CN112859804A - 一种充电桩主控制器的测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种充电桩主控制器的测试系统，属于设备测试技术领域。测试系统包括上位机、电源以及测试装置，测试装置包括：输入检测模拟单元，包括输入检测端子和第一开关；采样检测模拟单元，包括用于模拟温度的温度模块、用于模拟低压的低压模块、用于模拟高压的高压模块和用于模拟电流的电流模块；输出控制模拟单元，包括输出控制端子、若干限流电阻和对应的指示灯；每个限流电阻和对应的指示灯串联后与输出控制端子连接；通信检测模拟单元，包括若干模拟通信接口，用于与待测试的主控制器的通信接口连接。本发明实现了充电桩主控制器的自动检测，不仅避免了人工测试的误差，提高了测试的可靠性，还大大提高了测试的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种充电桩主控制器的测试系统，属于设备测试技术领域。
背景技术
充电桩主控制器的电气接口包括充电连接控制导引、BMS通讯、直流侧采样与控制等，是充电桩控制的核心部件，其质量不稳定会导致充电桩故障从而影响用户正常使用。因此批量生产中对充电桩主控制器测试极为重要。
现有技术中对充电桩主控制器的测试通常是依靠人工测试完成，对工人知识水平要求较高，接线繁琐，测试装置不容易维护，需要不同的组件配合完成测试，操作难度大，在生产中不利于生产进度的推进，并在人工过多参与测试的情况下，很容易引入人为因素的疏忽和失误，降低产品可靠性。
为此，需要提出一种对充电桩主控制器进行自动测试的技术方案。
发明内容
本申请的目的在于提供一种充电桩主控制器的测试系统，为充电桩主控制器进行自动测试提出一种行之有效的技术方案。
为实现上述目的，本申请提出了一种充电桩主控制器的测试系统的技术方案，包括上位机、电源以及测试装置，所述电源连接测试装置和待测试的主控制器，所述上位机与待测试的主控制器通信连接，且测试装置与待测试的主控制器连接，所述测试装置包括：
输入检测模拟单元，包括具有若干引脚的输入检测端子和第一开关，用于通过第一开关控制引脚的高/低电平模拟各种元器件的状态，实现主控制器输入端的输入功能的检测；
采样检测模拟单元，包括用于模拟温度的温度模块、用于模拟低压的低压模块、用于模拟高压的高压模块和用于模拟电流的电流模块，实现了主控制器采样端的温度采样、低压采样、高压采样、电流采样功能的检测；
输出控制模拟单元，包括具有若干引脚的输出控制端子、若干限流电阻和对应的指示灯；每个限流电阻和对应的指示灯串联后与输出控制端子连接，用于通过上位机下发的控制指令，查看对应指示灯的状态，实现主控制器控制端的控制功能的检测；
通信检测模拟单元，包括若干模拟通信接口，用于与待测试的主控制器的通信接口连接，实现主控制器通信端的通信功能的检测；
供电单元，供电单元的输入端连接电源，输出端连接输入检测模拟单元、采样检测模拟单元、以及输出控制模拟单元。
本发明的充电桩主控制器的测试系统的技术方案的有益效果是：本发明的测试装置中的输入检测模拟单元模拟了主控制器接收信息的各个元器件，通过控制第一开关实现了主控制器输入功能的检测；采样检测模拟单元模拟了主控制器需要采样的各个元器件，实现了主控制器温度采样、低压采样、高压采样、电流采样功能的检测；输出控制模拟单元模拟了被主控制器控制的各个元器件，实现了主控制器控制功能的检测；通信检测模拟单元模拟了主控制器需要通信的器件，实现了主控制器通信功能的检测。本发明实现了充电桩主控制器的自动检测，不仅避免了人工测试的误差，提高了测试的可靠性，还大大提高了测试的效率。
进一步的，所述温度模块包括温度模拟电阻。
进一步的，所述低压模块包括分压电阻。
进一步的，所述高压模块包括升压电路、第二开关。
进一步的，所述电流模块包括分压电路。
进一步的，采样检测模拟单元中用于连接温度模块的温度检测端子、用于连接低压模块的低压检测端子、用于连接高压模块的高压检测端子、用于连接电流模块的电流检测端子集成在一个具有若干个引脚的采样检测端子中。
进一步的，若干模拟通信接口包括RS232模拟通信接口、RS485模拟通信接口、CAN模拟通信接口。
进一步的，RS232模拟通信接口、RS485模拟通信接口、CAN模拟通信接口集成在一个具有若干个引脚的通信检测端子中。
进一步的，输入检测模拟单元、采样检测模拟单元、输出控制模拟单元、通信检测模拟单元、供电单元集成在一个电路板上。
附图说明
图1是本发明测试系统的测试示意图；
图2是本发明输入检测模拟单元的电路结构图；
图3是本发明供电单元的电路结构图；
图4是本发明采样检测模拟单元的电路结构图；
图5是本发明输出控制模拟单元的电路结构图；
图6是本发明通信检测模拟单元的电路结构图；
图7是本发明上位机显示界面图。
具体实施方式
充电桩主控制器的测试系统实施例：
充电桩主控制器的测试系统如图1所示，包括主控制器测试装置、电源和上位机，主控制器测试装置包括输入检测模拟单元、采样检测模拟单元、输出控制模拟单元、通信检测模拟单元、供电单元。其中电源连接待测试的充电桩主控制器(以下简称主控制器)和主控制器测试装置的电源端，用于为主控制器和主控制器测试装置供电，上位机通过串口线与主控制器的串口，以实现与主控制器的串口通信，测试装置与主控制器连接。
本发明的主要构思在于，通过输入检测模拟单元检测主控制器的输入功能；通过采样检测模拟单元检测主控制器的采样功能；通过输出控制模拟单元检测主控制器的控制功能；通过通信检测模拟单元检测主控制器的通信功能，实现了主控制器的自动测试，提高了测试的效率和可靠性。
本实施例中，将输入检测模拟单元、采样检测模拟单元、输出控制模拟单元、通信检测模拟单元、供电单元集成在一个印制电路板上，使得各模拟单元内部以及外部之间的连接线采用印制电路板内部铜线替代，使得测试装置不仅可以完成主控制器的自动测试，而且整体测试过程简单、操作方便。同时，电源为12V电源，具有过流保护，过压保护等功能，避免测试装置在电源异常状态下损坏。
输入检测模拟单元用于检测主控制器输入端的输入功能，其输入功能主要是对各种元器件的状态监测，各种元器件包括：充电枪座、充电枪电子锁、正母线直流接触器、负母线直流接触器、直流熔断器、急停开关、门禁开关、水浸开关、低压辅助电源。
输入检测模拟单元如图2所示：包括输入检测端子XS_A以及空开KK1，输入检测端子XS_A的型号为2EHDRM-18P，空开KK1的型号为AIR SWITCH_2P。输入检测端子XS-A包括18个引脚，各引脚的功能如表一所示：
表一输入检测端子XS_A的引脚功能
空开KK1包括4个引脚。输入检测端子XS_A以及空开KK1的连接关系为：
输入检测端子XS_A的引脚16为高电平端CGND0，与空开KK1的引脚2连接；输入检测端子XS_A的引脚17和引脚18为电源的正/负端，与空开KK1的引脚2和引脚3连接；输入检测端子XS_A的引脚1、引脚3、引脚5、引脚7、引脚9、引脚11、引脚13、引脚15连通并与空开KK1的引脚1连接。
输入检测模拟单元的检测原理为：输入检测端子XS_A与主控制器的输入端连接，默认空开KK1为断开状态，此时主控制器输入端检测到引脚1、引脚3、引脚5、引脚7、引脚9、引脚11、引脚13、引脚15、引脚17和引脚18为低电平，并通过串口给上位机输送的输入检测状态为OFF，并显示(引脚1对应图7中的DI1、引脚3对应DI2、引脚5对应DI3、引脚7对应DI4、引脚9对应DI5、引脚11对应DI6、引脚13对应DI7、引脚15对应DI8、引脚17和引脚18对应DI9)；当空开KK1闭合时，由于接通电源，会将各引脚拉高为高电平，主控制器输入端检测到高电平，向上位机输送ON，并在上位机软件显示。若某个没有显示ON状态，则表明该显示对应的引脚所代表的元器件的输入检测功能异常，向上位机输送OFF，并显示。在实际使用中只需闭合一次空开KK1，则上位机的DI1到DI9会全部由OFF转变为ON，断开空开KK1，则会恢复到默认状态OFF。
供电单元如图3所示，包括电源端子XS_B，电源端子XS_B与12V电源连接，并且电源端子XS_B的型号为2EHDRM-3P，其中引脚1连接12V电源，引脚2接地，引脚3悬空；并且在12V和地之间并联有电源指示灯GREEN。
供电单元的原理为：接通电源后，电源12V的电压会经过限流电阻R17，然后点亮电源指示灯GREEN，指示灯为绿色。
采样检测模拟单元检测主控制器的采样端的采样功能，采样功能包括对充电枪正极温度的采样、对充电枪负极的采样、对CC1电压的采样、对直流接触器(K1、K2)内侧电压的采样、对直流接触器(K1、K2)外侧电压的采样、对直流电流的采样。
采样检测模拟单元如图4所示包括采样检测端子XS_C(型号为2EHDRM-18P)、温度模拟电阻R1(阻值为1K)、温度模拟电阻R3(阻值为120R)、分压电阻R5(阻值为1K)、空开KK2(型号为AIR_SWITCH_1P)、空开KK3(型号为AIR_SWITCH_1P)、升压模块DC1(型号为DCDC_BOOST_400V)、升压模块DC2(型号为DCDC_BOOST_400V)、由电阻R14(阻值为33K/1％)和电阻R16(阻值为150R/1％)构成的分压电路。
采样检测端子XS_C包括18个引脚，各引脚的功能如表二所示：
表二采样检测端子XS_C的引脚功能
温度模拟电阻R1的两端分别连接引脚1和引脚2；温度模拟电阻R3的两端分别连接引脚3和引脚4；分压电阻R5的两端分别连接引脚6和引脚7；升压模块DC1的输入端连接供电单元，输出端的一端引脚11，另一端通过空开KK2和电阻R8(阻值为65K/2W)连接引脚9；升压模块DC2的输入端连接供电单元，输出端的一端引脚15，另一端通过空开KK3和电阻R9(阻值为95K/2W)连接引脚13；分压电路的输入端连接供电单元，电阻R14和电阻R16的分压点连接引脚17，输出端连接引脚18，并接地。
采样检测模拟单元的检测原理为：
(1)温度模拟电阻R1模拟充电枪正极温度，温度模拟电阻R3模拟充电枪负极温度，当主控制器的采样端与采样端子XS_C连接后，主控制器会将采集到的变化通过串口上送给上位机显示出来，上位机显示T1：8±1℃，则表示第一路温度采样功能正常；上位机显示T2：200±1℃，则表示第二路温度采样功能正常；如果主控制器的温度采样功能异常，则上位机无法显示变化。
(2)当主控制器的采样端与采样端子XS_C连接后，分压电阻R5和主控制器内部电阻并联，进而改变CC1电压，然后通过串口把变化上送给上位机显示出来，上位机显示CC1：6.0±0.5V，则表示主控制器的CC1电压采样功能正常；如果主控制器的CC1电压采样功能异常，则上位机无法显示变化。
(3)升压模块DC1和升压模块DC2均与供电单元连接，将12V的电压升至400V，并且分别通过空开KK2、空开KK3进行采样控制，升压模块DC1和升压模块DC2分别模拟现场充电过程中的绝缘检测内侧电压和外侧电压，当主控制器的采样端与采样端子XS_C连接后，闭合空开KK2、空开KK3，主控制器将采集到电压数据和电阻数值以后，通过串口送到上位机显示；
上位机显示RP(内侧电压采样)：65±5KΩ，DC1：400±2V；显示RN(外侧电压采样)：95±5KΩ，DC2：400±2V；则表明主控制器的绝缘检测内侧电压和外侧电压采样功能正常；如果主控制器的绝缘检测内侧电压和外侧电压采样功能异常，则上位机无法显示电压。
(4)分压电路的输入端与供电单元连接，当主控制器的采样端与采样端子XS_C连接后，将12V的电压经过电阻分压以后，产生一个弱电流信号，主控制器对弱电流信号进行采集，并通过串口上送给上位机显示出来，上位机显示AMP：21.6±2A，则表明主控制器的直流电流采样功能正常；如果主控制器的直流电流采样功能异常，则上位机无法显示。
输出控制模拟单元用于检测主控制器控制端的控制功能，控制功能包括低压辅助电源的控制、充电枪电子锁的控制、泄放继电器K的控制、直流接触器K1的控制、直流接触器K2的控制、备用控制接口的控制、开出控制电源输入的控制、绿灯输出的控制、红灯输出的控制、黄灯输出的控制。
输出控制模拟单元如图5所示，包括输出控制端子XS_D(型号为2EHDRM-18P)、限流电阻R2(阻值为4.7K)、限流电阻R4(阻值为4.7K)、限流电阻R7(阻值为4.7K)、限流电阻R10(阻值为4.7K)、限流电阻R12(阻值为4.7K)、限流电阻R15(阻值为4.7K)、限流电阻R6(阻值为4.7K)、限流电阻R11(阻值为4.7K)、限流电阻R13(阻值为4.7K)、指示灯LED1、指示灯LED2、指示灯LED3、指示灯LED4、指示灯LED5、指示灯LED6、指示灯LED7(绿灯)、指示灯LED8(红灯)、指示灯LED9(黄灯)。
输出控制端子XS_D包括18个引脚，各引脚的功能如表三所示：
表三输出控制端子XS_D的引脚功能
限流电阻R2和指示灯LED1串联后一端连接引脚18，另一端连接引脚5；限流电阻R4和指示灯LED2串联后一端连接引脚16，另一端连接引脚5；限流电阻R7和指示灯LED3串联后一端连接引脚14，另一端连接引脚5；限流电阻R10和指示灯LED4串联后一端连接引脚12，另一端连接引脚5；限流电阻R12和指示灯LED5串联后一端连接引脚10，另一端连接引脚5；限流电阻R15和指示灯LED5串联后一端连接引脚8，另一端连接引脚5；限流电阻R6和指示灯LED7串联后一端连接引脚1，另一端连接引脚4；限流电阻R11和指示灯LED8串联后一端连接引脚1，另一端连接引脚3；限流电阻R13和指示灯LED9串联后一端连接引脚1，另一端连接引脚2；引脚1与引脚6连接12V供电单元。
输出控制模拟单元的检测原理为：当主控制器的控制端与输出控制端子XS_D连接后，上位机输出控制指令给主控制器，主控制器控制相应的指示灯LED亮起，则表明相应的控制功能正常；如果相应的控制功能不正常，那么对应的指示灯LED不亮。
通信检测模拟单元用于检测主控制器通信端的通信功能，通信功能包括：RS232通信、RS485通信、以及三路CAN通信；三路CAN通信分别为第一CAN通信、第二CAN通信、第三CAN通信。
通信检测模拟单元如图6所示，包括通信检测端子XS_E(型号为2EHDRM-18P)，包括18个引脚，各引脚的功能如表四所示：
表四通信检测端子XS_E的引脚功能
通信检测端子XS_E的引脚15、引脚16、引脚17与上位机通过USB转RS232串口线连接；引脚13、引脚14连接测试工装上一个微控制器的RS485接口；引脚10、引脚6、以及引脚2连接；引脚11、引脚7、以及引脚3连接。
通信检测模拟单元的检测原理为：
(1)通信检测端子XS_E与主控制器的控制端连接后，如果主控制器的RS232通信正常，在上位机软件显示RS232:OK；若不正常，则显示ERROR。
(2)通信检测端子XS_E与主控制器的控制端连接后，微控制器主动通过485接口发送指定数据，当待测板的RS485接口接收并识别时，通过RS485接口发送给上位机OK状态，证明待测板RS485接口正常，在上位机软件显示RS485:OK；若不正常，显示ERROR。
(3)通信检测端子XS_E与主控制器的控制端连接后，分别从其中一路CAN通信向另外两路CAN通信发送信息，若收到对方CAN通信的应答，则表明该路CAN通信正常；例如：第一CAN通信向第二CAN通信、第三CAN通信发送信息，第二CAN通信、第三CAN通信发送应答信息给第一CAN通信，则表明第一CAN通信功能正常，上位机软件显示CAN1发送:OK，CAN接收：OK。若不正常，对应状态显示ERROR。
上述实施例中，将所有的模拟单元集成在一个电路板上，作为其他实施方式，也可以将每个模拟单元进行模块化，分别制作一张电路板，采用同一电源供电即可。
上述实施例中，结合主控制器的特点，通信检测端子XS_E中集成了RS232模拟通信接口、RS485模拟通信接口、以及多路CAN模拟通信接口，作为其他实施方式，也可以采用不同的端子对不同的通信功能进行检测，并且在主控制器的通信功能较少的情况下，也可以相应的减少模拟通信接口，本发明对此不做限制。
上述实施例中，采样模拟单元中集成了用于模拟温度的温度模块、用于模拟低压的低压模块、用于模拟高压的高压模块和用于模拟电流的电流模块，并且通过一个采样检测端子将各模块与主控制器进行连接，作为其他实施方式，采样模拟单元由于线路复杂，也可以将某个采样功能进行单独的端子与主控制器连接。
本发明的测试系统通过输入检测模拟单元、采样检测模拟单元、输出控制模拟单元、通信检测模拟单元完成主控制器全面的自动测试，单台充电桩的主控制器平均测试时间从1小时降低到10分钟，具有很高的实用价值，尤其适合大规模批量生产项目，可有效提高产品可靠性。并且本发明的测试系统应用范围广泛，并不局限于充电桩主控制器，也可适用于与充电桩主控制器功能相同的其他控制器中。
Claims (9)
1.一种充电桩主控制器的测试系统，其特征在于，包括上位机、电源以及测试装置，所述电源连接测试装置和待测试的主控制器，所述上位机与待测试的主控制器通信连接，且测试装置与待测试的主控制器连接，所述测试装置包括：
输入检测模拟单元，包括具有若干引脚的输入检测端子和第一开关，用于通过第一开关控制引脚的高/低电平模拟各种元器件的状态，实现主控制器输入端的输入功能的检测；
采样检测模拟单元，包括用于模拟温度的温度模块、用于模拟低压的低压模块、用于模拟高压的高压模块和用于模拟电流的电流模块，实现了主控制器采样端的温度采样、低压采样、高压采样、电流采样功能的检测；
输出控制模拟单元，包括具有若干引脚的输出控制端子、若干限流电阻和对应的指示灯；每个限流电阻和对应的指示灯串联后与输出控制端子连接，用于通过上位机下发的控制指令，查看对应指示灯的状态，实现主控制器控制端的控制功能的检测；
通信检测模拟单元，包括若干模拟通信接口，用于与待测试的主控制器的通信接口连接，实现主控制器通信端的通信功能的检测；
供电单元，供电单元的输入端连接电源，输出端连接输入检测模拟单元、采样检测模拟单元、以及输出控制模拟单元。
2.根据权利要求1所述的充电桩主控制器的测试系统，其特征在于，所述温度模块包括温度模拟电阻。
3.根据权利要求1所述的充电桩主控制器的测试系统，其特征在于，所述低压模块包括分压电阻。
4.根据权利要求1所述的充电桩主控制器的测试系统，其特征在于，所述高压模块包括升压电路、第二开关。
5.根据权利要求1所述的充电桩主控制器的测试系统，其特征在于，所述电流模块包括分压电路。
6.根据权利要求1所述的充电桩主控制器的测试系统，其特征在于，采样检测模拟单元中用于连接温度模块的温度检测端子、用于连接低压模块的低压检测端子、用于连接高压模块的高压检测端子、用于连接电流模块的电流检测端子集成在一个具有若干个引脚的采样检测端子中。
7.根据权利要求1所述的充电桩主控制器的测试系统，其特征在于，若干模拟通信接口包括RS232模拟通信接口、RS485模拟通信接口、CAN模拟通信接口。
8.根据权利要求7所述的充电桩主控制器的测试系统，其特征在于，RS232模拟通信接口、RS485模拟通信接口、CAN模拟通信接口集成在一个具有若干个引脚的通信检测端子中。
9.根据权利要求1所述的充电桩主控制器的测试系统，其特征在于，输入检测模拟单元、采样检测模拟单元、输出控制模拟单元、通信检测模拟单元、供电单元集成在一个电路板上。
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