CN218003945U - 一种用于交流电的仿真线束模拟器及充电测试装置 - Google Patents

Abstract

本公开提出了一种用于交流电的仿真线束模拟器及充电测试装置，涉及电动汽车技术领域，该仿真线束模拟器包括：电源电路和远程控制器，电源电路包括交流电路和模拟电路；模拟电路设置在交流电路上，模拟电路控制交流电路输出电流的大小；交流电路的电源输入端与充电桩的输出端连接，交流电路的电源输出端与车辆充电接头连接；远程控制器与模拟电路控制连接，以通过远程控制器控制模拟电路的工作状态。由此，通过控制远程控制器，控制模拟电路的工作状态，从而可以控制交流电路的输出电流，由此，可以模拟多种测试状态，降低测试的成本，增加测试的效率。

Description

一种用于交流电的仿真线束模拟器及充电测试装置

技术领域

本公开涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种用于交流电的仿真线束模拟器及充电测试装置。

背景技术

近些年，新能源汽车发展快速，市场上新能源汽车的占比已经逐渐接近传统汽油车的占比，但在取得如此成绩的同时，也暴露出了越来越多的问题，其中充电问题成为了制约新能源汽车发展的重要因素。

在一些汽车的充电测试场景中，交流充电桩充电线缆组件的额定电流参数固定，针对不同功率的交流充电测试，需要配合不同类型的交流充电桩。针对不同的测试场景，测试工程师需要手动插拔交流充电线缆组件，测试效率低，无法实现自动化测试，从而导致测试成本的增加，测试效率降低。

实用新型内容

本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本公开的一个目的在于提出一种用于交流电的仿真线束模拟器。该仿真线束模拟器，通过控制可编程电阻的阻值和开关的工作状态，从而可以模拟多种测试状态，降低了测试的成本，增加了测试的准确性和效率。本公开的第二个目的在于，提出一种充电装置，包括上述用于交流电的仿真线束模拟器和充电桩。

为达上述目的，本公开的一种用于交流电的仿真线束模拟器，所述仿真线束模拟器包括电源电路和远程控制器，所述电源电路包括交流电路和模拟电路；所述模拟电路设置在交流电路上，所述模拟电路控制所述交流电路输出电流的大小；所述交流电路的电源输入端与充电桩的输出端连接，所述交流电路的电源输出端与车辆充电接头连接；所述远程控制器与所述模拟电路控制连接,以通过所述远程控制器控制所述模拟电路的工作状态。

另外，根据本公开上述实施例的用于交流电的仿真线束模拟器还可以具有如下附加的技术特征：

根据本公开的一个实施方式，所述模拟电路包括：微控制器，所述微控制器的第一端与所述交流电路的火线连接，所述微控制器的第二端与所述交流电路的零线连接；电阻，所述电阻的第一端与所述交流电路的地线连接，所述电阻的第二端与连接确认电路连接，所述电阻为可编程电阻，所述电阻与所述微控制器控制连接，以通过所述微控制器控制所述电阻的阻值大小；电流传感器，所述电流传感器嵌套在所述交流电路的火线上，且与所述微控制器连接。

根据本公开的一个实施方式，所述一种用于交流电的仿真线束模拟器，还包括：所述电阻包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻为可编程电阻；所述第一电阻的第一端与所述交流电路的地线连接；所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二电阻的第二端与连接确认电路连接。

根据本公开的一个实施方式，所述一种用于交流电的仿真线束模拟器，还包括：所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端之间通过第一开关连接至所述交流电路的地线。

根据本公开的一个实施方式，所述一种用于交流电的仿真线束模拟器，还包括：所述第二电阻的第二端通过第二开关连接至所述连接确认电路。

根据本公开的一个实施方式，所述模拟电路还包括第三开关、第四开关和第五开关，所述第三开关、第四开关和第五开关分别安装在所述交流电路的火线、零线和地线上，所述第五开关设置在所述第一电阻与所述交流电路的地线连接点的右侧。

根据本公开的一个实施方式，所述仿真线束模拟器通过第六开关与控制导引电路连接。

根据本公开的一个实施方式，所述第一电阻和所述第二电阻为可编程电阻，所述微控制器控制所述第一电阻和所述第二电阻的阻值大小。

根据本公开的一个实施方式，所述微控制器控制所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关的断开或闭合。

根据本公开的一个实施方式，所述连接确认电路的右端连接第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端分别连接第三电阻的第一端和第七开关的第一端，所述第三电阻的第二端和所述第七开关的第二端分别连接所述交流电路的地线。

根据本公开的一个实施方式，所述微控制器通过数据采样电路与电源电路连接。

本公开的另一个目的，公开了一种充电测试装置，包括上述第一目的中所描述用于交流电的仿真线束模拟器和充电桩，所述仿真线束模拟器的电源输入端与所述充电桩的输出端连接，所述仿真线束模拟器的电源输出端与车辆充电接头连接。

根据本公开的一个实施方式，所述仿真线束模拟器连接设有转接电缆组件。

操作人员可通过控制远程控制器，控制模拟电路的工作状态，从而控制交流电路的输出电流，由此，可以模拟多种测试状态，降低测试的成本，增加测试的效率。

附图说明

图1是本公开一个实施方式的一种用于交流电的仿真线束模拟器的结构示意图；

图2是本公开一个实施方式的一种充电测试装置的结构示意图；

图3为本公一个实施方式的MCU和PC对仿真线束模拟器参数调整的交互表。

具体实施方式

下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。

现有技术中，交流充电桩充电线缆组件的额定电流参数固定，针对不同功率的交流充电测试，需要配合不同类型的交流充电桩，经济成本大，针对不同的测试场景，测试工程师需要手动插拔交流充电线缆组件，测试效率低，无法实现自动化测试。同时无法监测交流充电桩的实际输出状态，形成整车交流充电功能闭环测试。

为了解决上述问题，本公开实施例提供了一种用于交流电的仿真线束模拟器。本公开通过控制内部电阻的阻值和多个开关的工作状态，可以模拟多种状态下对被测车辆进行充电测试，由此可以提升充电测试的效率，降低测试成本。图1为本公开提出的一种用于交流电的仿真线束模拟器的结构示意图。如图1 所示，本公开实施例的一种用于交流电的仿真线束模拟器可包括电源电路和远程控制器，其中电源电路包括交流电路和模拟电路；模拟电路设置在交流电路上；交流电路的电源输入端与充电桩的输出端连接，交流电路的电源输出端与车辆充电接头连接；远程控制器与模拟电路控制连接。

在本公开实施例中，远程控制器可为手机、电脑、服务器等，此处不作任何限定。

其中，模拟电路可包括第一电阻R1、第二电阻R2、微控制器(Micro ControllerUnit，MCU)和电流传感器A。

其中，第一电阻R1的第一端与交流电的地线连接，第二电阻R2的第一端与第一电阻R1的第二端连接，第二电阻R2的第二端与连接确认电路连接， MCU的第一端与交流电的火线连接，MCU的第二端与交流电的零线连接，电流传感器A嵌套在交流电的火线上，且与MCU连接。

需要说明的是，上述电流传感器A是一种检测装置，能感受到被测电流的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

在本公开实施例中，远程控制器可通过通信连接与MCU连接，以获取 MCU采集的数据，并下发指令控制MCU工作。应该说明的是，上述通信连接可为有线连接，也可为无线连接，具体可根据实际需要进行设计。

实现中，除电流电压外，还需要对电源电路的其他数据进行分析，以方便 MCU对电源电路中的器件参数进行调整。在本公开实施例中，MCU通过数据采样电路与电源电路连接，并可通过采样电路获取电源电路的运行参数。举例来说，该运行参数可包括电源电路的电压、电流、阻值等，具体可根据实际情况进行设定。由此，通过采样电路和电流传感器A收集数据，可以更加准确的获取电源电路各器件的工作状态，为后续调整电源电路参数提供基础。

在本公开实施例中，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端之间通过第一开关K1连接至交流电的地线。

可选地，可通过第一开关K1控制第一电阻R1的工作状态，如图1所示，当第一开关K1为闭合状态时，此时，第一电阻R1处于被短路的状态0，由此，可以模拟交流充电枪的完全连接状态。

可选地，当第一开关K1为断开状态时，此时，第一电阻R1处于正常工作状态，由此，可以模拟交流充电枪的半连接状态。由此，可以通过控制第一开关K1的开合，来控制第一电阻R1的工作状态，从而可以模拟不同输出电流的充电场景，大大降低测试成本。

在本公开实施例中，第一电阻R1和第二电阻R2为可编程电阻，MCU可通过控制第一电阻R1和第二电阻R2的阻值大小，来实现模拟不同输入电流的充电场景。

实现中，充电桩的输出电压一般为恒定的，仿真线束模拟器可通过MCU，控制第一电阻R1和第二电阻R2的阻值，以实现不同的电阻组合，模拟不同输入电流的测试场景，增加测试的效率。举例来说，该充电桩的输出电压可为 220V、110V、330V等，具体根据不同的测试需要进行设定。

进一步地，第一电阻R1和第二电阻R2的组合参数可为10A：1.8KΩ、1.5KΩ； 16A：2.7KΩ、680Ω；32A：3.3KΩ、220Ω等，可选地，测试人员可通过MCU 控制改变仿真线束模拟器内部线组的参数，以实现国标规定交流充电线缆组件参数模拟。

在本公开实施例中，输入电源的火线、零线和地线上分别连接设有第三开关K3、第四开关K4和第五开关K5。由此，可以通过控制第三开关K3、第四开关K4和第五开关K5的工作状态，模拟不同的电源断路情况对测试结果的影响。

在本公开实施例中，第二电阻R2的第二端通过第二开关K2连接至连接确认电路(Connection Confirm，CC)。需要说明的是，连接确认电路CC用于将交流充电线缆组件的特性参数以电信号的方式传输给MCU进行处理，仿真线束模拟器不进行转接，通过内部电气回路进行仿真，从而实现交流充电线缆组件变参数控制。

在本公开实施例中，连接确认电路与交流电路的地线之间还可连接设置电阻，如图1所示，第三电阻R3的第一端与交流电路的地线连接，第四电阻R4 的第一端与第三电阻R3的第二端连接，第四电阻R4的第二端与连接确认电路连接，第三电阻R3的第二端与所述第四电阻R4的第一端之间通过第七开关K7连接至所述交流电路的地线。由此，连接确认电路可用于检测被测车辆的额定电流，并将检测结果上报给MCU进行处理。

进一步地，可通过控制第七开关K7对R3短路，以模仿半连接状态的充电场景。

在本公开实施例中，仿真线束模拟器与通过第六开关K6与控制导引电路连接。

需要说明的是，控制导引电路(Control Pilot，CP)用于控制导引电路用于将电路元器件的工作状态，并以电信号传送指令的方式发送给MCU进行处理。在本公开实施例中，CP回路上的传输信号直接为前端充电桩CP回路的输出信号，即方波信号(Pulse WidthModulation，PWM)，该信号是直接给被测车辆的，用于被测车辆识别额定输入电流。

可选地，当电路元件出现异常故障时，MCU可以根据CP电路传来的电路元器件的工作状态，生成报警信号，反馈给远程控制器。

进一步地，远程控制器可通过MCU反馈的电路输出电信号，判断电路中各个元件的工作状态，从而可以根据测试需要和元件的工作状态，更好的调整电路，提升充电测试的效率。

在本公开实施例中，远程控制器可为计算机。具体地，操作人员可通过将控制指令输入至计算机，并由计算机根据预定协议发送给MCU，然后MCU 根据控制指令调整电路各部件的参数，从而实现不同的测试状态的切换。

在本公开实施例中，如图1所示，模拟电路还包括第三开关、第四开关和第五开关，第三开关、第四开关和第五开关分别安装在交流电路的火线、零线和地线上。

需要说明的是，第五开关设置在第一电阻与交流电路的地线连接点的右侧，由此可以在断电的情况下，MCU仍旧可以通过连接确认电路检测模拟电路的阻值。

具体地，远程控制器可通过生成控制指令，根据预定协议发送给MCU， MCU控制第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第五开关K5和第六开关K6模拟交流充电线缆组件断开、半连接、完全连接等状态的充电测试场景。

可选地，还可通过控制第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第五开关K5和第六开关K6全部断开，模拟电缆组件未连接的充电测试场景。

可选地，还可通过控制第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第五开关K5和第六开关K6的闭合，第一开关K1断开或者闭合，模拟线缆组件半连接被测车辆的充电测试场景。

可选地，还可通过控制第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第五开关K5和第六开关K6闭合，模拟线缆组件完全连接的充电测试场景。

在测试完成后，MCU可以收集测试数据，并将测试数据反馈至PC进行处理。需要说明的是，MCU和PC之间的通信连接可以为无线连接，MCU与 PC通过无线通信连接进行信息的传输和交互，由此，可以实现无操作人员在场的情况下，对车辆进行多种不同场景的交流充电测试。这种方式可以增加充电测试的安全性，并且能够提高充电测试的效率。

图2是本公开一个实施方式的一种充电测试装置的结构示意图。

如图所示，该充电测试装置包括：充电桩和上述用于交流电的仿真线束模拟器，其中，仿真线束模拟器的电源输入端与充电桩的输出端连接，所述仿真线束模拟器的电源输出端与车辆充电接头连接。

在本公开实施例中，该充电桩为交流充电桩，额定输出功率为9KV，并配有额定电流32A的单项线缆组件，线缆组件连接桩端耦合器，并通过桩端耦合器连接仿真线束模拟器，然后仿真线束模拟器通过转接电缆组件连接设有车辆耦合器，并通过车辆耦合器将交流电流传输至被测车辆的电池组件上。需要说明的是，本测试场景中的交流充电桩和仿真线束模拟器可通过远程PC进行控制。需要说明的是，被测车辆的电池组可为车载充电机(OnBoard Charge， OBC)。

在本公开实施例中，交流充电桩连接仿真线束模拟器，远程PC通过控制仿真线束模拟器中的开关通断和电阻的参数，模拟多种状态下的汽车充电场景，并获得充电过程的检测数据，并通过MCU将检测数据传输至远程PC。由此，通过远程PC对仿真线束模拟器的参数控制并获取测试参数，形成整车交流充电功能的闭环测试，提高测试置信度。

进一步地，交流充电桩连接的微处理器还可以通过特定通讯协议将充电桩的输出状态上传远程PC，用以控制交流充电桩的充电状态，既控制交流充电桩开始输出和停止输出。由此，可以实现对充电测试的远程监控和调整，无需测试人员手动插拔，提高测试效率和安全性。进一步地，远程PC可安装有针对多种类型的交流充电设备自动化测试插件，用于控制所述交流充电互操作控制模块进行充电模拟测试操作。由此，可以针对不同的类型的车辆，进行车辆的充电测试，大大增加本公开用于交流电的仿真线束模拟器的实用性，降低测试成本。

可选地，还可以人工控制远程PC，调整仿真线束模拟器的内部参数，对车辆进行多种场景的充电，并采集数据进行分析。具体地，当车辆通过车辆耦合器连接本公开交流电的仿真线束模拟器后，测试人员可以通过远程PC，将指令传输给交流充电桩的微处理器，微处理器根据指令控制改变上述仿真线束模拟器的各项参数，然后，交流充电桩释放电压，进行车辆的充电测试。

需要说明的是，上述的输出电压为定值，输出电压可根据实际测试需要进行设定。在本公开实施例中，输出电压可为220V。

可选地，不同的车辆额定输入电流的电流值不同，具体需要根据测试车辆的实际情况进行设定。举例来说，在本公开实施例中，输出电压为220V，车辆A的额定输入电流为16A，车辆B的额定输入电流为32A。

进一步地，当输入电流超过测试车辆的额定输入电流时，MCU可将测试信息发送给远程PC，远程PC根据测试信息进行报警。由此，可以大大增加测试的安全性。

图3为本公开实施例MCU和PC对仿真线束模拟器参数调整的交互表。如图3所示，PC可以生成调整K1、K2、K3、K4、K5、K6、R1、R2参数地指令，并由MCU接收并控制对应的部件进行参数调整，以实现仿真线束模拟器的参数达到指令设定的参数，由此，可以准确地对车辆进行充电测试。

测试完成后，MCU将数据电压和输入电流的数据通过通信连接反馈给PC，并由PC对输入电压和输入电流的数据进行分析和处理。由此，可以实现整车交流充电功能的闭环测试。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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公开和简化描述，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公开的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述，并非必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于交流电的仿真线束模拟器，其特征在于，所述仿真线束模拟器包括电源电路和远程控制器，所述电源电路包括交流电路和模拟电路；

所述模拟电路设置在交流电路上，所述模拟电路包括多种不同工作状态，不同工作状态下所述交流电路输出的电流大小不同；

所述交流电路的电源输入端与充电桩的输出端连接，所述交流电路的电源输出端与车辆充电接头连接；

所述远程控制器与所述模拟电路控制连接，以通过所述远程控制器控制所述模拟电路的工作状态。

2.根据权利要求1所述用于交流电的仿真线束模拟器，其特征在于，所述模拟电路包括：

微控制器，所述微控制器的第一端与所述交流电路的火线连接，所述微控制器的第二端与所述交流电路的零线连接；

电阻，所述电阻的第一端与所述交流电路的地线连接，所述电阻的第二端与连接确认电路连接，所述电阻为可编程电阻，所述电阻与所述微控制器控制连接，以通过所述微控制器控制所述电阻的阻值大小；电流传感器，所述电流传感器嵌套在所述交流电路的火线上，且与所述微控制器连接。

3.根据权利要求2所述用于交流电的仿真线束模拟器，其特征在于，还包括：

所述电阻包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻为可编程电阻；

所述第一电阻的第一端与所述交流电路的地线连接；

所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二电阻的第二端与连接确认电路连接。

4.根据权利要求3所述用于交流电的仿真线束模拟器，其特征在于，还包括：

所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端之间通过第一开关连接所述交流电路的地线。

5.根据权利要求4所述用于交流电的仿真线束模拟器，其特征在于：

所述第二电阻的第二端通过第二开关连接所述连接确认电路。

6.根据权利要求4所述用于交流电的仿真线束模拟器，其特征在于，所述模拟电路还包括第三开关、第四开关和第五开关，所述第三开关、第四开关和第五开关分别安装在所述交流电路的火线、零线和地线上，所述第五开关设置在所述第一电阻与所述交流电路的地线连接点的右侧。

7.根据权利要求1所述用于交流电的仿真线束模拟器，其特征在于，所述仿真线束模拟器还包括控制导引电路，所述控制导引电路上安装设有第六开关。

8.根据权利要求2所述用于交流电的仿真线束模拟器，其特征在于，所述仿真线束模拟器还包括多个开关，所述多个开关通过微控制器控制控制闭合或断开。

9.根据权利要求2所述用于交流电的仿真线束模拟器，其特征在于，所述连接确认电路的右端连接第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端分别连接第三电阻的第一端和第七开关的第一端，所述第三电阻的第二端和所述第七开关的第二端分别连接所述交流电路的地线。

10.一种充电测试装置，其特征在于，包括：如权利要求1-9任一项所述用于交流电的仿真线束模拟器和充电桩，所述仿真线束模拟器的电源输入端与所述充电桩的输出端连接，所述仿真线束模拟器的电源输出端与车辆充电接头连接。

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