CN115932454A - 一种便捷式直流充电桩测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便捷式直流充电桩测试装置，包括设置在外壳内的测试装置主体以及与测试装置主体连接的负载，负载具体为实际电动车辆、电池组或电阻箱，其中，测试装置主体包括控制器以及分别与控制器连接的人机交互模块、电源模块以及电能计量模块，人机交互模块包括设置在壳体上的触摸屏以及多个按键，电源模块包括交流电源接口以及锂电池，电能计量模块分别与待测试的直流充电桩和负载连接。测试装置主体还包括与电能计量模块串联的控制导引电阻。与现有技术相比，本发明具有便携性高、适用于多种使用场景等优点。

Description

一种便捷式直流充电桩测试装置

技术领域

本发明涉及电动车充电技术领域，尤其是涉及一种便捷式直流充电桩测试装置。

背景技术

车载充电装置指安装在电动汽车上的采用地面交流电网和车载电源对电池组进行充电的装置，包括车载充电机、车载充电发电机组和运行能量回收充电装置，将一根带插头的交流动力电缆线直接插到电动汽车的充电插座中给蓄电池充电。车载充电装置通常使用结构简单、控制方便的接触式充电器，也可以是感应充电器。它完全按照车载蓄电池的种类进行设计，针对性较强。非车载充电装置，即地面充电装置，主要包括专用充电机、专用充电站、通用充电机、公共场所用充电站等。它可以满足各种电池的各种充电方式。通常非车载充电器的功率、体积和重量均比较大，以便能够适应各种充电方式。

另外，根据对电动汽车蓄电池充电时能量转换的方式不同，充电装置可以分为接触式和感应式。随着电力电子技术和变流控制技术的飞速发展，高精度可控变流技术的成熟和普及，分阶段恒流充电模式已经基本被充电电流和充电电压连续变化的恒压限流充电模式取代。主导充电工艺的还是恒压限流充电模式。接触式充电的最大问题在于它的安全性和通用性。为了使它满足严格的安全充电标准，必须在电路上采用许多措施使充电设备能够在各种环境下安全充电，恒压限流充电和分阶段恒流充电均属于接触式充电技术。新型的电动汽车感应充电技术发展很快。感应充电器是利用高频交流磁场的变压器原理，将电能从离车的原方感应到车载的副方，以达到给蓄电池充电的目的。感应充电的最大优点是安全，这是因为充电器与车辆之间并无直接的点接触，即使车辆在恶劣的气候下，如雨雪天，进行充电也无触电的危险。

随着当前电动汽车的推广和应用，作为电动汽车配套的直流充电桩也正处于建设的高峰期。为此中国专利申请号CN202221308947.5公开了一种新能源汽车充电桩充电性能智能测试系统，智能测试系统设置于装载有若干充电桩的充电区域，包括：远程服务器，所述远程无服务器连接有人机交互模块；与所述远程服务器相连接的智能运载车，所述充电区域设有与各充电桩相对应的、用于限制所述智能运载车的运行轨迹的电磁轨道；设置于所述充电区域用于对智能运载车进行充电的充电站；承载于所述智能运载车的检测装置。根据实际情况设定合适的测试时间段，在测试时间段内由远程服务器控制智能运载车依次移动至各充电桩处，移动到位后由检测装置进行检测并将测试数据上传至远程服务器，从而实现了智能化的定时检测，而无需人工操作进行检测，提高了测试效率，减少了人工成本。但是，该申请采用自动化测量的方式对智能运载车的工作及控制提出了较高的要求，同时该方案固件成本较高且仍不成熟，不适用于充电桩数量较少、相邻充电桩距离较远的使用场景。

因此，当前缺少直流充电桩测试装置，以解决当前的测试装置便携性差且使用场景受限的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种便捷式直流充电桩测试装置，以解决或部分解决当前的测试装置便携性差且使用场景受限的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供了一种便捷式直流充电桩测试装置，包括设置在外壳内的测试装置主体以及与所述测试装置主体连接的负载，其中，所述的测试装置主体包括控制器以及分别与所述控制器连接的人机交互模块、电源模块以及电能计量模块，所述电能计量模块分别与待测试的直流充电桩和所述负载连接。

作为优选的技术方案，所述的负载具体为实际电动车辆、电池组、电阻箱中的任一个。

作为优选的技术方案，所述的测试装置主体还包括与所述电能计量模块串联的控制导引电阻。

作为优选的技术方案，所述的人机交互模块包括设置在所述壳体上的触摸屏以及多个按键。

作为优选的技术方案，所述的电源模块包括交流电源接口以及锂电池。

作为优选的技术方案，所述的测试装置主体还包括与所述控制器连接的温度传感器、湿度传感器、定位模块、存储器中的一个或多个。

作为优选的技术方案，所述的测试装置主体还包括内置波形示波器，所述电能计量模块通过所述内置波形示波器与所述负载连接。

作为优选的技术方案，还包括上位机，所述上位机通过预置在所述测试装置主体内的通信接口与所述上位机连接，所述通信接口包括CAN接口、USB接口、LAN接口中的一个或多个。

作为优选的技术方案，所述的测试装置主体还包括与所述控制器连接的脉冲输入/输出接口。

作为优选的技术方案，所述的壳体上还设置有至少一个直流充电枪接口，所述待测试的直流充电桩通过所述直流充电枪接口与所述电能计量模块连接，所述负载通过预设在所述壳体上的负载接口与所述电能计量模块连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)相较于使用智能运载车进行充电桩测试的方案，本申请提供的测试装置中，测试装置主体设置在外壳中，具有体积小、重量轻，便于携带等特点，此外，本装置适用于实验室及现场等多种场合计量检测，拥有广泛的应用场景，从而解决或部分解决当前的测试装置便携性差且使用场景受限的问题。

(2)测试装置配置有内置示波器，可实现波形采录，便于使用人员根据波形对测试结果进行评估。

(3)测试装置可采用内置锂电池供电，单独供电时间不低于8个小时，能够满足现场测试要求，适用于无外部供电的场景，进一步提高了便携性。

附图说明

图1为实施例1中便捷式直流充电桩测试装置的结构示意图；

图2为实施例1中测试装置的面板示意图；

图3为实施例1中各部分的连接示意图，

其中，100、测试装置主体，101、控制器，102、人机交互模块，103、电源模块，104、电能计量模块，105控制导引电阻，106、温度传感器，107、湿度传感器，108、定位模块，109、存储器，110、内置波形示波器，111、通信接口，112、脉冲输入/输出接口，113、直流充电枪接口，114、负载接口，200、负载，300、待测试的直流充电桩，400、上位机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-3所述，本实施例提供了一种便捷式直流充电桩测试装置，如图1所述，装置包括设置在外壳内的测试装置主体100以及与测试装置主体100连接的负载200，负载200具体为实际电动车辆、电池组或电阻箱，其中，测试装置主体100包括控制器101以及分别与控制器101连接的人机交互模块102、电源模块103以及电能计量模块104，人机交互模块102包括设置在壳体上的触摸屏以及多个按键，电源模块103包括交流电源接口以及锂电池，电能计量模块104分别与待测试的直流充电桩300和负载200连接。测试装置主体100还包括与电能计量模块104串联的控制导引电阻105。

测试装置主体100还包括与控制器101连接的温度传感器106、湿度传感器107、定位模块108以及存储器109。测试装置主体100还包括内置波形示波器110，电能计量模块104通过内置波形示波器110与负载200连接。测试装置主体100还包括与控制器连接的脉冲输入/输出接口112。

测试装置还包括上位机400，上位机400通过预置在测试装置主体100内的通信接口111与上位机400连接，通信接口111包括CAN接口、USB接口、LAN接口，本实施例中，上位机400通过CAN接口与测试装置连接。

在壳体上还设置有至少一个直流充电枪接口113，待测试的直流充电桩300通过直流充电枪接口113与电能计量模块104连接，负载200通过预设在壳体上的负载接口114与电能计量模块104连接。

在本实施例中，控制器可采用现有技术中已然应用成熟且广泛的MCU控制模块、PLC工业控制模块等等，或者现有技术中其他的能够实现控制功能的且适用于该发明进行控制的控制模块都可以进行采购应用，在此并不做限制。电能计量模块104可以采用IM1281B或IM1253B。

本测试装置能进行BMS通信测试，充电故障模拟、充电参数设定等。具体测试功能如下：工作误差检定、时钟示值误差检定、显示误差检定、付费金额误差检定以及温度湿度检测。

测试装置的前面板图如图2所示，主要有电源开关，直流充电插座(即直流充电枪接口)，CAN接口和漏电控制开关(即绝缘电阻模拟开关)，数据存储口等几部分组成。

测试装置可完成工作误差、显示误差、付费金额误差、时钟示值误差等检定项目，检定结果直接显示在测试软件中，一目了然。

(1)工作误差：测试装置采用定低频脉冲数(N)比较法或高频脉冲数预置法在检定规程所规定的负载点进行多次测定，取各次测定数据的平均值计算相对误差，以确保数据的准确性。

(2)显示误差：测试装置对充电桩进行检定，加额定负载运行一段时间，停止运行后，只需将充电机显示电能和实测电能输入软件，检定装置可自动计算显示误差。

(3)付费金额误差：只需将实际测量电量、当前费率电价和充电机显示的付费金额输入软件，检定装置可自动计算付费金额误差。

(4)时钟示值误差：检定装置采用进口GPS对时装置，以GPS卫星获得的标准时间为时间基准，与充电桩实时进行比较，来精准测定充电机的时钟示值误差。

测试装置具有负载与实车2种计量检测方式，满足使用不同加载方式实施计量测试工作。测试装置采用便携式设计，体积小、重量轻，可以满足实验室及现场等多种使用场合计量的需要。测试装置人机界面采用了高性能嵌入式一体化触摸屏，同时还预装微软实时多任务操作系统及测试软件，可与直流电能模块、充电桩、负载(负载可以是电池组、车辆、电阻箱)等设备进行通讯及参数设置，自动采集数据并生成测试报告，操作简单。

测试装置内置高精度的电能计量模块，电压、电流测量精度0.05％，电能测量精度0.05％，具备电能量累积功能和电能脉冲输出功能，电能脉冲可选择高频脉冲输出，也可选择低频脉冲输出，可接收一路被测电能表的电能脉冲信号，具备电能误差测试功能，可接收一路被测电能表的秒脉冲信号，具备日计时误差测量功能，满足计量需求。

测试装置内置高精度直流电能模块可进行电压、电流、功率、电流纹波、电压纹波、电压当前档位、电流当前档位、电量累积、圈数计数、校验次数、误差、标准脉冲数实测脉冲数等参数测量。测试装置内置有示波器，可实现波形采录。

测试装置采用内置锂电池供电，单独供电时间不低于8个小时，满足现场测试要求。带有2个250A标准充电枪插座，引脚定义满足GB/T 20234.3-2015中规定要求，带有控制导引电路的控制开关，如果采用非车辆作为负载进行测试，则可用装置的控制导引电阻R4来完成充电前的连接确认。配备大容量固态存储器，可对检测结果进行实时保存。配备LAN接口及两个USB接口，可直接导出测试数据和报告。

测试装置的工作原理为：将各部分按如图1所述的结构连接，操作人员启动待测试的直流充电桩300，若负载200不是实际电动车辆，则与通过与电能计量模块104串联的控制导引电阻105与待测试的直流充电桩300完成连接确认，同时测量装置由电源模块103供电。充电桩开始为负载200充电。测试装置开始进行工作误差、显示误差、付费金额误差和时钟示值误差检定。电能计量模块104获取测量数据，控制器101采用定低频脉冲数(N)比较法或高频脉冲数预置法在检定规程所规定的负载点进行多次测定，取各次测定数据的平均值计算相对误差。控制器101通过人机交互模块102定位模块108获取授时信息，与待测试的直流充电桩300的时间进行比较，从而精准测定充电机的时钟示值误差。当一段时间后，操作人员停止充电，通过人机交互模块102将充电桩显示的充电电能输入控制器101，与电能计量模块104的测量数据进行比较，计算显示误差。同理，操作人员输入当前费率电价和充电机显示的付费金额，测试装置计算付费金额误差。在测试过程中，测试装置通过温度传感器106和湿度传感器107实时获取温湿度信息并输出到人机交互模块102，脉冲输入/输出接口112用于输出电能脉冲，便于测试人员检测。在测量过程中和测量结束后，测量装置通过通信接口111与上位机400建立通信，实时将储存在存储器109中的测量信息同步发送至上位机400。

实施例2

与实施例1相比，本实施例的直流充电枪接口113以及负载接口114上设置有保护盖，以防止雨水或灰尘进入导致接口损坏。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种便捷式直流充电桩测试装置，其特征在于，包括设置在外壳内的测试装置主体(100)以及与所述测试装置主体(100)连接的负载(200)，其中，所述的测试装置主体(100)包括控制器(101)以及分别与所述控制器(101)连接的人机交互模块(102)、电源模块(103)以及电能计量模块(104)，所述电能计量模块(104)分别与待测试的直流充电桩(300)和所述负载(200)连接。

2.根据权利要求1所述的一种便捷式直流充电桩测试装置，其特征在于，所述的负载(200)具体为实际电动车辆、电池组、电阻箱中的任一个。

3.根据权利要求1所述的一种便捷式直流充电桩测试装置，其特征在于，所述的测试装置主体(100)还包括与所述电能计量模块(104)串联的控制导引电阻(105)。

4.根据权利要求1所述的一种便捷式直流充电桩测试装置，其特征在于，所述的人机交互模块(102)包括设置在所述壳体上的触摸屏以及多个按键。

5.根据权利要求1所述的一种便捷式直流充电桩测试装置，其特征在于，所述的电源模块(103)包括交流电源接口以及锂电池。

6.根据权利要求1所述的一种便捷式直流充电桩测试装置，其特征在于，所述的测试装置主体(100)还包括与所述控制器(101)连接的温度传感器(106)、湿度传感器(107)、定位模块(108)、存储器(109)中的一个或多个。

7.根据权利要求1所述的一种便捷式直流充电桩测试装置，其特征在于，所述的测试装置主体(100)还包括内置波形示波器(110)，所述电能计量模块(104)通过所述内置波形示波器(110)与所述负载(200)连接。

8.根据权利要求1所述的一种便捷式直流充电桩测试装置，其特征在于，还包括上位机(400)，所述上位机(400)通过预置在所述测试装置主体(100)内的通信接口(111)与所述上位机(400)连接，所述通信接口(111)包括CAN接口、USB接口、LAN接口中的一个或多个。

9.根据权利要求1所述的一种便捷式直流充电桩测试装置，其特征在于，所述的测试装置主体(100)还包括与所述控制器连接的脉冲输入/输出接口(112)。

10.根据权利要求1所述的一种便捷式直流充电桩测试装置，其特征在于，所述的壳体上还设置有至少一个直流充电枪接口(113)，所述待测试的直流充电桩(300)通过所述直流充电枪接口(113)与所述电能计量模块(104)连接，所述负载(200)通过预设在所述壳体上的负载接口(114)与所述电能计量模块(104)连接。

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