CN209980516U - 一种电动汽车充电系统实训装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种电动汽车充电系统实训装置，包括：台架、故障设置装置、数据采集装置、充电电路原理板，所述充电电路原理板安装在台架的面板上，所述故障设置装置通过专用线束与所述充电电路原理板连接以为所述汽车充电系统设置电路故障，并显示在充电电路原理板上。本实用新型方便设置关键接口或关键线束的故障，操作更加简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及教学设备技术领域，特别涉及一种电动汽车充电系统实训装置。
背景技术
随着汽车保有量的激增，维修人才的需求量激增，汽车电路故障诊断是汽车维修人员非常重要的能力，要求既要懂电路原理，更要有一定的电路故障诊断经验。这就要求维修人员熟悉被维修车辆的电路，根据电路出现的故障现象排查故障，尽快解决问题。
其中新能源汽车中的充电系统是非常重要的一部分，了解充电系统原理以及掌握充电系统故障分析是非常重要的，但是现在没有直观的方便的关于充电系统的教学装置，因此本实用新型设计了一种电动汽车充电系统实训装置，将充电电路原理板焊接在台板上，并将故障设置装置串联设置在充电电路原理中，方便设置关键接口或关键线束的故障，操作更加简单。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的在于提出一种电动汽车充电系统实训装置，方便设置关键接口或关键线束的故障，操作更加简单。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种电动汽车充电系统实训装置，其特征在于，包括：台架、故障设置装置、数据采集装置、充电电路原理板，所述充电电路原理板安装在台架的面板上，所述故障设置装置通过专用线束与所述充电电路原理板连接以为所述汽车充电系统设置电路故障，并显示在充电电路原理板上；
其中，所述充电电路原理板包括供电设备、充电接口、车载充电机、非车载充电机、动力电池组、动力电池管理单元、整车控制器VCU、高压分配盒，所述供电设备通过所述充电接口连接所述车载充电机，为所述车载充电机提供低压交流电，所述车载充电机将低压交流电转换为高压直流电后分别连接至所述高压分配盒和所述动力电池组，为所述动力电池组充电，所述非车载充电机的输入端连接380V高压交流电，所述非车载充电机的输出端通过设备插头分别连接所述高压分配盒和所述动力电池组的输入端，为所述动力电池组充电，所述高压分配盒的输出端还连接至其他负载；所述动力电池管理单元连接所述动力电池组，以监测控制动力电池的充电电压和充电电流；所述动力电池管理单元连接整车控制器VCU。
进一步，所述供电设备包括供电设备充电导引装置，所述供电设备充电导引装置包括第一至第四输出端，所述第一输出端输出PWM导引波，所述第二输出端输出12V电压，单刀双掷开关的选择端选择连接所述第一输出端或第二输出端，所述单刀双掷开关的固定端串联一个分压电阻后连接充电接口，所述第三输出端与所述单刀双掷开关和分压电阻并联，所述第四输出端接地。所述充电导引装置通过充电接口输出一定占空比的PWM导引波对车载充电机进行控制，根据电网负载实时调整波形占空比以调节充电电流，同时实时监测输出波形和充电接口的连接状态，一旦发生异常情况立即切断供电，其中，分压电阻与第二输出端的连接点作为检测点。
进一步，所述车载充电机的外部设有5个接口，分别是交流电接口L、中线接口N、接地保护接口PE、充电连接确认接口CC、充电控制确认接口CP，所述车载充电机的内部设有车载充电机主控单元、车载充电机调压整流单元、充电机充电导引装置，所述车载充电机调压整流单元的输入端分别连接所述交流电接口L和中线接口N，所述车载充电机调压整流单元的直流输出正极DC+分别连接动力电池总正继电器和动力电池组PTC加热器的正极，所述车载充电机调压整流单元的直流输出负极DC-分别连接动力电池总负继电器以及动力电池PTC加热继电器，所述动力电池总正继电器连接动力电池组的正极，所述动力电池总负继电器连接所述动力电池组的负极，所述动力电池PTC加热继电器连接所述动力电池组PTC加热器的负极，所述充电机充电导引装置的输入端连接所述充电连接确认接口CC，所述充电机充电导引装置的输出端连接所述车载充电机主控单元，所述车载充电机主控单元的输入端连接所述充电控制确认接口CP，所述车载充电机主控单元连接所述整车控制器VCU。
进一步，所述非车载充电机包括充电模块、电子锁、直流输出模块、非车载充电机控制导引装置、开关电源模块，所述充电模块的输入端连接380V交流电源，所述充电模块的输出端连接所述直流输出模块，所述直流输出模块、电子锁以及充电模块分别连接所述非车载充电机控制导引装置，所述非车载充电机控制导引装置的输出端连接所述开关电源模块和充电确认接口。
进一步，所述故障设置装置无线连接至多媒体电脑。
进一步，所述台架的底部安装有万向轮。
本实用新型的优点在于：本实用新型的充电系统实训装置包括台架、故障设置装置、数据采集装置、充电电路原理板，所述充电电路原理板安装在台架的面板上，所述故障设置装置通过专用线束与所述充电电路原理板连接以为所述汽车充电系统设置电路故障，并通过故障指示灯显示在充电电路原理板上，并将故障设置装置串联设置在充电电路原理中，方便设置关键接口或关键线束的故障，操作更加简单。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的一种电动汽车充电系统实训装置的结构框图；
图2为本实用新型的一种电动汽车充电系统实训装置的充电电路原理板的电路原理图。
其中：1、多媒体电脑；2、故障设置装置；21、故障控制器；22、断路开关控制模块；23、虚接开关控制模块；3、台板；4、充电电路原理板；41、供电设备；42、车载充电机；43、非车载充电机；44、动力电池组；45、动力电池控制单元BMS；46、整车控制器VCU；47、设备插头；48、高压分配盒；49、充电接口；411、供电设备充电导引装置；421、车载充电机主控单元；422、充电机充电导引装置；423、车载充电机车载充电机调压整流单元；431、充电模块；432、非车载充电机控制导引装置；433、电子锁；434、开关电源模块；451、电池温度采集模块；452、电池单体电压采集模块；453、动力电池调理模块；441、动力电池组PTC加热器；442、动力电池总正继电器；443、动力电池总负继电器；444、动力电池PTC加热继电器。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1和图2所示，一种电动汽车充电系统实训装置，其特征在于，包括：台架、故障设置装置2、充电电路原理板4，所述充电电路原理板4安装在台架的面板上，所述故障设置装置2与所述充电电路原理板4连接以为所述汽车充电系统设置电路故障并通过故障指示灯显示在充电电路原理板4上；
其中，所述充电电路原理板4包括供电设备41、充电接口49、车载充电机42、非车载充电机4342、动力电池组44、动力电池管理单元、整车控制器VCU46、高压分配盒48，所述供电设备41通过所述充电接口49连接所述车载充电机42，为所述车载充电机42提供低压交流电，所述车载充电机42将低压交流电转换为高压直流电后分别连接至所述高压分配盒48和所述动力电池组44，为所述动力电池组44充电，所述非车载充电机4342的输入端连接380V高压交流电，所述非车载充电机4342的输出端通过设备插头47分别连接所述高压分配盒48和所述动力电池组44的输入端，为所述动力电池组44充电，所述高压分配盒48的输出端还连接至其他负载；所述动力电池管理单元连接所述动力电池组44，以监测控制动力电池的充电电压和充电电流；所述动力电池管理单元连接整车控制器VCU46。
进一步，供电设备41内设有火线L、零线N和地线PE，所述供电设备41包括供电设备41充电导引装置，所述供电设备41充电导引装置包括第一至第四输出端，所述第一输出端输出PWM导引波，所述第二输出端输出12V电压，单刀双掷开关S1的选择端选择连接所述第一输出端或第二输出端，所述单刀双掷开关S1的固定端串联一个分压电阻R1后连接充电接口49，所述第三输出端与所述单刀双掷开关和分压电阻并联，所述第四输出端接地。所述充电导引装置通过充电接口49输出一定占空比的PWM导引波对车载充电机42进行控制，根据电网负载实时调整波形占空比以调节充电电流，同时实时监测输出波形和充电接口49的连接状态，一旦发生异常情况立即切断供电，其中，分压电阻与第二输出端的连接点作为检测点。
进一步，所述车载充电机42的外部设有5个接口，分别是交流电接口L、中线接口N、接地保护接口PE、充电连接确认接口CC、充电控制确认接口CP，所述车载充电机42的内部设有车载充电机42主控单元、车载充电机42调压整流单元、充电机充电导引装置422，车载充电机42主控单元采用STM32F103，所述车载充电机42调压整流单元的输入端分别连接所述交流电接口L和中线接口N，所述车载充电机42调压整流单元的直流输出正极DC+分别连接动力电池总正继电器442和动力电池组44PTC加热器的正极，所述车载充电机42调压整流单元的直流输出负极DC-分别连接动力电池总负继电器443以及动力电池PTC加热继电器444，所述动力电池总正继电器442连接动力电池组44的正极，所述动力电池总负继电器443连接所述动力电池组44的负极，所述动力电池PTC加热继电器444连接所述动力电池组44PTC加热器的负极，所述充电机充电导引装置422的输入端连接所述充电连接确认接口CC，所述充电机充电导引装置422的输出端连接所述车载充电机42主控单元，所述车载充电机42主控单元的输入端连接所述充电控制确认接口CP，所述车载充电机42主控单元连接所述整车控制器VCU46。车载充电机42主控单元包括四个接口，分别是慢充连接确认接口、慢充唤醒接口、CAN-L接口和CAN-H接口，四个接口通过线束连接至整车控制器VCU46，还可以通过故障设置装置2检测四个接口处的故障，让学员判断寻找故障，整车控制器VCU46的输出端则通过快充连接确认接口、快充唤醒接口和CAN-L接口、CAN-H接口、BMS接口连接至动力电池管理单元，同样也可以通过故障设置装置2，设计上述各个接口处的断路或虚接故障。
其中，动力电池管理单元包括动力电池控制单元BMS45、电池温度采集模块451、电池单体电压采集模块452、动力电池调理模块453，电池温度采集模块451和电池单体电压采集模块452分别采集动力电池组44的温度和电压，并输送给动力电池控制单元BMS45，然后动力电池控制单元BMS45输出调理信号至动力电池调理模块453，动力电池调理模块453发送信号至动力电池组44，以控制和调节动力电池组44充电电流大小和充电温度。其中，动力电池控制单元BMS45采用STM32F103。
进一步，所述非车载充电机4342包括充电模块431、电子锁433、直流输出模块、非车载充电机4342控制导引装置、开关电源模块434，所述充电模块431的输入端连接380V交流电源，所述充电模块431的输出端连接所述直流输出模块，所述直流输出模块、电子锁433以及充电模块431分别连接所述非车载充电机4342控制导引装置，所述非车载充电机4342控制导引装置的输出端连接所述开关电源模块434和充电确认接口。
进一步，所述故障设置装置2无线连接至多媒体电脑1。其中，故障设置装置2包括故障设置控制器和故障开关控制模块，故障设置控制器采用STM32F103，故障开关控制模块包括断路开关控制模块22和虚接开关控制模块23，断路开关控制模块22和虚接开关控制模块23均由多个继电器并联组成，所述故障设置控制器的输入端无线连接至所述多媒体电脑1，所述故障设置控制器的第一控制端和第二控制端分别连接断路开关控制模块22和虚接开关控制模块23的控制端，断路开关控制模块22和虚接开关控制模块23并联后再串联在充电电路原理板4的各个线路中，充电电路原理板4中各个模块、元器件之间的连接均通过专用线束进行连接，专用线束的两端均为测试端子，专用线束的中间断开接入故障设置装置2，其中，为了方便连接，断路开关控制模块22和虚接开关控制模块23的输入输出接口与专用线束的中间断开接口之间可以通过CAN总线进行了连接，这样就能方便设置每一条线路的断路和虚接故障，并且在线束上还设有故障指示灯，如果发生故障则指示灯亮。
进一步，所述台架的底部安装有万向轮。
通过该技术方案能够实现的关于动力汽车充电系统的实训项目包括如下：
(1)充电连接确认(CC)信号线路故障验证；
(2)充电控制确认(CP)信号线路故障验证；
(3)慢充唤醒信号线路故障验证；
(4)慢充连接确认(整车控制器)信号线路故障验证；
(5)BMS唤醒信号线路故障验证；
(6)PE接地电路故障验证；
(7)供电设备电源电路故障验证；
(8)动力电池正继电器控制、电源线路故障验证；
(9)动力电池负继电器控制、电源线路故障验证；
(10)CAN通信线路故障验证；
(11)动力电池充电电压测量；
(12)动力电池充电电流测量；
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种电动汽车充电系统实训装置，其特征在于，包括：台架、故障设置装置、数据采集装置、充电电路原理板，所述充电电路原理板安装在台架的面板上，所述故障设置装置通过专用线束与所述充电电路原理板连接以为所述汽车充电系统设置电路故障，并显示在充电电路原理板上；
其中，所述充电电路原理板包括供电设备、充电接口、车载充电机、非车载充电机、动力电池组、动力电池管理单元、整车控制器VCU、高压分配盒，所述供电设备通过所述充电接口连接所述车载充电机，为所述车载充电机提供低压交流电，所述车载充电机将低压交流电转换为高压直流电后分别连接至所述高压分配盒和所述动力电池组，为所述动力电池组充电，所述非车载充电机的输入端连接380V高压交流电，所述非车载充电机的输出端通过设备插头分别连接所述高压分配盒和所述动力电池组的输入端，为所述动力电池组充电，所述高压分配盒的输出端还连接至其他负载；所述动力电池管理单元连接所述动力电池组，以监测控制动力电池的充电电压和充电电流；所述动力电池管理单元连接整车控制器VCU。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电系统实训装置，其特征在于，所述供电设备包括供电设备充电导引装置，所述供电设备充电导引装置包括第一至第四输出端，所述第一输出端输出PWM导引波，所述第二输出端输出12V电压，单刀双掷开关的选择端选择连接所述第一输出端或第二输出端，所述单刀双掷开关的固定端串联一个分压电阻后连接充电接口，所述第三输出端与所述单刀双掷开关和分压电阻并联，所述第四输出端接地。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车充电系统实训装置，其特征在于，所述车载充电机的外部设有5个接口，分别是交流电接口L、中线接口N、接地保护接口PE、充电连接确认接口CC、充电控制确认接口CP，所述车载充电机的内部设有车载充电机主控单元、车载充电机调压整流单元、充电机充电导引装置，所述车载充电机调压整流单元的输入端分别连接所述交流电接口L和中线接口N，所述车载充电机调压整流单元的直流输出正极DC+分别连接动力电池总正继电器和动力电池组PTC加热器的正极，所述车载充电机调压整流单元的直流输出负极DC-分别连接动力电池总负继电器以及动力电池PTC加热继电器，所述动力电池总正继电器连接动力电池组的正极，所述动力电池总负继电器连接所述动力电池组的负极，所述动力电池PTC加热继电器连接所述动力电池组PTC加热器的负极，所述充电机充电导引装置的输入端连接所述充电连接确认接口CC，所述充电机充电导引装置的输出端连接所述车载充电机主控单元，所述车载充电机主控单元的输入端连接所述充电控制确认接口CP，所述车载充电机主控单元连接所述整车控制器VCU。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车充电系统实训装置，其特征在于，所述非车载充电机包括充电模块、电子锁、直流输出模块、非车载充电机控制导引装置、开关电源模块，所述充电模块的输入端连接380V交流电源，所述充电模块的输出端连接所述直流输出模块，所述直流输出模块、电子锁以及充电模块分别连接所述非车载充电机控制导引装置，所述非车载充电机控制导引装置的输出端连接所述开关电源模块和充电确认接口。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电系统实训装置，其特征在于，所述故障设置装置无线连接至多媒体电脑。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电系统实训装置，其特征在于，所述台架的底部安装有万向轮。
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