CN205246841U - 带有电能回馈功能的交流充电桩测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带有电能回馈功能的交流充电桩测试装置，包括控制系统，以及分别与控制系统互连的电气性能测量模块、故障诊断模块和电能回馈模块；其中，控制系统通过标准接口与交流充电桩进行信息交互，电气性能测量模块对交流充电桩输出的电能及其性能进行测量，故障诊断模块用以以检测、定位充电故障，电能回馈模块将充电桩输出的电能回馈给电网；本装置能够按照相关国家标准对交流充电桩输出的电能进行检测校对，并能实现CP信号时序检测，对CP信号电平状态、PWM占空比、CC连接状态等信息进行检测、定位，提高了直流充电桩出厂检验效率；充电桩输出的电能直接回馈到电网或其他用电网络，避免了电能源的浪费，降低了设备检测成本。
Description
技术领域
本实用新型属于电器设备技术领域，涉及电动汽车充电设备的出厂测试装置，具体指一种带有电能回馈功能的交流充电桩测试装置。
背景技术
近年来随着我国对节能减排技术的大力推广与支持，类似于电能、风能等清洁能源技术得到了空前的发展，电动汽车充电设备就是其中的发展主力军。电动汽车充电桩可安装于公共建筑和居民小区停车场或充电站内，能根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。建成全面面向公众的充电站服务网络已成为必然的发展趋势，为配合这一发展趋势，电动汽车充电设备及其相关的配套设备的各项性能应该更为完善。充电桩测试装置依照国家相关标准能对出厂的充电桩性能进行检测；在使用中我们发现，常规交流充电桩测试装置主要在以下几个方面存在不足：（1）目前交流充电桩测试设备缺少时序校验功能，校验过程中只能显示CP信号的有无、主回路的通断；而检测CP信号启动及停止的时间是否符合国家标准，即当需要接触器断开主回路时，交流充电桩有没有在规定时间内断开主回路等信息均不得知；而缺少时序校验功能，可能因不符合通信协议，无法充电；如果充电桩在故障状态下不能及时断开主回路，将存在安全隐患；因此时序校验功能可以进一步确保充电桩严格符合国标要求，保证产品安全可靠。（2）常规交流充电桩测试装置一般使用电阻丝或电子负载模拟电动汽车电池，引导充电桩进行电能输出，不但增加了安全风险，而且充电桩输出用以测试的电能被浪费，未能合理利用；另外，充电设备的测试过程又需要较长时间，以便检验设备质量及稳定性，进而造成电能源的极大浪费。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型提供了一种带有电能回馈功能的交流充电桩测试装置，搭建了交流充电桩测试装置的多功能硬件系统，完成交流充电桩出厂测试的同时，实现时效校验等功能的故障检测、定位，保障了测试装置的使用安全，并有效解决了电能浪费的问题。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
一种带有电能回馈功能的交流充电桩测试装置，包括控制系统，以及分别与控制系统互连的电气性能测量模块、故障诊断模块和电能回馈模块；其中，控制系统通过标准接口与交流充电桩进行信息交互；
所述控制系统：用于模拟电动汽车提供CP信号与交流充电桩进行通信，引导交流充电桩输出电能；并在电能输出过程中，控制产生模拟故障信号，控制显示检测信息以及控制输出检测报告；
电气性能测量模块：对交流充电桩输出的电能及其性能进行测量，输出测量结果，并将测量结果通过控制系统用于故障诊断模块；
故障诊断模块：检测交流充电桩输出的电流电压值，根据电气性能测量模块发送的测量结果进行比对，以检测、定位充电桩故障；
电能回馈模块：与控制系统连接，接受控制系统的调控，并通过电缆与电网连接，将充电桩输出的电能回馈给电网。
作为本案的优化方案，所述控制系统进一步包括核心处理板MCU、故障发生电路、液晶显示模块和数据输出接口；
核心处理板MCU：用于处理上述各模块的通信数据，传送数据至液晶显示模块和数据输出接口；
故障发生电路：用于产生模拟故障信号；其目的是检验在当前故障下，交流充电桩是否能做出相应保护动作；
液晶显示模块：用于实时显示充电桩当前状态、电压电流参数、CP信号波形以及故障提示信息；
数据输出接口：通过连接数据线输出交流充电桩的检测报告。
作为本案的优化方案，所述故障发生电路由过欠压信号电路、过流信号发生电路、急停动作电路、防雷信号发生电路和温升信号发生电路组成；
其中，过欠压信号电路用于控制AC-SOURCE产生过欠压信号；过流信号发生电路用于控制电能回馈模块产生过流信号；急停动作电路用于模拟发生急停按钮动作；防雷信号发生电路用于模拟发生防雷失效信号；温升信号发生电路用于升高连接插座的温度，以检测充电桩的应对动作；
作为本案的优化方案，所述核心处理板MCU选用LPC1778FBD144芯片。
作为本案的优化方案，所述电能回馈模块进一步包括通信模块、ACDC模块和逆变器；
通信模块：采用RS485通讯方式与控制系统、ACDC模块进行信息交互；
ACDC模块：分别与通信模块和逆变器连接，用于将交流充电桩输出的交流电转化成直流电，再通过逆变器反馈到电网；
逆变器：通过电缆与电网连接，将交流充电桩输出的电能回馈给电网。
作为本案的优化方案，所述电气性能测量模块选用Chroma8000-ATS系统。
本实用新型的有益效果是：本测试设备能够按照相关国家标准对交流充电桩输出的电能进行检测校对，并能实现CP信号时序检测，对CP信号电平状态、PWM占空比、CC连接状态等信息进行检测、定位，提高了直流充电桩出厂检验效率；充电桩输出的电能直接回馈到电网或其他用电网络，避免了电能源的浪费，降低了设备检测成本。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意框图；
图2为电能回馈模块的结构示意框图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本实用新型及其效果作进一步阐述。
本装置用于电动汽车交流充电桩的测试试验过程，按照国家标准规定的充电连接方式，通过七芯插座与交流充电桩连接，再通过电缆与电网连接。
如图1所示，一种带有电能回馈功能的交流充电桩测试装置，包括控制系统20，以及分别与控制系统20互连的电气性能测量模块40、故障诊断模块30和电能回馈模块50；其中，控制系统20通过标准接口10与交流充电桩进行信息交互，标准接口10为国标《GBT20234.2电动汽车传导充电用连接装置第2部分：交流充电接口》定义的标准交流接口。国标标准交流接口的七个接线柱分别是：直流主回路L,N；地PE；;连接确认线CC，CP；预留接口NC1,NC2。
控制系统20用于模拟电动汽车提供CP信号与交流充电桩进行通信，引导交流充电桩输出电能；控制系统20会模拟电动汽车充电过程中真实发生的情况，在电能输出过程中，控制产生如过流、过压、欠压、急停、防雷失效、枪头温升等模拟故障信号，控制显示检测信息以及控制输出检测报告；控制系统20与交流充电桩之间的通信网络符合标准GBT20234.1及GBT20234.2规定的通信协议。
具体地，控制系统20进一步包括核心处理板MCU、故障发生电路、液晶显示模块和数据输出接口；
核心处理板MCU：选用LPC1778FBD144芯片，用于处理上述各模块的通信数据，传送数据至液晶显示模块和数据输出接口，核心处理板MCU与液晶显示模块之间通过串口通信；
故障发生电路：用于产生模拟故障信号，其目的是检验在当前故障下，交流充电桩是否能做出相应保护动作；故障发生电路由过欠压信号电路、过流信号发生电路、急停动作电路、防雷信号发生电路和温升信号发生电路组成；其中，过欠压信号电路用于控制AC-SOURCE产生过欠压信号；过流信号发生电路用于控制电能回馈模块产生过流信号；急停动作电路用于模拟发生急停按钮动作；防雷信号发生电路用于模拟发生防雷失效信号；温升信号发生电路用于升高连接插座的温度，以检测充电桩的应对动作。
液晶显示模块：用于实时显示充电桩当前状态、电压电流参数、CP信号波形以及故障提示信息；
数据输出接口：通过连接数据线输出交流充电桩的检测报告。
电气性能测量模块40，选用现有的Chroma8000-ATS系统，对交流充电桩输出的电能及其性能进行测量，输出测量结果，并将测量结果通过控制系统20用于故障诊断模块30；
故障诊断模块30，采用Chroma电力转换装置自动检测系统软件，检测交流充电桩输出的电流电压值，根据电气性能测量模块发送的测量结果进行比对，以检测、定位充电桩故障；CP电压变化时，充电桩能否准确输出PWM信号，判断PWM占空比及产生PWM信号的时限要求是否达标；及时准确发现故障或错误，进行检修。故障诊断模块40能自动分析CP在6V,9V,12充电桩工作状态时是否符合国家标准；CP端PWM信号的输出时间点、占空比参数是否符合国家标准；当交流充电桩工作不正常时，故障诊断模块40能够进行故障检测、定位：该故障包括：CP输出PWM信号的时间点不正确、温升超标故障、充电中拔枪等故障。通过实现对CP输出信号时间点的检测即时序校验功能，可避免因不符合通信协议导致无法充电的问题；以及充电桩在故障状态下未能及时断开主回路，而存在安全隐患的问题；时序校验功能可以进一步确保充电桩严格符合国标要求，保证产品安全可靠。
电能回馈模块50，与控制系统20连接，接受控制系统20的调控，并通过电缆与电网连接，将充电桩输出的电能回馈给电网，避免电能源浪费。电能回馈模块进一步包括通信模块、ACDC模块和逆变器；通信模块：采用采用RS485通讯方式与控制系统、ACDC模块进行信息交互；ACDC模块：分别与通信模块和逆变器连接，用于将交流充电桩输出的交流电转化成直流电，再通过逆变器反馈到电网；
逆变器：通过电缆与电网连接，将交流充电桩输出的电能回馈给电网。
在现有技术的基础上，将多种程序功能进行有效结合，集成在本测试装置内，形成了集成高、功能完善的交流充电桩测试装置，本测试装置按照相关国家标准对充电桩输出的电能进行检测校对，对输出电压电流值等通过比对界面，直观显示，提高了交流充电桩的出厂检验效率。并将用于检测的电能直接回馈到电网，避免了电能浪费，遵循了节能减排的发展宗旨，进一步完善了充电设备检测装置的性能。
以上实施例仅是示例性的，并不会局限本实用新型，应当指出对于本领域的技术人员来说，在本实用新型所提供的技术启示下，所做出的其它等同变型和改进，均应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种带有电能回馈功能的交流充电桩测试装置，其特征在于：包括控制系统，以及分别与控制系统互连的电气性能测量模块、故障诊断模块和电能回馈模块；其中，控制系统通过标准接口与交流充电桩进行信息交互；
所述控制系统：用于模拟电动汽车提供CP信号与交流充电桩进行通信，引导交流充电桩输出电能；并在电能输出过程中，控制产生模拟故障信号，控制显示检测信息以及控制输出检测报告；
电气性能测量模块：对交流充电桩输出的电能及其性能进行测量，输出测量结果，并将测量结果通过控制系统用于故障诊断模块；
故障诊断模块：检测交流充电桩输出的电流电压值，根据电气性能测量模块发送的测量结果进行比对，以检测、定位充电桩故障；
电能回馈模块：与控制系统连接，接受控制系统的调控，并通过电缆与电网连接，将充电桩输出的电能回馈给电网。
2.根据权利要求1所述的带有电能回馈功能的交流充电桩测试装置，其特征在于：所述控制系统进一步包括核心处理板MCU、故障发生电路、液晶显示模块和数据输出接口；
核心处理板MCU：用于处理上述各模块的通信数据，传送数据至液晶显示模块和数据输出接口；
故障发生电路：用于产生模拟故障信号；
液晶显示模块：用于实时显示充电桩当前状态、电压电流参数、CP信号波形以及故障提示信息；
数据输出接口：通过连接数据线输出交流充电桩的检测报告。
3.根据权利要求2所述的带有电能回馈功能的交流充电桩测试装置，其特征在于：所述故障发生电路由过欠压信号电路、过流信号发生电路、急停动作电路、防雷信号发生电路和温升信号发生电路组成；
其中，过欠压信号电路用于控制AC-SOURCE产生过欠压信号；过流信号发生电路用于控制电能回馈模块产生过流信号；急停动作电路用于模拟发生急停按钮动作；防雷信号发生电路用于模拟发生防雷失效信号；温升信号发生电路用于升高连接插座的温度，以检测充电桩的应对动作。
4.根据权利要求2或3所述的带有电能回馈功能的交流充电桩测试装置，其特征在于：所述核心处理板MCU选用LPC1778FBD144芯片。
5.根据权利要求1所述的带有电能回馈功能的交流充电桩测试装置，其特征在于：所述电能回馈模块进一步包括通信模块、ACDC模块和逆变器；
通信模块：采用RS485通讯方式与控制系统、ACDC模块进行信息交互；
ACDC模块：分别与通信模块和逆变器连接，用于将交流充电桩输出的交流电转化成直流电，再通过逆变器反馈到电网；
逆变器：通过电缆与电网连接，将交流充电桩输出的电能回馈给电网。
6.根据权利要求1所述的带有电能回馈功能的交流充电桩测试装置，其特征在于：所述电气性能测量模块选用Chroma8000-ATS系统。
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