CN208384025U - 一种直流充电桩的测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直流充电桩的测试系统，设置上电安全检查单元、绝缘测试单元、车辆BMS模拟单元和回路阻抗测试单元分别对直流充电桩进行测试，并设置主控制单元分别与上电安全检查单元、绝缘测试单元、车辆BMS模拟单元、回路阻抗测试单元连接以控制它们的工作，实现直流充电桩的自动化测试，克服现有技术中，人工测试导致充电桩的测试效率低下、专用测试设备价格昂贵的技术问题，有效提高了直流充电桩的测试效率，并降低了测试成本。

Description

一种直流充电桩的测试系统

技术领域

本实用新型涉及充电桩领域，尤其是一种直流充电桩的测试系统。

背景技术

目前，直流充电桩的生产测试主要依靠人工根据测试项目逐项测试，采用万用表等传统工具，生产效率较低；而市场上销售的充电桩测试装置主要是针对研发功能测试的，价格昂贵；另外，针对充电桩的生产测试设备是实现功能和性能测试，只能输出测试结果，并且每个测试设备都是孤立的，需要人为手动操作，数据记录不是很方便。目前的测试设备主要包含BMS模拟装置、控制导引模拟装置、互操作性测试装置、安规测试设备等，这些测试设备主要应用于产品的型式试验，测试周期比较长，不太适合用于批量生产的测试。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种直流充电桩的测试系统，用于提高直流充电桩的测试效率。

本实用新型所采用的技术方案是：一种直流充电桩的测试系统，包括主控制单元、上电安全检查单元、绝缘测试单元、车辆BMS模拟单元和回路阻抗测试单元，所述直流充电桩分别与上电安全检查单元、绝缘测试单元、车辆BMS模拟单元、回路阻抗测试单元连接，所述主控制单元分别与上电安全检查单元、绝缘测试单元、车辆BMS模拟单元、回路阻抗测试单元连接以控制它们的工作。

进一步地，所述上电安全检查单元包括第一直流电源和与所述直流充电桩的交流电源输入端连接的短路检测单元，所述交流电源输入端包括A相输入端、B相输入端和C相输入端；所述短路检测单元包括与A相输入端连接的第一短路检测模块、与B相输入端连接的第二短路检测模块、以及与C相输入端连接的第三短路检测模块；

所述第一短路检测模块包括第一继电器、第一隔离光耦和第一上拉电阻，所述第一直流电源的输出端与第一继电器的第一动触点连接，所述第一继电器的第二动触点与A相输入端连接，所述A相输入端与第一隔离光耦的输入正端连接，所述第一隔离光耦的输出正端与第一上拉电阻的一端连接，所述第一上拉电阻的一端与主控制单元的输入端连接，所述第一上拉电阻的另一端与电源连接，所述第一隔离光耦的输入负端、输出负端接地；所述主控制单元的输出端与第一继电器的控制端连接以控制第一继电器的通断；

所述第二短路检测模块包括第二继电器、第二隔离光耦和第二上拉电阻，所述第三短路检测模块包括第三继电器、第三隔离光耦和第三上拉电阻，所述第一短路检测模块和A相输入端、第一直流电源、主控制单元的连接结构与第二短路检测模块和B相输入端、第一直流电源、主控制单元的连接结构、以及第三短路检测模块和C相输入端、第一直流电源、主控制单元的连接结构相同，所述主控制单元用于检测第一上拉电阻的一端、第二上拉电阻的一端以及第三上拉电阻的一端的电平信号。

进一步地，所述交流电源输入端还包括N相输入端，所述短路检测单元还包括与N相输入端连接的第四短路检测模块，所述第四短路检测模块包括第四继电器、第四隔离光耦和第四上拉电阻，所述第一短路检测模块和A相输入端、第一直流电源、主控制单元的连接结构与第四短路检测模块和N相输入端、第一直流电源、主控制单元的连接结构相同。

进一步地，所述绝缘测试单元包括耐压测试仪以及受所述主控制单元控制的第一高压继电器、第二高压继电器、第三高压继电器和第四高压继电器，所述耐压测试仪的高压输出端与第一高压继电器的第一动触点、第二高压继电器的第一动触点均连接，所述第一高压继电器的第二动触点与所述直流充电桩的交流输入回路连接，所述第二高压继电器的第二动触点与所述直流充电桩的直流输出回路连接，所述耐压测试仪的保护接地线与第三高压继电器的第一动触点、第四高压继电器的第一动触点均连接，所述第三高压继电器的第二动触点与所述直流输出回路连接，所述第四高压继电器的第二动触点与所述直流充电桩的保护接地线连接，所述主控制单元的输出端分别与第一高压继电器的控制端、第二高压继电器的控制端、第三高压继电器的控制端、第四高压继电器的控制端连接以控制高压继电器的通断，所述主控制单元与耐压测试仪连接以控制耐压测试仪工作与否。

进一步地，所述车辆BMS模拟单元包括充电枪座、第一直流继电器、第二直流继电器、CAN信号转换电路、信号调理电路、第一处理器和电池模拟电路，所述充电枪座用于与充电枪连接，所述充电枪座的直流输出母线DC+与第一直流继电器的第一动触点连接，所述第一直流继电器的第二动触点与电池模拟电路的直流电输出端连接，所述充电枪座的直流输出母线DC-与第二直流继电器的第一动触点连接，所述第二直流继电器的第二动触点与电池模拟电路的直流电输出端连接；所述充电枪座的CAN通信线与CAN信号转换电路连接，所述CAN信号转换电路与第一处理器连接，所述充电枪座的控制导引线CC2、辅助电源线均与信号调理电路连接，所述信号调理电路的输出端与第一处理器的输入端连接，所述第一处理器的输出端与第一直流继电器的控制端、第二直流继电器的控制端均连接。

进一步地，所述电池模拟电路包括交流电输入端、整流滤波电路、PWM反激电路、PWM控制电路和直流电输出端，所述交流电输入端与整流滤波电路的输入端连接；

所述PWM反激电路包括第一开关管和高频变压器，所述电池模拟电路还包括电压反馈电路，所述整流滤波电路的输出端与高频变压器的第一输入端连接，所述第一开关管的正输出端与高频变压器的第二输入端连接，所述PWM控制电路的第一输入端与第一开关管的负输出端连接以检测流过第一开关管的电流，所述PWM控制电路的输出端与第一开关管的控制端连接以输出驱动信号驱动第一开关管，所述高频变压器的输出端与电压反馈电路的输入端连接，所述高频变压器的输出端与直流电输出端连接，所述电压反馈电路的输出端与PWM控制电路的第二输入端连接。

进一步地，所述电压反馈电路包括第一反馈分压电阻、第二反馈分压电阻、可控精密稳压源、第一电容、第一电阻、第二电阻和隔离光耦，所述高频变压器的输出端与第一反馈分压电阻的一端连接，所述第一反馈分压电阻的另一端与第二反馈分压电阻的一端、可控精密稳压源的参考极、第一电容的一端均连接，所述第二反馈分压电阻的另一端与可控精密稳压源的阳极连接，所述可控精密稳压源的阳极接地，所述可控精密稳压源的阴极、第一电容的另一端均与隔离光耦的输入负端连接，所述隔离光耦的输入负端与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与第一电阻的一端、隔离光耦的输入正端均连接，所述第一电阻的另一端与电源连接，所述隔离光耦的输出负端接地，所述隔离光耦的输出正端与PWM控制电路的第二输入端连接。

进一步地，所述高频变压器包括第一初级绕组、第二初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组，所述第一初级绕组的第一连接端作为高频变压器的第一输入端与整流滤波电路的输出端连接，所述第一初级绕组的第二连接端作为高频变压器的第二输入端与第一开关管的正输出端连接，所述第一次级绕组的连接端与第一反馈分压电阻的一端、直流电输出端均连接；所述第二初级绕组的连接端与第二直流电源连接，所述第二次级绕组的连接端与第一电阻的另一端连接。

进一步地，所述第一初级绕组与第一次级绕组的匝数比为40：85。

进一步地，所述回路阻抗测试单元包括充电桩充电模块模拟装置、第一直流接触器、第二直流接触器、直流电流源和电压测量装置，所述充电桩充电模块模拟装置包括直流开关电源和第三直流接触器，所述直流开关电源作为直流充电桩的充电模块，所述直流开关电源的第一输出端与第三直流接触器的第一常开触点连接，所述直流开关电源的第二输出端与第三直流接触器的第二常开触点连接，所述直流开关电源的第一输出端与第一直流接触器的第一常开触点连接，所述直流开关电源的第二输出端与第二直流接触器的第一常开触点连接，所述第一直流接触器的第二常开触点与直流电流源的第一输出端连接，所述第二直流接触器的第二常开触点与直流电流源的第二输出端连接，所述第一直流接触器的第二常开触点、第二直流接触器的第二常开触点均与电压测量装置连接，所述第一直流接触器的线圈、第二直流接触器的线圈、第三直流接触器的线圈均与主控制单元连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种直流充电桩的测试系统，设置上电安全检查单元、绝缘测试单元、车辆BMS模拟单元和回路阻抗测试单元分别对直流充电桩进行测试，并设置主控制单元分别与上电安全检查单元、绝缘测试单元、车辆BMS模拟单元、回路阻抗测试单元连接以控制它们的工作，实现直流充电桩的自动化测试，克服现有技术中，人工测试导致充电桩的测试效率低下、专用测试设备价格昂贵的技术问题，有效提高了直流充电桩的测试效率，并降低了测试成本。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

图1是本实用新型一种直流充电桩的测试系统的一具体实施例结构示意图；

图2是本实用新型一种直流充电桩的测试系统的主控制单元的一具体实施例结构示意图；

图3是本实用新型一种直流充电桩的测试系统的上电安全检查单元的一具体实施例电路原理图；

图4是本实用新型一种直流充电桩的测试系统的绝缘测试单元的一具体实施例示意图；

图5是本实用新型一种直流充电桩的测试系统的车辆BMS模拟单元的一具体实施例示意图；

图6是本实用新型一种直流充电桩的测试系统的车辆BMS模拟单元的电池模拟电路的一具体实施例电路图；

图7是本实用新型一种直流充电桩的测试系统的回路阻抗测试单元的一具体实施例示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

一种直流充电桩的测试系统，参考图1，图1是本实用新型一种直流充电桩的测试系统的一具体实施例结构示意图；包括主控制单元、上电安全检查单元、绝缘测试单元、车辆BMS模拟单元和回路阻抗测试单元，直流充电桩分别与上电安全检查单元、绝缘测试单元、车辆BMS模拟单元、回路阻抗测试单元连接，主控制单元分别与上电安全检查单元、绝缘测试单元、车辆BMS模拟单元、回路阻抗测试单元连接以控制它们的工作。具体地，主控制单元与上电安全检查单元连接以实现遥信及遥控信号传输，用于控制上电安全检查单元和接收上电安全检查单元输入的信号；主控制单元与绝缘测试单元连接以实现遥控信号传输，用于控制绝缘测试单元，并通过RS485接口与绝缘测试单元连接实现通信；车辆BMS模拟单元通过RS485接口与主控制单元连接实现通信；回路阻抗测试单元通过RS485接口与主控制单元连接以实现通信。另外，主控制单元与被测直流充电桩连接以实现通信，具体地，主控制单元通过以太网接口与被测直流充电桩连接。直流充电桩的测试系统还包括上位机，主控制单元通过RS232接口与上位机连接以实现通信，上位机可以是电脑；最后，直流充电桩的测试系统还包括云服务器，上位机与云服务器连接，上位机可以将下连的测试系统的数据上传至云服务器进行存储和处理，工作人员利用云服务器，可以实现对充电桩生产的全流程监控。

本实用新型一种直流充电桩的测试系统，设置上电安全检查单元、绝缘测试单元、车辆BMS模拟单元和回路阻抗测试单元分别对直流充电桩进行测试，并设置主控制单元分别与上电安全检查单元、绝缘测试单元、车辆BMS模拟单元、回路阻抗测试单元连接以控制它们的工作，实现直流充电桩的自动化测试，克服现有技术中，人工测试导致充电桩的测试效率低下、专用测试设备价格昂贵的技术问题，有效提高了直流充电桩的测试效率，并降低了测试成本，保证出厂直流充电桩产品的质量。

作为技术方案的进一步改进，主控制单元是直流充电桩的测试系统的信息交互中心，参考图2，图2是本实用新型一种直流充电桩的测试系统的主控制单元的一具体实施例结构示意图；主控制单元包括第二处理器和通信接口及外围电路，具体地，第二处理器可为单片机，本实施例中，单片机型号为STM32F207ZET6；通信接口包括RS232接口、RS485接口、CAN总线、USB接口、以太网接口、GPIO接口和A/D接口，其中，设置了两路RS232接口和两路RS485接口，GPIO接口包括16路隔离DO输出接口、24路非隔离DO输出接口、16路继电器输出接口和18路DI输入接口，A/D接口包括8路模拟信号隔离输入接口和24路模拟信号非隔离输入接口。参考图1，第二处理器通过RS232接口与上位机连接，第二处理器接收上位机的测试指令以控制测试系统的工作；第二处理器通过RS485接口连接车辆BMS模拟单元、回路阻抗测试单元和绝缘测试单元，第二处理器接收并转发上位机的测试指令至相应的测试单元，读取测试单元的测试数据并转发给上位机。主控制单元中未使用到的通信接口作为预留接口，为后续的功能扩展做准备。

作为技术方案的进一步改进，参考图3，图3是本实用新型一种直流充电桩的测试系统的上电安全检查单元的一具体实施例电路原理图；上电安全检查单元包括第一直流电源和与直流充电桩的交流电源输入端连接的短路检测单元，本实施例中，第一直流电源为12V直流电源DC12V；交流电源输入端包括A相输入端A、B相输入端B和C相输入端C；短路检测单元包括与A相输入端A连接的第一短路检测模块、与B相输入端B连接的第二短路检测模块、以及与C相输入端C连接的第三短路检测模块。

参考图3，第一短路检测模块包括第一继电器RL1、第一隔离光耦OP1F和第一上拉电阻R2F，第一直流电源的输出端即DC12V与第一继电器RL1的第一动触点连接，第一继电器RL1的第二动触点与A相输入端A连接，A相输入端A与第一隔离光耦OP1F的输入正端连接，第一隔离光耦OP1F的输出正端与第一上拉电阻R2F的一端连接，第一上拉电阻R2F的一端与主控制单元的输入端即第二处理器的输入端DI1连接，第一上拉电阻R2F的另一端与电源(本实施例中，电源为3.3V的电源)连接，第一隔离光耦OP1F的输入负端、输出负端接地。

接着参考图3，第二短路检测模块包括第二继电器RL2、第二隔离光耦OP2F和第二上拉电阻R4F，第三短路检测模块包括第三继电器RL3、第三隔离光耦OP3F和第三上拉电阻R6F，第一短路检测模块和A相输入端A、第一直流电源、主控制单元的连接结构与第二短路检测模块和B相输入端B、第一直流电源、主控制单元的连接结构、以及第三短路检测模块和C相输入端C、第一直流电源、主控制单元的连接结构相同，其中，主控制单元的输出端即第二处理器的输出端IO_RL1、IO_RL2、IO_RL3分别与第一继电器RL1的控制端(未示出)、第二继电器RL2的控制端(未示出)、第三继电器RL3的控制端(未示出)对应连接，以分别控制第一继电器RL1、第二继电器RL2、第三继电器RL3各自的线圈得电与否进而控制第一继电器RL1、第二继电器RL2、第三继电器RL3的通断；主控制单元通过第二处理器的输入端DI1、DI2、DI3检测第一上拉电阻R2F的一端、第二上拉电阻R4F的一端以及第三上拉电阻R6F的一端的电平信号。本实施例中，在直流充电桩的交流电源输入端上电前，通过注入弱电信号DC12V电源来检测各个强电回路之间是否短路。工作过程中，利用第二处理器控制第一继电器RL1接通，同时检测输入端DI1、DI2、DI3的信号，正常状态下，DI1为低电平，DI2和DI3为高电平，如果DI2或者DI3为低电平，可判断AB或者AC之间短路。依次控制第二继电器RL2或第三RL3单独接通，剩余继电器不接通，判断方法和第一继电器RL1的一样。则可实现对交流电源三相两两之间是否短路进行检查，实现直流充电桩的上电安全检查，克服现有技术中人工检测充电桩的上电安全，效率低下的技术问题，提高充电桩上电安全检查的效率，避免了由于人为漏检而引发的安全事故发生。

进一步地，参考图3，交流电源输入端还包括N相输入端N，短路检测单元还包括与N相输入端N连接的第四短路检测模块，第四短路检测模块包括第四继电器RL4、第四隔离光耦OP4F和第四上拉电阻R8F，第一短路检测模块和A相输入端A、第一直流电源、主控制单元的连接结构与第四短路检测模块和N相输入端N、第一直流电源、主控制单元的连接结构相同。第二处理器通过输入端DI4检测第四上拉电阻R8F的一端的电平信号高低，第二处理器的输出端IO_RL4与第四继电器RL4的控制端(未示出)连接以控制第四继电器RL4的线圈得电与否进而控制第四继电器RL4的通断。工作过程中，第二处理器控制第四继电器RL4接通，其他继电器不接通，则可以判断NA、NB、NC之间是否短路，判断方法和第一继电器RL1接通、其他继电器不接通时的判断方法一样。至此，可以实现对交流电源输入端的全面的短路检查，保证充电桩的上电安全。

作为技术方案的进一步改进，参考图3，第一短路检测模块还包括第一电容C2F，第一电容C2F并联在第一隔离光耦OP1F的输出正端与输出负端之间。第二短路检测模块还包括第二电容C4F，第二电容C4F并联在第二隔离光耦OP2F的输出正端与输出负端之间。第三短路检测模块还包括第三电容C6F，第三电容C6F并联在第三隔离光耦OP3F的输出正端与输出负端之间。第四短路检测模块还包括第四电容C8F，第四电容C8F并联在第四隔离光耦OP4F的输出正端与输出负端之间。第一电容C2F、第二电容C4F、第三电容C6F、第四电容C8F为去耦电容，用于过滤噪声，保证检测信号不受干扰，确保信号稳定。

作为技术方案的进一步改进，参考图3，上电安全检查单元还包括第五继电器RL5，第一隔离光耦OP1F的输入负端、第二隔离光耦OP2F的输入负端、第三隔离光耦OP3F的输入负端、第四隔离光耦OP4F的输入负端均与第五继电器RL5的第一动触点连接，第五继电器RL5的第二动触点接地，第二处理器的输出端与第五继电器的控制端(未示出)连接以控制第五继电器RL5的通断。设置第五继电器RL5作为上电安全检查单元的总开关，可以控制整个单元的工作与否，当第五继电器RL5断开时，整个单元无法工作；第五继电器RL5闭合时，上电安全检查单元可以正常工作，可以对充电桩进行上电安全检查。

作为技术方案的进一步改进，上电安全检查单元还包括状态提示电路，用于提示上电安全检查结果，即提示工作人员充电桩的安全状态，主控制单元的输出端与状态提示电路的输入端连接，即第二处理器的输出端与状态提示电路的输入端连接。本实施例中，状态提示电路为语音提示电路或者LED提示电路，LED提示电路包括红色LED灯和绿色LED灯。以第一继电器接通，其余继电器不接通为例，参考图3，当检测到DI3为低电平时，表示AC之间短路，即上电安全检查未通过，充电桩发生短路，则第二处理器控制状态提示电路工作，可以是通过语音提示电路直接语音播放以提示工作人员“安全检查不通过”，或者红色LED灯亮起；相反，DI3为高电平时，安全检查通过，此时，语音提示工作人员“安全检查通过”或者控制绿色LED灯亮起。设置状态提示电路以快速提醒工作人员安全检查的结果，十分方便快捷。

作为技术方案的进一步改进，参考图4，图4是本实用新型一种直流充电桩的测试系统的绝缘测试单元的一具体实施例示意图；绝缘测试单元包括耐压测试仪以及受主控制单元控制的第一高压继电器HR1、第二高压继电器HR2、第三高压继电器HR3和第四高压继电器HR4，耐压测试仪的高压输出端HV与第一高压继电器HR1的第一动触点、第二高压继电器HR2的第一动触点均连接，第一高压继电器HR1的第二动触点与直流充电桩的交流输入回路连接，第二高压继电器HR2的第二动触点与直流充电桩的直流输出回路连接，耐压测试仪的保护接地线PE与第三高压继电器HR3的第一动触点、第四高压继电器HR4的第一动触点均连接，第三高压继电器HR3的第二动触点与直流输出回路连接，第四高压继电器HR4的第二动触点与直流充电桩的保护接地线连接，主控制单元的输出端即第二处理器的输出端分别与第一高压继电器HR1的控制端、第二高压继电器HR2的控制端、第三高压继电器HR3的控制端、第四高压继电器HR4的控制端连接以控制高压继电器(即HR1、HR2、HR3和HR4)的通断，主控制单元即第二处理器通过RS485接口与耐压测试仪连接以控制耐压测试仪工作与否。上位机下发控制指令至第二处理器以控制绝缘测试单元的工作，耐压测试仪通过第二处理器可接收并执行上位机下发的测试指令，对直流充电桩进行绝缘测试。

本实施例中，参考图4，上位机为电脑，用于输入数据和控制指令。而第一高压继电器HR1、第二高压继电器HR2、第三高压继电器HR3和第四高压继电器HR4为LRL-102-100PCV-P0型号的高压继电器，其断开触点(即动触点)可承受10kV电压。绝缘测试单元具有自动切换测试回路的功能，采用四个高压继电器来实现回路切换。在第二处理器的控制下，通过闭合第一高压继电器HR1和第四高压继电器HR4可测试直流充电桩的交流输入回路与保护接地线之间的耐压性能，而闭合第二高压继电器HR2和第四高压继电器HR4可测试直流充电桩的直流输出回路与保护接地线之间的耐压性能，最后，通过闭合第一高压继电器HR1和第三高压继电器HR3可测量直流充电桩的交流输入回路与直流输出回路之间的耐压性能。第二处理器通过控制高压继电器的断开和闭合以自动切换耐压测试回路，耐压测试仪可以对不同耐压测试回路进行绝缘测试，克服人工进行换线操作，测试效率低，不安全因素较高的技术问题，减少了重复接线的时间，提高测试效率，避免了人为错误操作的风险，提高测试安全性。

作为技术方案的进一步改进，参考图5，图5是本实用新型一种直流充电桩的测试系统的车辆BMS模拟单元的一具体实施例示意图；车辆BMS模拟单元包括充电枪座、第一直流继电器J1、第二直流继电器J2、CAN信号转换电路、信号调理电路、电池模拟电路和第一处理器及其外围电路，充电枪座用于与充电枪连接，充电枪座的接口包含直流输出母线(DC+,DC-)、CAN通信线(S+,S-)、控制导引线(CC1，CC2)和辅助电源线(A+,A-)，第一处理器为单片机；其中充电枪座的直流输出母线DC+与第一直流继电器J1的第一动触点连接，第一直流继电器J1的第二动触点与电池模拟电路的直流电输出端连接，充电枪座的直流输出母线DC-与第二直流继电器J2的第一动触点连接，第二直流继电器J2的第二动触点与电池模拟电路的直流电输出端连接；充电枪座的CAN通信线与CAN信号转换电路连接，CAN信号转换电路与第一处理器连接，充电枪座的控制导引线CC2、辅助电源线均与信号调理电路连接，信号调理电路的输出端与第一处理器的输入端连接，第一处理器的输出端与第一直流继电器J1的控制端、第二直流继电器J2的控制端均连接。CAN信号转换电路用于做信号转换以实现充电桩与第一处理器的CAN通信；信号调理电路用于将控制导引线CC2输入的信号、辅助电源线(A+,A-)输入的信号做转换以供第一处理器识别和处理，采用现有的CAN信号转换电路和信号调理电路即可实现。另外，参考图1，主控制单元的第二处理器通过RS485接口与第一处理器连接以实现通信。

具体地，测试时，直流充电桩引出的充电枪插接到车辆BMS模拟单元的充电枪座上，车辆BMS模拟单元的工作过程如下(工作过程与国家公布的充电机与电池管理系统之间的通信流程标准即GB/T 27930-2015标准相同，未做改进)：充电桩的控制导引线CC2和辅助电源的输入信号经过信号调理电路转换成标准信号后输入至第一处理器进行处理，第一处理器根据信号调理电路输入的信号对充电桩的控制导引线CC2和辅助电源进行检测，确认是否充电桩插枪及其辅助电源是否供电，充电桩的控制导引线CC2未插入充电枪座时为悬空，插入充电枪座后变为低电平，而充电桩的辅助电源为12V电源。另外，车辆BMS模拟单元通过CAN总线和充电桩通信以进行报文传输，第一处理器可在BCP报文里设置固定的电池电压，充电桩接收BCP报文，同时，第一处理器控制第一直流继电器J1、第二直流继电器J2开关闭合，接通电池模拟电路的信号，测试充电过程中充电桩对电池电压的检测判断功能是否正常；充电桩通过直流输出母线(DC+、DC-)检测电池模拟电路的输出电压，当检测到电池模拟电路的输出电压与BCP报文中设置的电池电压在一定范围内时，表示电池模拟电路的输出电压正常，充电桩可以进行后续工作，充电桩输出电源为模拟电池电路进行充电；充电桩通过CAN总线通知第一处理器，充电桩的电池电压检测功能正常。至此，利用车辆BMS模拟单元可模拟直流充电桩与车载电池之间的充电过程，以完成对直流充电桩的功能检测。

作为技术方案的进一步改进，参考图6，图6是本实用新型一种直流充电桩的测试系统的车辆BMS模拟单元的电池模拟电路的一具体实施例电路图；电池模拟电路包括交流电输入端1、整流滤波电路2、PWM反激电路3、PWM控制电路4和直流电输出端6，进一步地，电池模拟电路还包括电压反馈电路5，PWM反激电路3包括第一开关管Q1和高频变压器T1，交流电输入端1与整流滤波电路2的输入端连接，整流滤波电路2的输出端与高频变压器T1的第一输入端连接，第一开关管Q1的正输出端与高频变压器T1的第二输入端连接，PWM控制电路4的第一输入端与第一开关管Q1的负输出端连接以检测流过第一开关管Q1的电流，PWM控制电路4的输出端与第一开关管Q1的控制端连接以输出驱动信号驱动第一开关管Q1，高频变压器T1的输出端与电压反馈电路5的输入端连接，高频变压器T1的输出端与直流电输出端6连接，电压反馈电路5的输出端与PWM控制电路4的第二输入端连接。

本实施例中，电压反馈电路用于分压反馈PWM反激电路的输出端的电压信号至PWM控制电路，设置电压反馈电路实现反馈调节，并利用整流滤波电路、PWM反激电路、PWM控制电路实现交流-直流电源转换，以输出直流电压，克服现有技术中电池模拟器成本高昂的技术问题，降低了电池模拟电路的成本，另外，采用高频变压器，电池模拟电路的体积小。

作为技术方案的进一步改进，参考图6，交流电输入端1包括L端、N端和PE端，L端还串联有保险丝FU1A用于过载保护，N端串联有负温度系数热敏电阻用于防止电流对电路造成冲击。整流滤波电路2包括整流桥(即D1A、D2A、D3A和D4A)，用于将输入的交流电信号整流成直流信号；本实施例中，第一开关管Q1为NMOS管，第一开关管Q1的控制端为NMOS管的栅极，第一开关管Q1的正输出端为NMOS管的漏极，第一开关管Q1的负输出端为NMOS管的源极。具体地，可采用STF5NK100Z型号的NMOS管，其Vds耐压1000V，可承受更高的电压。另外，高频变压器T1包括第一初级绕组、第二初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组，第一初级绕组的第一连接端(图6中T1的1脚)作为高频变压器T1的第一输入端与整流滤波电路2的输出端连接，第一初级绕组的第二连接端(图6中T1的4脚)作为高频变压器T1的第二输入端与第一开关管Q1的正输出端连接，第一次级绕组的连接端(图6中T1的14脚)与电压反馈电路5的输入端、直流电输出端均连接；第二初级绕组的连接端(图6中T1的6和7脚)与第二直流电源连接，第二次级绕组的连接端(图6中T1的8和9脚)与电压反馈电路5的输入端连接以为其供电。第一初级绕组与第一次级绕组的匝数比为40：85，则电池模拟电路可实现升压转换，其中，交流电输入端1的输入电压范围为220～380VAC，在合理设置电池模拟电路的元器件的参数后，直流电输出端6中VH+、VH-的输出电压可达到500V。此外，PWM反激电路3还包括第一输出整流二极管D9A和第二输出整流二极管D11A，高频变压器T1的输出端(图6中T1的14脚)与第一输出整流二极管D9A的正极连接，第一输出整流二极管D9A的负极与第二输出整流二极管D11A的正极连接，第二输出整流二极管D11A的负极与直流电输出端6连接。本实施例中，电池模拟电路的输出电压高，而且高频变压器T1的反射电压对第一开关管Q1和输出整流二极管有应力影响，因此输出整流二极管反向耐受电压需要很高，例如可承受1350V的电压，因此，本实施例中，采用两个1000V的输出整流二极管US1M(D9A和D11A)串联。另外，本实施例中，PWM控制电路包括LD7535型号的PWM控制器U1A。交流电输入端1输入的交流电经过整流桥整流后，经过限流电阻R7A和R8A作为U1A启动电源，芯片启动后，由第二次级绕组输出为U1A提供电源，本实施例中，经过第二次级绕组后输出15V的电压至电压反馈电路5。

作为技术方案的进一步改进，参考图6，电压反馈电路5为光耦隔离反馈电路，具体地，电压反馈电路5包括第一反馈分压电阻、第二反馈分压电阻、可控精密稳压源U2A、第一电容C8A、第一电阻R20A、第二电阻R21A和隔离光耦OP1A，本实施例中，第一反馈分压电阻为依次串联的电阻RH1A-RH7A和可调节电阻RES1A，可调节电阻RES1A的电阻范围为0-50KΩ，第二反馈分压电阻为串联的电阻RH8A和RH9A，电阻RH1A-RH9A采用高精度电阻，以保证电池模拟电路的输出电压的精度，电阻RH1A-RH9A的阻值均为200KΩ；可控精密稳压源U2A为TL431可控精密稳压源。高频变压器T1的输出端即图6中第一次级绕组的连接端14脚，经过输出整流二极管(D9A和D11A)后与第一反馈分压电阻的一端(即电阻RH1A的一端)连接，第一反馈分压电阻的另一端(即可调节电阻RES1A的一端)与第二反馈分压电阻的一端(即电阻RH8A的一端)、可控精密稳压源U2A的参考极、第一电容C8A的一端均连接，第二反馈分压电阻的另一端(即电阻RH9A的一端)与可控精密稳压源U2A的阳极连接，可控精密稳压源U2A的阳极接地，可控精密稳压源U2A的阴极、第一电容C8A的另一端均与隔离光耦OP1A的输入负端连接，隔离光耦OP1A的输入负端与第二电阻R21A的一端连接，第二电阻R21A的另一端与第一电阻R20A的一端、隔离光耦OP1A的输入正端均连接，第一电阻R20A的另一端与电源(+15V))连接，隔离光耦OP1A的输出负端接地，隔离光耦OPA的输出正端与PWM控制电路4的第二输入端(即PWM控制器U1A的com端)连接。其中，使可控精密稳压源TL431的供电回路和分压参考分开，可以降低电路的功耗。另外，参考图5，充电枪座的直流输出母线DC+与第一直流继电器J1的第一动触点连接，第一直流继电器J1的第二动触点与电池模拟电路的直流电输出端(即VH+)连接，充电枪座的直流输出母线DC-与第二直流继电器J2的第一动触点连接，第二直流继电器J2的第二动触点与电池模拟电路的直流电输出端(即VH-)连接。

作为技术方案的进一步改进，参考图7，图7是本实用新型一种直流充电桩的测试系统的回路阻抗测试单元的一具体实施例示意图，为了方便回路阻抗测试，提高测试效率，本实施例中，提供一种回路阻抗测试单元，其中，利用充电桩充电模块模拟装置替代充电桩原有的充电模块和第三直流继电器，具体地，回路阻抗测试单元包括充电桩充电模块模拟装置、第一直流接触器K1、第二直流接触器K2、直流电流源DC和电压测量装置，充电桩充电模块模拟装置包括直流开关电源和第三直流接触器K3，用模拟装置的直流开关电源作为直流充电桩的充电模块，本实施例中，第一直流接触器K1、第二直流接触器K2和第三直流接触器K3设置在直流充电桩内部；直流开关电源为500V直流开关电源。直流开关电源的第一输出端与第三直流接触器K3的第一常开触点连接，直流开关电源的第二输出端与第三直流接触器K3的第二常开触点连接，直流开关电源的第一输出端与第一直流接触器K1的第一常开触点连接，直流开关电源的第二输出端与第二直流接触器K2的第一常开触点连接，第一直流接触器K1的第二常开触点与直流电流源的正输出端连接，第二直流接触器K2的第二常开触点与直流电流源的负输出端连接，第一直流接触器K1的第二常开触点、第二直流接触器K2的第二常开触点均与电压测量装置连接，第一直流接触器K1的线圈、第二直流接触器K2的线圈、第三直流接触器K3的线圈均与主控制单元连接。

参考图7，充电桩原有的充电模块采用可插拔设计，具有连接接头，进行回路阻抗测试时，将充电桩原有的充电模块拔掉，接入充电桩充电模块模拟装置，充电桩充电模块模拟装置具有快速连接接口，可以与充电桩其余部分实现快速连接，替代充电桩原有的充电模块。充电桩充电模块模拟装置还包括CAN总线，用于连接直流开关电源与充电桩的充电模块监控单元，充电模块监控单元用于监控直流开关电源的工作，充电模块监控单元与充电桩的主控电路连接，充电桩的主控电路与主控制单元连接，以获取直流开关电源的工作状态，当直流开关电源未输出时，可以进行回路阻抗测试。直流充电桩的直流输出回路阻抗的测量方法是采用电桥四线法原理，直流电流源DC在充电桩的功率回路的输出端施加虚负荷电流50A，并用电压测量装置测量在充电桩功率回路的输出端的压降，可换算出充电桩整个充电回路的导通阻抗，避免任何位置压接不牢靠引起的异常。通过测量充电输出回路的阻抗(各个搭接点接触电阻和导线电阻之和)，导线电阻一般差别不大，如果测出的回路阻抗比较大，超过经验值(例如，120KW输出功率带7m枪线的回路阻抗经验值是8mΩ)，就可以判断是搭接点接触电阻偏高，从而确定功率回路的连接点有压接不紧的现象。具体地，在施加直流电流时，要保证整个功率回路是闭合状态，在做回路测试时，主控电路输出控制信号控制输出回路的第一直流接触器K1、第二直流接触器K2、第三直流接触器K3闭合，直流电流源DC输出电流，再通过电压测量装置检测其功率回路输出端两端的电压，然后根据欧姆定律计算得出电阻值。不需要用大功率负载，利用测量回路电阻的方式检查功率回路的各个连接点的压接情况，相对于温升和力矩测量，效率更高，更节能；可实现自动化测试，不需人工标记；另外，通过直流电流源输出，相对于大功率带载，功耗比较小，节省能耗；克服现有回路阻抗测试效率低下且耗能高的技术问题。利用充电桩充电模块模拟装置，保证了充电桩的充电线路、通信线路正常，使得测试回路形成闭合回路，满足测试条件；而且不再需要手动连接充电模块与第三直流接触器之间的连线，节省连线时间，可以进一步提高回路阻抗测试的效率。

作为技术方案的进一步改进，参考图7，回路阻抗测试单元还包括充电枪插头和充电枪插座，充电枪插头和充电枪插座的接口中分别设置有电源正连接端和电源负连接端，第一直流接触器K1的第二常开触点与充电枪插头的电源正连接端连接，第二直流接触器K2的第二常开触点与充电枪插头的电源负连接端连接，充电枪插头的电源正连接端与充电枪插座的电源正连接端连接，充电枪插头的电源负连接端与充电枪插座的电源负连接端连接，充电枪插座的电源正连接端、电源负连接端均与直流电流源、电压测量装置连接。通过充电枪插头和充电枪插座，可实现测试线路的快速连接，可有效提高测试效率。

作为技术方案的进一步改进，参考图7，电压测量装置为直流小信号测量装置，本实施例中，电压测量装置采用电压表。直流电流源与主控制单元连接以使主控制单元获取直流电流源输出的电流大小，电压测量装置与主控制单元连接以将电压测量信号送至主控制单元，具体的工作过程中，由于主控制单元已获取直流电流源的输出电流值，当主控制单元获取到电压测量装置的电压测量信号后，根据欧姆定律，可以计算得到电阻值。节省人工计算时间，帮助提高测试效率。回路阻抗测试单元还可以设置显示电路，主控制单元的输出端与显示电路的输入端连接，显示电路可以显示主控制单元计算得到的电阻值，供工作人员快速获知回路阻抗值。另外，参考图1，主控制单元可以将获取到的直流电流源的输出电流值、电压测量信号发送至上位机进行处理，上位机根据电流值和电压值可以计算得到回路阻抗值，并将其进行显示。

综上，本实用新型提供一种直流充电桩的测试系统，上电安全检查单元、绝缘测试单元、车辆BMS模拟单元和回路阻抗测试单元分别对直流充电桩进行测试，主控制单元分别与上电安全检查单元、绝缘测试单元、车辆BMS模拟单元、回路阻抗测试单元连接以控制它们的工作并获取测试数据，实现直流充电桩的自动化测试，克服现有技术中，人工测试导致充电桩的测试效率低下、专用测试设备价格昂贵的技术问题，有效提高了直流充电桩的测试效率，并降低了测试成本。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种直流充电桩的测试系统，其特征在于，包括主控制单元、上电安全检查单元、绝缘测试单元、车辆BMS模拟单元和回路阻抗测试单元，所述直流充电桩分别与上电安全检查单元、绝缘测试单元、车辆BMS模拟单元、回路阻抗测试单元连接，所述主控制单元分别与上电安全检查单元、绝缘测试单元、车辆BMS模拟单元、回路阻抗测试单元连接以控制它们的工作。

2.根据权利要求1所述的直流充电桩的测试系统，其特征在于，所述上电安全检查单元包括第一直流电源和与所述直流充电桩的交流电源输入端连接的短路检测单元，所述交流电源输入端包括A相输入端、B相输入端和C相输入端；所述短路检测单元包括与A相输入端连接的第一短路检测模块、与B相输入端连接的第二短路检测模块、以及与C相输入端连接的第三短路检测模块；

所述第一短路检测模块包括第一继电器、第一隔离光耦和第一上拉电阻，所述第一直流电源的输出端与第一继电器的第一动触点连接，所述第一继电器的第二动触点与A相输入端连接，所述A相输入端与第一隔离光耦的输入正端连接，所述第一隔离光耦的输出正端与第一上拉电阻的一端连接，所述第一上拉电阻的一端与主控制单元的输入端连接，所述第一上拉电阻的另一端与电源连接，所述第一隔离光耦的输入负端、输出负端接地；所述主控制单元的输出端与第一继电器的控制端连接以控制第一继电器的通断；

所述第二短路检测模块包括第二继电器、第二隔离光耦和第二上拉电阻，所述第三短路检测模块包括第三继电器、第三隔离光耦和第三上拉电阻，所述第一短路检测模块和A相输入端、第一直流电源、主控制单元的连接结构与第二短路检测模块和B相输入端、第一直流电源、主控制单元的连接结构、以及第三短路检测模块和C相输入端、第一直流电源、主控制单元的连接结构相同，所述主控制单元用于检测第一上拉电阻的一端、第二上拉电阻的一端以及第三上拉电阻的一端的电平信号。

3.根据权利要求2所述的直流充电桩的测试系统，其特征在于，所述交流电源输入端还包括N相输入端，所述短路检测单元还包括与N相输入端连接的第四短路检测模块，所述第四短路检测模块包括第四继电器、第四隔离光耦和第四上拉电阻，所述第一短路检测模块和A相输入端、第一直流电源、主控制单元的连接结构与第四短路检测模块和N相输入端、第一直流电源、主控制单元的连接结构相同。

4.根据权利要求1所述的直流充电桩的测试系统，其特征在于，所述绝缘测试单元包括耐压测试仪以及受所述主控制单元控制的第一高压继电器、第二高压继电器、第三高压继电器和第四高压继电器，所述耐压测试仪的高压输出端与第一高压继电器的第一动触点、第二高压继电器的第一动触点均连接，所述第一高压继电器的第二动触点与所述直流充电桩的交流输入回路连接，所述第二高压继电器的第二动触点与所述直流充电桩的直流输出回路连接，所述耐压测试仪的保护接地线与第三高压继电器的第一动触点、第四高压继电器的第一动触点均连接，所述第三高压继电器的第二动触点与所述直流输出回路连接，所述第四高压继电器的第二动触点与所述直流充电桩的保护接地线连接，所述主控制单元的输出端分别与第一高压继电器的控制端、第二高压继电器的控制端、第三高压继电器的控制端、第四高压继电器的控制端连接以控制高压继电器的通断，所述主控制单元与耐压测试仪连接以控制耐压测试仪工作与否。

5.根据权利要求1至4任一项所述的直流充电桩的测试系统，其特征在于，所述车辆BMS模拟单元包括充电枪座、第一直流继电器、第二直流继电器、CAN信号转换电路、信号调理电路、第一处理器和电池模拟电路，所述充电枪座用于与充电枪连接，所述充电枪座的直流输出母线DC+与第一直流继电器的第一动触点连接，所述第一直流继电器的第二动触点与电池模拟电路的直流电输出端连接，所述充电枪座的直流输出母线DC-与第二直流继电器的第一动触点连接，所述第二直流继电器的第二动触点与电池模拟电路的直流电输出端连接；所述充电枪座的CAN通信线与CAN信号转换电路连接，所述CAN信号转换电路与第一处理器连接，所述充电枪座的控制导引线CC2、辅助电源线均与信号调理电路连接，所述信号调理电路的输出端与第一处理器的输入端连接，所述第一处理器的输出端与第一直流继电器的控制端、第二直流继电器的控制端均连接。

6.根据权利要求5所述的直流充电桩的测试系统，其特征在于，所述电池模拟电路包括交流电输入端、整流滤波电路、PWM反激电路、PWM控制电路和直流电输出端，所述交流电输入端与整流滤波电路的输入端连接；

所述PWM反激电路包括第一开关管和高频变压器，所述电池模拟电路还包括电压反馈电路，所述整流滤波电路的输出端与高频变压器的第一输入端连接，所述第一开关管的正输出端与高频变压器的第二输入端连接，所述PWM控制电路的第一输入端与第一开关管的负输出端连接以检测流过第一开关管的电流，所述PWM控制电路的输出端与第一开关管的控制端连接以输出驱动信号驱动第一开关管，所述高频变压器的输出端与电压反馈电路的输入端连接，所述高频变压器的输出端与直流电输出端连接，所述电压反馈电路的输出端与PWM控制电路的第二输入端连接。

7.根据权利要求6所述的直流充电桩的测试系统，其特征在于，所述电压反馈电路包括第一反馈分压电阻、第二反馈分压电阻、可控精密稳压源、第一电容、第一电阻、第二电阻和隔离光耦，所述高频变压器的输出端与第一反馈分压电阻的一端连接，所述第一反馈分压电阻的另一端与第二反馈分压电阻的一端、可控精密稳压源的参考极、第一电容的一端均连接，所述第二反馈分压电阻的另一端与可控精密稳压源的阳极连接，所述可控精密稳压源的阳极接地，所述可控精密稳压源的阴极、第一电容的另一端均与隔离光耦的输入负端连接，所述隔离光耦的输入负端与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与第一电阻的一端、隔离光耦的输入正端均连接，所述第一电阻的另一端与电源连接，所述隔离光耦的输出负端接地，所述隔离光耦的输出正端与PWM控制电路的第二输入端连接。

8.根据权利要求7所述的直流充电桩的测试系统，其特征在于，所述高频变压器包括第一初级绕组、第二初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组，所述第一初级绕组的第一连接端作为高频变压器的第一输入端与整流滤波电路的输出端连接，所述第一初级绕组的第二连接端作为高频变压器的第二输入端与第一开关管的正输出端连接，所述第一次级绕组的连接端与第一反馈分压电阻的一端、直流电输出端均连接；所述第二初级绕组的连接端与第二直流电源连接，所述第二次级绕组的连接端与第一电阻的另一端连接。

9.根据权利要求8所述的直流充电桩的测试系统，其特征在于，所述第一初级绕组与第一次级绕组的匝数比为40：85。

10.根据权利要求1至4任一项所述的直流充电桩的测试系统，其特征在于，所述回路阻抗测试单元包括充电桩充电模块模拟装置、第一直流接触器、第二直流接触器、直流电流源和电压测量装置，所述充电桩充电模块模拟装置包括直流开关电源和第三直流接触器，所述直流开关电源作为直流充电桩的充电模块，所述直流开关电源的第一输出端与第三直流接触器的第一常开触点连接，所述直流开关电源的第二输出端与第三直流接触器的第二常开触点连接，所述直流开关电源的第一输出端与第一直流接触器的第一常开触点连接，所述直流开关电源的第二输出端与第二直流接触器的第一常开触点连接，所述第一直流接触器的第二常开触点与直流电流源的第一输出端连接，所述第二直流接触器的第二常开触点与直流电流源的第二输出端连接，所述第一直流接触器的第二常开触点、第二直流接触器的第二常开触点均与电压测量装置连接，所述第一直流接触器的线圈、第二直流接触器的线圈、第三直流接触器的线圈均与主控制单元连接。