CN112379190B - 一种交直流充电机一致性检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种交直流充电机一致性检测装置及检测方法，系统包括充电接口、模拟控制箱、采集模块、示波器、处理器、模拟电池、可控负载、模拟控制箱校验模块、直流电源、充电机插头校验机构和和显示器。方法包括模拟控制箱校验和充电机插头校验；连接模拟控制箱和被测充电机；进行一致性检测。本发明的优点是：设有模拟控制箱校验模块，能够对模拟控制箱进行校验，确认一致性检测结果的可靠性；在模拟控制箱校验模块采用只读的方式存储报文，保证模拟控制箱校验模块发出的报文的正确性，确保模拟控制箱校验结果的可靠性；设有充电机插头校验机构，能够对充电机插头校验。

Description

一种交直流充电机一致性检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及充电机检测领域，尤其涉及一种交直流充电机一致性检测装置及检测方法。

背景技术

为了进一步促进我国电动汽车标准化的发展，国家分别在2015年和2017年颁布了相关标准规范，用于对电动汽车的互操作的测试中的供电设备部分、车辆部分和通讯测试部分做出了相应的规定。相关标准的出台，对促进电动汽车充电设施的发展、电动汽车的普及起到了一定的推动作用，但是在电动汽车充电接口的互换性和通用性方面，缺少一致性检测关键技术的研究。

目前，充电基础设施与电动汽车充电接口兼容性互通性差，不同品牌类型的电动汽车与不同厂商制造的充电设施之间，大量存在充电不匹配的问题，造成充电设施的资源浪费和充电服务水平的降低。因此对于充电机的一致性检测显得极为重要，一致性检测往往通过模拟汽车充电装置实现，但却没相应的设备对用于模拟汽车充电装置的设备进行校验，若该设备存在异常则导致充电机一致性检测结果异常。

另外，充电机插头的正常与否对一致性检测的结果也有着重大的影响。

发明内容

本发明主要解决了传统充电机一致性检测系统不具备对模拟控制箱及充电桩插头进行校验的功能，存在因模拟控制箱异常或充电池插头异常导致一致性检测结果错误的问题，提供了一种设有模拟控制箱校验模块和充电桩插头校验机构的交直流充电机一致性检测装置及检测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种交直流充电机一致性检测系统，包括充电接口、模拟控制箱、采集模块、示波器、处理器、模拟电池、可控负载、模拟控制箱校验模块、直流电源、充电机插头校验机构和和显示器，所述模拟控制模块分别与直流电源、充电接口、采集模块、示波器、可控负载和模拟控制箱校验模块相连，所述示波器、采集模块、可控负载和模拟控制箱校验模块还与处理器相连，所述处理器与显示器、模拟电池和充电桩插头校验机构相连。

直流电源为模拟控制箱提供工作电源，且作为直流充电机的启动电压，采集模块用于测量检测点与充电回路中的电流值和电压值，示波器用于检测交、直流充电桩检测点波形变化情况、交流充电机PWM参数、直流充电机充电时序记录、直流充电机主回路接触器状态，处理器用于控制示波器、采集模块、可控负载和模拟控制箱，执行检测项，记录分析检测结果，实现人机交互，可控负载用于模拟电动汽车电池的负荷，辅助模拟控制箱完成充电机的一致性检测，模拟控制箱用于接受工控机的控制命令，辅助完成交、直流充电机的各项互操作测试，模拟控制箱校验模块用于在进行一致性检测前对模拟控制箱进行校验，充电桩插头校验机构用于对充电桩插头进行校验。

作为上述方案的一种优选方案，所述充电机插头校验机构包括基板、设置在基板上的若干探针集群和MCU，所述探针集群与充电桩插头上的接口相匹配。每个探针集群对应一个充电机插头接口。

作为上述方案的一种优选方案，所述探针集群包括一个供电探针和若干检测探针，所述供电探针包括第一弹簧、第一导电杆和第一导电片，所述第一弹簧一端固定在基板上且与直流电源相连，第一弹簧另一端与第一导电杆一端相连，第一导电杆另一端与第一导电片相连。供电探针输出电压，通过充电机插头上的导电片将电能传递到各个检测探针上。

作为上述方案的一种优选方案，所述检测探针包括第二弹簧、第二导电杆、第二导电片、电阻丝和滑片，所述第二弹簧一端固定在基板上，第二弹簧另一端与第二导电杆二端相连，第二导电杆另一端与第二导电片相连，电阻丝与第二导电杆平行设置，滑片设置在第二导电杆杆体上且与电阻丝相接触，各个检测探针的电阻丝均与MCU相连。探针集群与充电机插头上的接口相接触时，各个检测探针的伸长或收缩程度应是相同的，即同一探针集群中各个检测探针上电阻丝接入的长度相同，电阻相同，电流也应当相同，通过MCU检测是否存在电流及电流值的大小来检测充电机插入各个接口是否异常。

作为上述方案的一种优选方案，所述探针集群中各个探针互不接触。避免检测探针之间相互影响，避免检测探针直接从供电探针取电，影响校验结果。

作为上述方案的一种优选方案，所述模拟控制箱校验模块包括存储器、通信接口、电压转换电路和控制器，所述控制器分别连接存储器、通信接口和电压转换电路的控制端，所述电压转换电路输入端与直流电源相连，电压转换电路输出端与模拟控制箱的充电机连接确认接口相连，所述通信接口还与模拟控制箱的充电机连接确认接口和充电通信接口相连。通过电压转换电路向模拟控制箱的充电机连接确认接口输出合适的电压使得模拟控制箱认为已完成与充电机的连接，通过充电通信接口获取模拟控制箱发出的报文，并进行报文回复，最后根据报文交互流程判断模拟控制箱是否异常。

作为上述方案的一种优选方案，所述存储器中存储有设为只读的交直流充电机报文。以只读属性存储报文，保证模拟控制箱校验模块输出的报文的正确性。

对应的，一种交直流充电机一致性检测方法，采用上述交直流充电机一致性检测装置，包括以下步骤：

S1：进行模拟控制箱校验和充电机插头校验；

S2：连接模拟控制箱和被测充电机；

S3：对被测充电机进行一致性检测。

在进行一致性检测前对模拟控制箱和充电机插头进行校验确保一致性检测结果的可靠性。

作为上述方案的一种优选方案，所述步骤S1中，模拟控制箱校验包括以下步骤：

S11：打开直流电源使模拟控制箱和模拟控制箱校验模块开始运行；

S12：控制器控制电压转换电路输出合适的电压使模拟控制箱判定充电接口已与充电机连接；

S13：模拟控制箱发送握手报文；

S14：控制器接收握手报文并调用存储器中存储的充电机报文进行回复；

S15：控制器判断模拟控制箱回复的报文是否有误，若有误则告警，提示需要模拟控制箱进行校准；若无误，则提示模拟控制箱正常可以进行一致性检测。通过与模拟控制箱进行报文交互对模拟控制箱进行校验。

作为上述方案的一种优选方案，所述步骤S1中，充电机插头校验包括以下步骤：

S111：在充电机插头未供电的情况下将充电机插头校验机构与充电机插头连接，使各个探针集群中的第一导电片和第二导电片与充电机插头接口上的导电片相接触；

S112：控制直流电源为各个供电探针供电；

S113：MCU检测各个探针集群中检测探针的电阻丝上是否存在电流，若探针集群中存在一个及以上的检测探针的电阻丝没有电流，则判定该探针集群对应的充电机插头接口接触不良；若探针集群检测探针的电阻丝上均存在电流，则进入步骤S114；若某一个探针集群中存在超出预设阈值范围的电流值，则判定该探针集群对应的充电机接口；

S114：MCU检测各个探针集群中检测探针的电阻丝上的电流值；若探针集群中的检测探针的电阻丝上存在超出预设阈值范围的电流值，则判断该探针集群对应的充电机插头接口存在异常，需要进行检查后再进行一致性检测；反之，则充电机插头正常，可以进行一致性检测。通过检测各个探针集群中的检测探针上是否存在电流及电流值判断充电机插头是否异常

本发明的优点是：设有模拟控制箱校验模块，能够对模拟控制箱进行校验，确认一致性检测结果的可靠性；在模拟控制箱校验模块采用只读的方式存储报文，保证模拟控制箱校验模块发出的报文的正确性，确保模拟控制箱校验结果的可靠性；设有充电机插头校验机构，能够对充电机插头校验。

附图说明

图1为实施例中交直流充电机一致性检测系统的一种结构框图。

图2为实施例中模拟控制箱校验模块的一种结构框图。

图3为实施例中充电机插头校验机构的一种结构示意图。

图4为实施例中检测探针的一种结构示意图

图5为实施例中交直流充电机一致性检测方法的一种流程示意图。

图6为实施例中模拟控制箱校验的一种流程示意图。

图7为实施例中充电机插头校验的一种流程示意图。

1-充电接口 2-模拟控制箱 3-采集模块 4-示波器 5-处理器 6-模拟电池 7-可控负载 8-模拟控制箱校验模块 9-直流电源 10-显示器 11-存储器 12-通信接口 13-电压转换电路 14-控制器 15-充电机插头校验机构 16-基板 17-探针集群 18-第二弹簧19-第二导电杆 20-第二导电片 21-滑片 22-电阻丝。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例：

本实施例一种交直流充电机一致性检测系统，如图1所示，包括充电接口1、模拟控制箱2、采集模块3、示波器4、处理器5、模拟电池6、可控负载7、模拟控制箱校验模块8、直流电源9、充电机插头校验机构15和显示器10，模拟控制模块分别与直流电源、充电接口、采集模块、示波器、可控负载和模拟控制箱校验模块相连，示波器、采集模块、可控负载和模拟控制箱校验模块还与处理器相连，处理器与显示器、模拟电池和充电机插头校验机构15相连。可控负载包括可控直流负载和可控交流负载，可控直流负载控制端和可控交流负载的控制端均与处理器相连。采集模块包括电流表和电压表，电流表和电压表的输出端均与处理器相连。所述充电接口包括直流充电机接口和交流充电机接口。

直流电源为模拟控制箱提供工作电源，且作为直流充电机的启动电压，采集模块用于测量检测点与充电回路中的电流值和电压值，示波器用于检测交、直流充电桩检测点波形变化情况、交流充电机PWM参数、直流充电机充电时序记录、直流充电机主回路接触器状态，处理器用于控制示波器、采集模块、可控负载和模拟控制箱，执行检测项，记录分析检测结果，实现人机交互，可控负载用于模拟电动汽车电池的负荷，辅助模拟控制箱完成充电机的一致性检测，模拟控制箱用于接受工控机的控制命令，辅助完成交、直流充电机的各项互操作测试，模拟控制箱校验模块用于在进行一致性检测前对模拟控制箱进行校验。

如图2所示，模拟控制箱校验模块包括存储器11、通信接口12、电压转换电路13和控制器14，控制器分别连接存储器、通信接口和电压转换电路的控制端，电压转换电路输入端与直流电源相连，电压转换电路输出端与模拟控制箱的充电机连接确认接口相连，通信接口还与模拟控制箱的充电机连接确认接口和充电通信接口相连，控制器还与处理器相连。控制器控制电压转换电路的电压转换比及是否导通，存储器中存储有设为只读的交直流充电机报文，控制器调用这些交直流充电机报文通过通信接口与模拟控制箱进行报文交互，用于模拟充机电，通过与模拟控制箱的报文交互判断模拟控制箱是否存在异常，以此到达对模拟控制箱进行校验的目的。

如图3所示，充电机插头校验机构包括基板16、设置在基本上的若干探针集群17和MCU，探针集群的数量与充电机插头上接口的数量相同，探针集群与充电桩插头上的接口相匹配，探针集群包括一个供电探针和若干检测探针，供电探针包括第一弹簧、第一导电杆和第一导电片，第一弹簧一端固定在基板上且与直流电源相连，第一弹簧另一端与第一导电杆一端相连，第一导电杆另一端与第一导电片相连。如图4所示，检测探针包括第二弹簧18、第二导电杆19、第二导电片20、电阻丝22和滑片21，第二弹簧一端固定在基板上，第二弹簧另一端与第二导电杆二端相连，第二导电杆另一端与第二导电片相连，电阻丝与第二导电杆平行设置，滑片设置在第二导电杆杆体上且与电阻丝相接触，各个检测探针的电阻丝均与MCU相连。探针集群中各个探针互不接触。

当充电机插头校验机构与充电机插头相接时，探针集群中的探针会被压缩，同时供电探针和检测探针上的第一导电片和第二导电片会与充电机插头接口上的导电片相接触，当供电探针输出电流时，电流会通过充电机插头接口上的导电片流入检测探针，检测探针在被压缩时，滑片的位置随之改变，使得接入回路的电阻丝的长度改变，会使的MCU接收到的电流改变，通过比较同一探针集群内各个检测探针的电流值可以判断该探针集群对应的充电机插头的接口内是否存在异物，同时通过检测是否有检测探针未存在电流可以判断该接口是否接触不良。当充电机插头的接口存在异物或是接触不良时均应该进行处理，避免因硬件问题导致一致性检测失败。

对应的，本实施例还提供一种交直流充电机一致性检测方法，如图5所示，包括以下步骤：

S1：进行模拟控制箱校验和充电机插头校验；模拟控制箱校验如图6所示，包括以下步骤：

S101：打开直流电源使模拟控制箱和模拟控制箱校验模块开始运行；

S102：控制器控制电压转换电路输出合适的电压使模拟控制箱判定充电接口已与充电机连接；

S103：模拟控制箱发送握手报文；

S104：控制器接收握手报文并调用存储器中存储的充电机报文进行回复；

S105：控制器判断模拟控制箱回复的报文是否有误，若有误则告警，提示需要模拟控制箱进行校准；若无误，则提示模拟控制箱正常可以进行一致性检测。

充电机插头校验如图7所示，包括以下步骤：

S111：在充电机插头未供电的情况下将充电机插头校验机构与充电机插头连接，使各个探针集群中的第一导电片和第二导电片与充电机插头接口上的导电片相接触；

S112：控制直流电源为各个供电探针供电；

S113：MCU检测各个探针集群中检测探针的电阻丝上是否存在电流，若探针集群中存在一个及以上的检测探针的电阻丝没有电流，则判定该探针集群对应的充电机插头接口接触不良；若探针集群检测探针的电阻丝上均存在电流，则进入步骤S114；若某一个探针集群中存在超出预设阈值范围的电流值，则判定该探针集群对应的充电机接口；

S114：MCU检测各个探针集群中检测探针的电阻丝上的电流值；若探针集群中的检测探针的电阻丝上存在超出预设阈值范围的电流值，则判断该探针集群对应的充电机插头接口存在异常，需要进行检查后再进行一致性检测；反之，则充电机插头正常，可以进行一致性检测。

S2：连接模拟控制箱和被测充电机；

S3：对被测充电机进行一致性检测。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种交直流充电机一致性检测装置，其特征是：包括充电接口、模拟控制箱、采集模块、示波器、处理器、模拟电池、可控负载、模拟控制箱校验模块、直流电源、充电机插头校验机构和显示器，所述模拟控制箱分别与直流电源、充电接口、采集模块、示波器、可控负载和模拟控制箱校验模块相连，所述示波器、采集模块、可控负载和模拟控制箱校验模块还与处理器相连，所述处理器与显示器、模拟电池和充电桩插头校验机构相连；充电机插头校验机构包括基板、设置在基板上的若干探针集群以及MCU，所述探针集群包括一个供电探针和若干检测探针，所述供电探针包括第一弹簧、第一导电杆和第一导电片，所述第一弹簧一端固定在基板上且与直流电源相连，第一弹簧另一端与第一导电杆一端相连，第一导电杆另一端与第一导电片相连，所述检测探针包括第二弹簧、第二导电杆、第二导电片、电阻丝和滑片，所述第二弹簧一端固定在基板上，第二弹簧另一端与第二导电杆二端相连，第二导电杆另一端与第二导电片相连，电阻丝与第二导电杆平行设置，滑片设置在第二导电杆杆体上且与电阻丝相接触，各个检测探针的电阻丝均与MCU相连。

2.根据权利要求1所述的一种交直流充电机一致性检测装置，其特征是：所述探针集群与充电桩插头上的接口相匹配。

3.根据权利要求1或2所述的一种交直流充电机一致性检测装置，其特征是：所述探针集群中各个探针互不接触。

4.根据权利要求1所述的一种交直流充电机一致性检测装置，其特征是：所述模拟控制箱校验模块包括存储器、通信接口、电压转换电路和控制器，所述控制器分别连接存储器、通信接口和电压转换电路的控制端，所述电压转换电路输入端与直流电源相连，电压转换电路输出端与模拟控制箱的充电机连接确认接口相连，所述通信接口还与模拟控制箱的充电机连接确认接口和充电通信接口相连。

5.根据权利要求4所述的一种交直流充电机一致性检测装置，其特征是：所述存储器中存储有设为只读的交直流充电机报文。

6.一种交直流充电机一致性检测方法，采用权利要求1-5任一项所述的交直流充电机一致性检测装置，其特征是：包括以下步骤：

S1：进行模拟控制箱校验和充电机插头校验；

S2：连接模拟控制箱和被测充电机；

S3：对被测充电机进行一致性检测。

7.根据权利要求6所述的一种交直流充电机一致性检测方法，其特征是：所述步骤S1中，模拟控制箱校验包括以下步骤：

S101：打开直流电源使模拟控制箱和模拟控制箱校验模块开始运行；

S102：控制器控制电压转换电路输出合适的电压使模拟控制箱判定充电接口已与充电机连接；

S103：模拟控制箱发送握手报文；

S104：控制器接收握手报文并调用存储器中存储的充电机报文进行回复；

S105：控制器判断模拟控制箱回复的报文是否有误，若有误则告警，提示需要模拟控制箱进行校准；若无误，则提示模拟控制箱正常可以进行一致性检测。

8.根据权利要求6所述的一种交直流充电机一致性检测方法，其特征是：所述步骤S1中，充电机插头校验包括以下步骤：

S111：在充电机插头未供电的情况下将充电机插头校验机构与充电机插头连接，使各个探针集群中的第一导电片和第二导电片与充电机插头接口上的导电片相接触；

S112：控制直流电源为各个供电探针供电；

S113：MCU检测各个探针集群中检测探针的电阻丝上是否存在电流，若探针集群中存在一个及以上的检测探针的电阻丝没有电流，则判定该探针集群对应的充电机插头接口接触不良；若探针集群检测探针的电阻丝上均存在电流，则进入步骤S114；若某一个探针集群中存在超出预设阈值范围的电流值，则判定该探针集群对应的充电机接口；

S114：MCU检测各个探针集群中检测探针的电阻丝上的电流值；若探针集群中的检测探针的电阻丝上存在超出预设阈值范围的电流值，则判断该探针集群对应的充电机插头接口存在异常，需要进行检查后再进行一致性检测；反之，则充电机插头正常，可以进行一致性检测。

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