车辆中，实现充电桩为车辆稳定供电。

测控电路还包括保护电路，保护电路与单片机4双向连接，保护电路可采集单片机4的工作参数，判断是否存在不稳定因素影响电路效果，达到在充放电过程中保护电池、防止电路过流、通过限制电池的放电电压延长电池寿命等效果，提高电路安全性。

单片机4还连接有电池管理模块8，此时电池管理模块8提取车辆的电池参数和充电桩的性能参数并根据各自的参数对其运行状态进行监控，分别计算车辆电池寿命和充电桩的充放电功率等参数来综合判断车辆和充电桩的性能是否正常。

此外，还可根据充电桩的性能结果判断该充电桩是否适合为车辆供电；例如，若判断充电桩的性能指标低于预设值时，则生成提示信息并将其发送至与单片机4相连的人机交互模块10中进行提示显示，告知用户充电桩不适合为车辆供电，并弹出选择对话框询问用户当前充电操作是否停止，若用户通过人机交互模块10选择充电操作停止，则停止当前的充电操作；若用户通过人机交互模块10选择充电操作继续，则继续从充电桩取电。

此外，电池管理模块8还设有无线通信单元，电池管理模块8将监控所得的电池性能结果经无线通信单元上传至与电池管理模块8相连的云平台9中进行分析保存，为后续的维修工作提供参数。与此同时，单片机4还连接有人机交互模块10，人机交互模块10可包括显示设备和按键设备，也可将人机交互模块10设为触摸型显示设备，可利用人机交互模块10显示电池管理模块8监控所得的车辆和充电桩的状态，例如显示当前车辆和充电桩的电池寿命、充放电功率、电池性能参数、当前电量等，让用户可直观的了解到当前车辆和充电桩的状态。

单片机4还连接有辅助电源，辅助电源包括锂电池单元和备用储能单元，锂电池用于为单片机4提供低压电，主要为单片机4和人机交互模块10供电；此外，辅助电源中的备用储能单元与输出滤波电路7连接，输出滤波电路7在输出电流时可将部分电流存储于备用储能单元中，可在锂电池没电时为单片机4和人机交互模块10供电，起到应急作用；备用储能单元的容量较小，因此不会影响电路正常输出。

本实施例可在充电桩对车辆进行供电过程中，利用采样电路5采集充电桩的性能参数和车辆的电池参数，利用电池管理模块8对充电桩进行性能监测，便于对充电桩及时进行维护。

实施例二

本实施例是在实施例一的基础上进行改进，实现双向充放电功能，即完成充电桩为车辆供电，车辆为充电桩的内置电池供电两种模式。即在实施例一的基础上在双向电源控制器3的电路设有两个输入开关K1，参照图4所示，两个输入开关K1分别与两个接口相连后接入场效应管模块中，控制其中一个输入开关K1闭合，另一个输入开关K1断开，即可决定系统的取电方向。例如，若与车辆相连的输入开关K1闭合，与充电桩内置电池相连的输入开关K1断开，此时则从车辆的电池中取电，实现车辆为充电桩电池供电的效果；若与车辆相连的输入开关K1断开，与充电桩相连的输入开关K1闭合，此时则从充电桩的电池中取电，实现充电桩为车辆供电的效果。

与此同时，在输出滤波电路7的输出端可形成两路输出电路，两路输出电路分别与车辆和充电桩内置电池相连，并在两路输出电路上均设有输出开关K2，参照图3所示，若闭合与车辆相连的输出开关K2，断开与充电桩内置电池相连的输出开关K2时，输出滤波电路7即可将输出电流全部输出至车辆中；若断开与车辆相连的输出开关K2，闭合与充电桩相连的输出开关K2时，输出滤波电路7即可将输出电流输出至充电桩内置电池中。

还可将双向电源控制器3中的输入开关和输出开关均引入到按键设备中，通过按键设备分别调节输入开关和输出开关的闭合或断开状态；人机交互模块10还可将双向电源控制器3中的输入开关和输出开关进行虚拟化并将其在触摸型显示设备中显示，用户在触摸型显示设备中通过选择虚拟化开关的闭合或断开状态，从而控制对应开关的闭合或断开状态，实现取电方向和输出方向的控制。

与此同时，在单片机4中还可设有开关异常提示功能，当与同一设备相连的输入开关和输出开关同时闭合时，意味着从一设备取电，再将电能输出至同一设备中，该操作会造成短路，此时单片机4控制供电操作停止，并产生异常消息推送至人机交互模块10中，提示用户当前开关设置有误。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种充电桩性能检测装置，其特征在于，包括：

双向电源控制器，所述双向电源控制器设有两个接口，其中一所述接口连接车辆充电枪，另一所述接口连接充电底座；所述车辆充电枪用于连接车辆，所述充电底座用于连接充电桩的充电枪；

测控电路，所述测控电路与所述双向电源控制器双向连接；所述测控电路包括有：

单片机，所述单片机与所述双向电源控制器双向连接，所述单片机连接有电池管理模块；

采样电路，所述采样电路的输入端与所述充电桩相连，其输出端与所述单片机相连，用于采集所述充电桩的性能参数；

变换器，所述变换器与所述单片机相连，用于根据所述充电桩的性能参数对其输出电压进行调整；

输出滤波电路，所述变换器的输出端连接所述输出滤波电路，所述输出滤波电路输出的电压经所述车辆充电枪为车辆供电。

2.根据权利要求1所述的充电桩性能检测装置，其特征在于，所述电池管理模块设有无线通信单元，通过无线通信单元连接有云平台。

3.根据权利要求1所述的充电桩性能检测装置，其特征在于，所述测控电路还包括保护电路，所述保护电路与所述单片机双向连接。

4.根据权利要求1所述的充电桩性能检测装置，其特征在于，所述单片机连接有人机交互模块，所述人机交互模块与所述单片机双向连接，所述人机交互模块包括显示设备和按键设备。

5.根据权利要求1所述的充电桩性能检测装置，其特征在于，所述单片机还连接有辅助电源，所述辅助电源包括锂电池单元和备用储能单元，所述备用储能单元与所述输出滤波电路连接。

6.根据权利要求1所述的充电桩性能检测装置，其特征在于，所述车辆充电枪上设有可拆卸式充电转换接头。

7.根据权利要求1所述的充电桩性能检测装置，其特征在于，所述充电桩的充电枪和所述车辆充电枪均设为直流充电枪。

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