CN218675154U - 充电接口测量模拟器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种充电接口测量模拟器，包括操作箱和置于所述操作箱内的测试电路，其中，所述测试电路通过设置开关组件，可以控制各传输线缆分别接通或断路，从而可以对各传输线缆的电能参数进行分别测试，开关组件也可以控制各传输线缆同步接通或断路，实现模拟拔枪，避免了带电插拔枪的安全隐患，同时也能够应对突发起火、触电等紧急状况；另外，还设置了可以测量多项电能参数的计量模块，并且能够将该电能参数对外输出，同时还设置了波形检测接口，使得设备同时具有两个输出接口以满足不同需求，提高了用户体验、安全性和便利性。

Description

充电接口测量模拟器

技术领域

本申请属于电子电气领域，尤其涉及一种充电接口测量模拟器。

背景技术

如今电动汽车产业蓬勃发展，电动汽车充电的安全问题也需要得到保障，电动汽车充电设备(以下全文简称：充电桩)在充电的过程中的各项参数需要使用充电接口模拟器进行测试，从而保障电动汽车和使用者的安全。

然而，现有的交流充电接口测量模拟器需要外接功率分析仪、功率计等设备，便携性较差；通断按钮在操作过程中，当按钮或接触器失效时无法快速判断；拔枪测试过程只能通过手动真实拔枪实现，操作不便，且有带电插拔的安全隐患；在环境温度较为恶劣的情况下使用设备可能会对设备造成损坏；在设备应用过程中如遇紧急情况，如设备冒烟、起火、人员触电时，无法紧急切断充电回路；电流测量和波形采集端口单一，无法同时进行。由此可见，产品保护方面考虑的不够深入，客户体验及便携性方面有一定提升空间。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种充电接口测量模拟器，旨在解决传统的充电接口测量模拟器客户体验及便携性存在的不足的问题。

本申请实施例的提供了一种充电接口测量模拟器，包括操作箱和置于所述操作箱内的测试电路，其中，所述测试电路包括：输入枪座、输出枪座、开关组件、计量模块和输出模块，所述测量模拟器还包括：波形检测接口；其中，

所述输出枪座与所述输入枪座之间连接有多条传输线缆，且所述开关组件连接到各所述传输线缆上；

所述开关组件设置在所述计量模块与所述输入枪座之间，所述输出模块与所述计量模块连接，用于输出所述计量模块检测到的电能参数；

所述波形检测接口，开设于所述操作箱的操作面板上，用于检测充电过程中的电流波形。

通过设置连接到各传输线缆上的开关组件，可以控制各传输线缆分别接通或断路，从而可以对各传输线缆的电能参数进行分别测试；开关组件也可以控制各传输线缆同步接通或断路，实现模拟拔枪，避免了带电插拔枪的安全隐患，同时也能够应付突发起火、触电等紧急状况；另外，还设置了可以测量电能参数的计量模块，并且通过输出模块将该电能参数对外输出，同时还设置了波形检测接口，使得设备同时具有两个输出接口以满足不同需求，提高了用户体验、安全性和便利性。

在其中一个实施例中，所述开关组件包括多个接触器和多个通断按钮，所述多个通断按钮设于所述操作面板上；

所述多个接触器分别与所述传输线缆连接，且所述多个通断按钮与所述多个接触器对应连接，用于控制所述多个接触器的导通或关断。

通过多个通断按钮和多个多个接触器，可以实现各个传输线缆形成的充电回路的通断控制，从而实现不同充电回路的电能参数测量，使得参数测量方便。

在其中一个实施例中，所述开关组件还包括全断按钮，所述全断按钮与所述多个接触器连接，用于控制所述多个接触器的导通或关断。

通过全断按钮可以控制多个接触器的同时导通或断开，实现测试过程中充电枪的插拔枪模拟的一键控制，提高安全性。

在其中一个实施例中，各所述通断按钮和所述全断按钮上设置有指示灯，所述指示灯用于指示相应的所述接触器的工作状态。

在通断按钮和全断按钮上设置指示灯，可让测试人员快速判断通断按钮或接触器是否失效。

在其中一个实施例中，所述测量模拟器还包括急停按钮，所述急停按钮设于所述操作面板上，所述急停按钮与所述测量模拟器的电源连接，用于控制所述测量模拟器上电或掉电。

在遇到紧急情况时，需紧急关断设备，拍下急停按钮使得整个设备掉电，设备停机保护，从而对人身及设备进行保护。

在其中一个实施例中，所述计量模块包括电流互感器和电能表，其中，

所述电流互感器与所述传输线缆中的电能传输线耦接，用于将感应到的传输电流输出到所述电能表；

所述电能表，用于获取所述电能参数，并将所述电能参数显示。

实现可以对采集电压、电流、频率、功率、电能等电量参数一项以上的同时采集，不再需要外接各种仪表，提高便携性和测试效率。

在其中一个实施例中，所述测试电路还包括温度控制模块，所述温度控制模块与所述开关组件连接，所述温度控制模块用于检测所述操作箱内的温度，并在所述温度超过阈值时控制所述开关组件断开，以使各所述传输线缆断路。

实现对设备内部温度的实时监测，并提供温度保护，从而延长设备寿命。

在其中一个实施例中，所述温度控制模块包括温度传感器和温度控制器，所述温度控制器连接在所述温度传感器和所述开关组件之间，所述温度控制模块用于所述温度超过阈值时控制所述开关组件断开，以使各所述传输线缆断路。

提供了一种温度检测和控制的实施例，方案简单可靠。

在其中一个实施例中，所述测量模拟器的操作面板上还设有多个输入测量孔，所述多个输入测量孔与所述传输线缆连接，用于在插接测试设备时，测量充放电过程中输入的相关电参数。

能够用于单独对各条传输线缆输入测的电能参数进行检测，比如能够将输入测量孔以及计量模块分别测得的电能参数进行比对，以确认设备是否存在测量误差。

在其中一个实施例中，所述测量模拟器的操作面板上还设有多个输出测量孔，所述多个输出测量孔与所述传输线缆连接，用于在插接测试设备时，测量充放电过程中输出的相关电参数。

能够用于单独对各条传输线缆输出测的电能参数进行检测，比如能够将输出测量孔以及计量模块分别测得的电能参数进行比对，以确认设备是否存在测量误差。

附图说明

图1为本申请实施例提供的充电接口测量模拟器的电路原理图；

图2为本申请实施例提供的充电接口测量模拟器的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的充电接口测量模拟器的原理示意图；

图4为本申请实施例提供的充电接口测量模拟器的电源电路示意图。

其中，图中各附图标记：

100-操作箱；110-波形检测接口；120-操作面板；210-输入枪座；220-输出枪座；230-开关组件；232-多个通断按钮；234-全断按钮；240-计量模块；242-电能表；250-输出模块；260-急停按钮；270-温度控制模块；272-温度控制器；280-输入测量孔；290-输出测量孔；310-电源接口；320-功率变换电路；322-直流母线；L1、L2、L3-火线；N-零线；PE-地线；CC、CP-数据线；KM1～KM7-接触器；S1～S7-通断按钮；L1～L7-线圈；TAa、TAb、Tac-电流互感器。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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申请和简化描述，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申请的限制。

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个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至3，本申请实施例提供的充电接口测量模拟器，包括操作箱100和置于操作箱100内的测试电路，其中，测试电路包括输入枪座210、输出枪座220、开关组件230、计量模块240以及输出模块250。

输入枪座210用于插接充电枪。

输出枪座220与输入枪座210之间连接有多条传输线缆，用于插接待充电设备，输入枪座210和输出枪座220用于充放电功率回路的电能传递。比如图1示出的用于交流充电接口模拟测量器，传输线缆包括三条火线L1、L2、L3，一条零线N，一条地线PE以及两条数据线CC、CP。

开关组件230设置在计量模块240与输入枪座210之间，且连接到各传输线缆上，用于分别控制各传输线缆接通或断路，从而可以对各传输线缆形成的充电回路的电能参数进行分别测试，以及用于控制各传输线缆同步接通或断路，实现模拟拔枪，避免了带电插拔枪的安全隐患，同时也能够用于应对突发起火、触电等紧急状况。

计量模块240耦接到输入枪座210和开关组件230之间的传输线缆，用于检测充放电过程中电能参数并显示；电能参数包括电压、电流、频率、功率以及电量中的一项以上，可以进行多项电能参数的测量和显示，不需要外接功率分析仪、功率计等设备，便携性得到提高。

输出模块250与计量模块240连接，用于向外部设备输出电能参数。电能参数包括电压、电流、频率、功率以及电量中的一项以上。

充电接口测量模拟器还包括：波形检测接口110，波形检测接口110开设于操作箱100的操作面板120上，用于检测充电过程中的电流波形。电能参数接口和波形检测接口110分开设置，便于用户在不需要外接比如功率分析仪、功率计等设备的情况下，可以进行多参数同时测量，以满足不同需求，提高了用户体验、安全性和便利性。

在一些实施例中，波形检测接口110用于使输入枪座210和开关组件230之间的传输线缆的电能传输线露出，传输线缆的电能传输线即三条火线L1、L2、L3，一条零线N，及一条地线PE其中一条或多条。在一般的应用中，波形检测接口110是让三条火线L1、L2、L3其中一条或多条露出。

在一个示例中，波形检测接口110为电流钳测试口，波形检测接口110用于解决单一计量模块240需要同时传输电流和波形的问题，在操作面板120中上部位置设有电流钳测试口。在应用中，打开电流钳测试口，将电流钳从测试口伸入，钳在比如火线L1线缆上，然后将电流钳输出侧线缆接至示波器，进行火线L1的电流波形采集，同时输出模块250也在实时传输其他电参数。在可替换的实施例中，波形检测接口110为插接口，该插接口与传输线缆的电能传输线电连接，在应用中，打开插接口将测试插头插接到插接口上，然后将测试插头输出侧线缆接至示波器，进行火线L1的电流波形采集，同时输出模块250也在实时传输其他电参数。

一般地，充电接口测量模拟器具有电源，请参阅图4，本实施例中电源包括电源接口310，连接到电源接口310的功率变换电路320，功率变换电路320，用于将电源接口310输入的交流电转换为直流电通过直流母线322输出，以提供给各个模块/组件，比如开关组件230、计量模块240等。

在其中一个实施例中，开关组件230包括多个接触器KM1～KM7、多个通断按钮232，本实施例中，接触器为7个：接触器KM1～KM7，分别串联在三条火线L1、L2、L3，一条零线N，一条地线PE以及两条数据线CC、CP上，多个通断按钮232包括7个：通断按钮S1～S7。

多个通断按钮232设于操作箱100的操作面板120上，多个接触器KM1～KM7分别与传输线缆连接；多个通断按钮232(通断按钮S1～S7)与多个接触器KM1～KM7对应连接，用于控制各个接触器KM1～KM7的导通或关断，以分别控制各传输线缆接通或断路。多个通断按钮232通过控制接触器KM1～KM7来达到各个传输线缆形成的充电回路的通断控制，实现不同充电回路的电能参数测量。具体地，参见图4，功率变换电路320通过直流母线322输出直流电给各个接触器KM1～KM7的线圈L1～L7供电，以使各个接触器KM1～KM7能够正常工作。通断按钮S1～S7分别串接在接触器KM1～KM7的线圈L1～L7的供电回路上，通断按钮S1～S7通过分别控制对应的线圈L1～L7的上电和断电，实现控制对应的接触器KM1～KM7的导通和关断。通断按钮S1～S7到接触器KM1～KM7之间构成切换不同充电回路的电能参数测量的控制电路，简单可靠，增加设备的使用寿命。

在其中一个实施例中，开关组件230还包括全断按钮234，全断按钮234与多个接触器KM1～KM7连接，用于控制各接触器KM1～KM7的导通或关断，以同步控制各传输线缆接通或断路。全断按钮234用于充电枪的断电插拔，提高安全性。具体地，参见图4，全断按钮234串接在功率变换电路320输出侧的直流母线322上。全断按钮234通过控制直流母线322的通断以直接控制全部线圈L1～L7的上电和断电，实现控制全部的接触器KM1～KM7的导通和关断。

在其中一个实施例中，各通断按钮232和全断按钮234上设置有指示灯，指示灯用于指示相应的接触器KM1～KM7的通断状态。例如，通断按钮232上的指示灯在相应的通断按钮232在打开状态时(即所连接的接触器导通)点亮，在相应的通断按钮232或全断按钮234在关闭状态时(即所连接的接触器断开)熄灭。全断按钮234上的指示灯在全断按钮234在打开状态时(即所有接触器断开)点亮，在全断按钮234在关闭状态时(即所有接触器导通)熄灭。

通断按钮232选择一款带灯按钮，接触器KM1～KM7吸合时，通断按钮232灯亮，接触器KM1～KM7断开时，通断按钮232灯灭，从而能将接触器KM1～KM7的实际动作与否直观的显示出来，这样即可快速判断通断按钮232或接触器KM1～KM7是否失效。

在其中一个实施例中，充电接口测量模拟器还包括急停按钮260，设于操作箱100的操作面板120上，急停按钮260与充电接口测量模拟器的电源连接，用于控制充电接口测量模拟器上电或掉电。具体地，请参阅图4，急停按钮260连接在电源接口310和功率变换电路320之间，用来控制电源接口310连接到功率变换电路320的线路导通或断开。当需紧急关断设备时，拍下急停按钮260使得整个设备掉电，从而触发所有接触器KM1～KM7断开，设备停机保护，从而对人身及设备进行保护。

在其中一个实施例中，计量模块240包括电流互感器TAa、TAb、Tac和电能表242，电流互感器TAa、TAb、Tac与传输线缆中的电能传输线耦接，电流互感器TAa、TAb、Tac用于将感应到的传输电流输出到电能表242，电能表242用于根据传输电流获取电能参数，并将电能参数显示，且传输到输出模块250。本实施例中，电流互感器为3个，电能表242为交流电能表。三个电流互感器TAa、TAb、Tac套入传输线缆中的三条火线L1、L2、L3线缆上，将传输电流送至交流电能表242，实时测量电压、电流、频率、功率、电量等电能参数。

在其中一个实施例中，输出模块250包括RS485通信接口或RS232通讯接口或无线收发器(比如无线局域网收发器或蓝牙模块)。比如，交流电能表242选用RS485通信接口的类型，通过RS485通信接口，将电能参数上传至上位机进行数据分析与存储。

在其中一个实施例中，测试电路还包括温度控制模块270，温度控制模块270与开关组件230连接，温度控制模块270用于检测操作箱100内的温度，并在温度超过阈值时控制开关组件230断开，以使各传输线缆断路。该阈值设定范围为40℃～50℃，比如在一些应用中，将该阈值设为42℃，设备内部温度达到42℃时，触发控制开关组件230断开操作，使设备停机保护。急停按钮260和温度控制模块270组成保护单元，当需紧急关断设备时，拍下急停按钮260触发接触器KM1～KM7断开，设备停机；当设备内部温度高于设定温度时，温度控制模块270触发接触器KM1～KM7断开，设备停机。

在其中一个实施例中，温度控制模块270包括温度传感器(未图示)和温度控制器272，温度控制器272与温度传感器和开关组件230连接，温度控制器272用于温度超过阈值时控制开关组件230断开，以使各传输线缆断路。一般地，温度控制器272采用降温型温度控制器272，通过设置温度阈值，当设备内部温度达到阈值时，触发控制使设备停机保护，从而延长设备寿命。

在一种实施例中，温度控制器272与功率变换电路320连接，当设备内部温度达到阈值时，温度控制器272输出关断指令到功率变换电路320，控制功率变换电路320关断电流输出到直流母线322，以直接控制全部线圈L1～L7的断电，实现控制全部的接触器KM1～KM7的关断。在可替换的实施例中，可以在电源接口310与功率变换电路320之间的传输线上或直流母线322上设置可控开关，当设备内部温度达到阈值时，温度控制器272控制可控开关断开，以直接控制全部线圈L1～L7的断电，实现控制全部的接触器KM1～KM7的关断，设备停机。

可选地，充电接口测量模拟器还包括多个输入测量孔280，输入测量孔280开设于操作箱100的操作面板120上，各输入测量孔280分别连接到输入枪座210和开关组件230之间的各传输线缆，用于插接测试设备以测量充放电过程中输入的相关电参数。本实施例中，输入测量孔280为7个，分别连接到三条火线L1、L2、L3，一条零线N，一条地线PE以及两条数据线CC、CP上。测试设备比如是功率分析仪、万用表或示波器。

可选地，充电接口测量模拟器还包括多个输出测量孔290，输出测量孔290开设于操作箱100的操作面板120上，各输出测量孔290分别连接到输输出枪座220和开关组件230之间的各传输线缆，用于插接测试设备以测量充放电过程中输出的相关电参数。本实施例中，输出测量孔290为7个，分别连接到三条火线L1、L2、L3，一条零线N，一条地线PE以及两条数据线CC、CP上。测试设备比如是功率分析仪、万用表或示波器。

预留输入测量孔280和输出测量孔290，使得用于单独对各条传输线缆上的电能参数进行检测，比如能够将输入测量孔280、输出测量孔290以及计量模块240分别测得的电能参数进行比对，以确认设备是否存在测量误差。

可选地，充电接口测量模拟器还包括采集板卡，连接到计量模块240，对充电回路上的电压、电流、电池管理系统(BMS)通讯、枪座温度、导引回路电压等进行实时采集，可省去外部设备的连接投入。

可选地，充电接口测量模拟器还增加触摸屏可对电参数进行读取，利于实时数据观测。

可选地，充电接口测量模拟器还包括存储单元，连接到计量模块240，对电参数进行实时保存，利于数据分析与问题排查。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充电接口测量模拟器，包括操作箱和置于所述操作箱内的测试电路，其中，所述测试电路包括：输入枪座、输出枪座、开关组件、计量模块和输出模块，其特征在于，所述测量模拟器还包括：波形检测接口；其中，

所述输出枪座与所述输入枪座之间连接有多条传输线缆，且所述开关组件连接到各所述传输线缆上；

所述开关组件设置在所述计量模块与所述输入枪座之间，所述输出模块与所述计量模块连接，用于输出所述计量模块检测到的电能参数；

所述波形检测接口，开设于所述操作箱的操作面板上，用于检测充电过程中的电流波形。

2.如权利要求1所述的测量模拟器，其特征在于，所述开关组件包括多个接触器和多个通断按钮，所述多个通断按钮设于所述操作面板上；

所述多个接触器分别与所述传输线缆连接，且所述多个通断按钮与所述多个接触器对应连接，用于控制所述多个接触器的导通或关断。

3.如权利要求2所述的测量模拟器，其特征在于，所述开关组件还包括全断按钮，所述全断按钮与所述多个接触器连接，用于控制所述多个接触器的导通或关断。

4.如权利要求3所述的测量模拟器，其特征在于，各所述通断按钮和所述全断按钮上设置有指示灯，所述指示灯用于指示相应的所述接触器的工作状态。

5.如权利要求1所述的测量模拟器，其特征在于，所述测量模拟器还包括急停按钮，所述急停按钮设于所述操作面板上，所述急停按钮与所述测量模拟器的电源连接，用于控制所述测量模拟器上电或掉电。

6.如权利要求1所述的测量模拟器，其特征在于，所述计量模块包括电流互感器和电能表，其中，

所述电流互感器与所述传输线缆中的电能传输线耦接，用于将感应到的传输电流输出到所述电能表；

所述电能表，用于获取所述电能参数，并将所述电能参数显示。

7.如权利要求1所述的测量模拟器，其特征在于，所述测试电路还包括温度控制模块，所述温度控制模块与所述开关组件连接，所述温度控制模块用于检测所述操作箱内的温度，并在所述温度超过阈值时控制所述开关组件断开，以使各所述传输线缆断路。

8.如权利要求7所述的测量模拟器，其特征在于，所述温度控制模块包括温度传感器和温度控制器，所述温度控制器连接在所述温度传感器和所述开关组件之间，所述温度控制模块用于所述温度超过阈值时控制所述开关组件断开，以使各所述传输线缆断路。

9.如权利要求1所述的测量模拟器，其特征在于，所述测量模拟器的操作面板上还设有多个输入测量孔，所述多个输入测量孔与所述传输线缆连接，用于在插接测试设备时，测量充放电过程中输入的相关电参数。

10.如权利要求1所述的测量模拟器，其特征在于，所述测量模拟器的操作面板上还设有多个输出测量孔，所述多个输出测量孔与所述传输线缆连接，用于在插接测试设备时，测量充放电过程中输出的相关电参数。

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