CN205861809U - 一种共直流母线充电机检测系统 - Google Patents

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张文武
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Abstract

本实用新型公开了一种共直流母线充电机检测系统,其中,变压器转换为不同电压等级供给AFE前端整流模块;DC/AC转化模块将AFE前端整流模块输出的直流电转换成交流电输出给充电机;充电机输出直流电源到DC/DC电阻模拟器;BMS电池管理模块控制被测充电机给DC/DC电阻模拟器充电并进行相关的数据交换,并与检测模块及监控模块采用CAN通讯方式进行数据和指令的交互。本实用新型选取双向DC/DC电阻模拟器模拟负载电池,根据测试要求调整负载大小,从而可反复测试不同额定功率和电压的充电机性能,采用AFE前端整流模块可明显地提高电网侧电能质量,降低整流器谐波对电网的影响,并在能量回馈时不需要斩波制动电阻。

Description

一种共直流母线充电机检测系统
技术领域
[0001]本实用新型属于新能源汽车领域,具体涉及一种共直流母线充电机检测系统。
背景技术
[0002]随着社会科技力量的不断强大,电动车以其零排放和噪音小的绝对优势逐渐被人们所认可。建设庞大的充电系统成为发展新能源汽车不可或缺的一部分。同时,现在的电动车辆电池大部分采用能效比较高、体积较小的锂离子蓄电池作为能源电池,锂离子电池对充放电的要求较高。电动汽车大规模的接入会对电网造成一定的影响,为尽量减小影响,国内外学者做了很多研究工作:分析大规模电动汽车的充电功率需求及影响因素;对充电站的电路拓扑进行仿真,研究对电网质量的影响及控制方式;提出电动汽车的有序充电控制方法和充电站的经济运行策略,经济地参与电网互动;合理规划电动汽车充电基础设施,确定充电站的容量和选址。国务院办公厅下发的《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》中提出,到2020年,基本建成适度超前、车粧相随、智能高效的充电基础设施体系,满足超过500万辆电动汽车的充电需求;建立较完善的标准规范和市场监管体系,形成统一开放、竞争有序的充电服务市场。根据国家“十三五”规划,全国充换电站数量将达到1.2万个,充电粧达到450万个。数量如此巨大的充电粧需要保证其质量可靠,因此必须对充电粧进行出厂检测和在线检测以保证其安全性和可靠性,充电粧质量测试成为电动汽车发展的当务之急。目前,国内对交流充电粧的测试暂无具体的测试规程。大多采用电阻模拟电池负载的方法来进行,测试系统的柔性差,测试过程中由于电阻发热消耗电能并产生大量的热量无法得到有效的处理。这些都是传统测试难以回避的弊端。
发明内容
[0003]为解决上述问题,本实用新型的目的是提供一种新型的共直流母线充电机检测系统,其具有系统结构简单,且安全、稳定、可靠的特点。
[0004]本实用新型采用DC/DC模块来模拟电阻,变压器通过抽头调整输出不同电压等级,由AFE(Active Front End)前端整流模块输出10-780V直流电压,最终实现充电机性能检测。
[0005]为达到上述目的,本实用新型采取的具体技术方案为:
[0006] 一种共直流母线充电机检测系统,其特征在于,该系统包括变压器、AFE前端整流模块、DC/AC转化模块、DC/DC电阻模拟器、BMS电池管理模块、检测模块及监控模块;所述变压器将工业用电转换为不同电压等级供给AFE前端整流模块,所述DC/AC转化模块将AFE前端整流模块输出的直流电转换成交流电输出给检测系统中的被测充电机,所述被测充电机输出直流电源到DC/DC电阻模拟器;所述BMS电池管理模块控制被测充电机给DC/DC电阻模拟器充电并进行相关的数据交换,并与检测模块及监控模块采用CAN通讯方式进行数据和指令的交互。
[0007]所述AFE前端整流模块提供直流母线,使得所述DC/AC转化模块、DC/DC电阻模拟器共用直流母线,在充电机测试中共用直流母线,保证了能量的循环利用。AFE前端整流模块采用了 IGBT功率元件,它相当于一个逆变器,其输入为交流电输出为直流电,与传统的二极管或可控制硅整流技术相比,具备了主动的控制功能;AFE前端整流模块提10-780V可调电压满足不同电压等级的负载接入。AFE前端整流模块不仅能消除高次谐波,提高功率因数,而且不受电网波动的影响,具有卓越的动态特性。
[0008]所述DC/DC电阻模拟器为双向模块,模拟负载电池。由于需要对不同类型的充电机开展测试,单一蓄电池无法满足不同容量充电机的测试要求,同时鉴于蓄电池的安全性及耐用性的考虑,采用根据测试要求调整负载大小的DC/DC电阻模拟器模拟蓄电池,从而可反复测试不同额定功率和电压的充电机性能。
[0009]本实用新型的优点:该检测系统采用AFE前端整流模块提供直流母线,在充电机测试中共用直流母线,能够对电池放电时充电机的性能和状态进行模拟,且保证了能量的循环利用;DC/AC转化模块为被测充电机提供工作电源,双向DC/DC电阻模拟器模拟负载电池,根据测试要求调整负载大小的DC/DC电阻模拟器模拟蓄电池,从而可反复测试不同额定功率和电压的充电机性能。本发明采用AFE前端整流模块可明显地提高电网侧电能质量,降低整流器谐波对电网的影响,并在能量回馈时不需要斩波制动电阻。
附图说明
[0010]图1本发明检测拓扑结构原理图。
具体实施方式
[0011 ]以下通过具体实施例并结合附图对本发明进一步解释和说明。
[0012]如图1所示,一种共直流母线充电机检测系统包括变压器、AFE前端整流模块、DC/AC转化模块、DC/DC电阻模拟器、BMS电池管理模块、检测模块及监控模块;所述变压器将工业用电转换为不同电压等级供给AFE前端整流模块,所述DC/AC转化模块将AFE前端整流模块输出的直流电转换成交流电输出给检测系统中的被测充电机,所述被测充电机输出直流电源到DC/DC电阻模拟器;所述BMS电池管理模块控制被测充电机给DC/DC电阻模拟器充电并进行相关的数据交换,并与检测模块及监控模块采用CAN通讯方式进行数据和指令的交互。
[0013]所述AFE前端整流模块由六路IGBT(IGCT)全桥、三块驱动板、三块门极板构成。其主回路是由来自电网的三相交流电、电抗率为百分之四的电抗器、三路RC高通滤波器、电抗率为百分之八的电抗器、正泰三相交流接触器、三个200W的预充电电阻、两相电流检测环、IGBT桥、主控制板、开关电源板、传感器电流检测接口板、三块驱动板、三块门极板组成。其中,由主控制板通过开关电源板、传感器电流检测接口板、三块驱动板、三块门极板输出六路PWM控制六路IGBT的栅极,保证了能量流即能正向传输(从电网侧到780V母线侧)也能逆向传输(从780V母线侧到电网侧),并且采用电抗率为百分之八的电抗器更增加了该AFE前端整流模块模块的功率因数,提高了效率。
[0014] 所述的DC/DC电阻模拟器能够满足充电机输出电压O〜600V,输出电流O〜200A的每一种输出功率,BMS电池管理系统按照电池充放电策略控制被测充电机按实际工况进行工作,本系统采用多路接触器和组合切换方案实现不同负载功率的快速切换和控制。
[0015]测试时,设定充电值超过被测充电机额定电压上下限值20%时,采集充电机在超压时的相关数据,然后设定充电值超过充电机额定电流上下限20%,采集充电机在过流时的相关状态数据;调节DC/AC转化模块至充电机额定输出电压以恒流恒压充电第一阶段以恒定电流输出给DC/DC电阻模拟器,DC/DC电阻模拟器将电压调整为与AFE前端整流模块输出的直流母线电压等级匹配的电压。当被测充电机输出电压达到预定值时转入第二阶段进行恒压充电,此时电流逐渐减小;当充电电流达到下降到零时,模拟蓄电池完全充满即充电过程完成,从而完成被测充电机的测试。
[0016] 在上述测试过程中充电机输出的电压给DC/DC电阻模拟器又回到直流母线再提供给供给侧的DC/AC转化模块,整个过程能量在系统中循环,AFE前端整流模块输出的电能只用来补充系统的损耗。
[0017]以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替代,都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种共直流母线充电机检测系统,其特征在于,该系统包括变压器、AFE前端整流模块、DC/AC转化模块、DC/DC电阻模拟器、BMS电池管理模块、检测模块及监控模块;所述变压器将工业用电转换为不同电压等级供给AFE前端整流模块,所述DC/AC转化模块将AFE前端整流模块输出的直流电转换成交流电输出给检测系统中的被测充电机,所述被测充电机输出直流电源到DC/DC电阻模拟器;所述BMS电池管理模块控制被测充电机给DC/DC电阻模拟器充电并进行相关的数据交换,并与检测模块及监控模块采用CAN通讯方式进行数据和指令的交互。
2.如权利要求1所述的共直流母线充电机检测系统,其特征在于,所述AFE前端整流模块提供直流母线,使得所述DC/AC转化模块、DC/DC电阻模拟器共用直流母线,在充电机测试中共用直流母线,保证了能量的循环利用。
3.如权利要求1所述的共直流母线充电机检测系统,其特征在于,所述DC/DC电阻模拟器为双向模块,模拟负载电池。
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CN109342972A (zh) * 2018-10-25 2019-02-15 国充充电科技江苏股份有限公司 充电桩测试设备及交流、直流充电桩测试系统

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