CN111025037A - 一种直流充电桩测试装置和*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种直流充电桩测试装置和***，涉及直流充电桩，直流充电桩测试***包括负载和直流充电桩测试装置，直流充电桩测试装置将负载加载到直流充电桩或者控制负载与直流充电桩断开，直流充电桩测试装置包括：模拟电池电源单元、绝缘检测单元、直流电源检测单元、第一连接确认信号检测单元、辅助电源检测单元、触控显示单元和监控单元，监控单元通过CAN协议与直流充电桩通信。实施本发明的直流充电桩测试装置和***，能够在测试过程中模拟汽车电池输出电压供直流充电桩进行检测，另外还可以模拟电池或者汽车对地绝缘性，从而测试直流充电桩检测绝缘性能的可靠性，使电动汽车充电更加安全。
Description
技术领域
本发明涉及直流充电桩，尤其涉及一种直流充电桩测试装置和***。
背景技术
电动汽车属于国家新能源战略中的重要组成部分，如今电动汽车越来越普及，配套的充电设施的建设也日益增大。而为了保证充电过程的安全以及及时发现充电桩存在的问题，对充电桩的检测工作就显得非常重要。
目前，充电设施在使用过程中，用户无法对充电桩的整体性能进行检测，这样无法保证用户的安全以及充电设施的充电性能。而充电设施的测试需要用到充电桩测试***来检验。目前市面上的检测设备能够与充电桩通讯，并能进行电阻、电子加载、能量回馈等。
但是，目前市面上的检测设备只能与充电桩通讯以及加载负载，不能模拟出汽车电池本身的电压，汽车电池或者汽车对地绝缘等情况，即不能模拟出汽车电池或者汽车对地的绝缘性能，因此目前现有的检测设备无法检测充电桩在充电过程中的安全性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于现有技术的上述缺陷，提供一种直流充电桩测试装置和***。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种直流充电桩测试装置，用于将负载加载到直流充电桩或者控制负载与直流充电桩断开，所述直流充电桩测试装置包括:
模拟电池电源单元，用于在所述直流充电桩测试装置与所述直流充电桩充电握手成功时，输出汽车电池的模拟电压以供所述直流充电桩进行检测；
绝缘检测单元，用于改变加载到所述直流充电桩上的负载的绝缘电阻；
直流电源检测单元，用于检测所述直流充电桩输出的电压和电流；
第一连接确认信号检测单元，用于检测所述直流充电桩在第一连接确认信号通信端输出的电压；
辅助电源检测单元，用于检测所述直流充电桩提供的辅助电源；
触控显示单元，用于进行信息展示，以及接收输入信息；
监控单元，分别与所述模拟电池电源单元、所述直流电源检测单元、所述第一连接确认信号检测单元、所述辅助电源检测单元以及所述触控显示单元连接，用于控制所述模拟电池电源单元改变输出的汽车电池的模拟电压，用于将检测到的所述直流充电桩输出的电压和电流输出至所述触控显示单元进行显示，用于根据检测到的所述直流充电桩在第一连接确认信号通信端输出的电压判断所述直流充电桩测试***是否与所述直流充电桩完成连接，用于根据检测到的辅助电源判断所述直流充电桩是否正确提供辅助电源，还用于通过CAN协议与所述直流充电桩通信，以向所述直流充电桩发送报文，以及根据所述触控显示单元接收到的输入信息对所述报文进行设置，所述报文的内容包括汽车参数和充电数据。
优选地，所述监控单元包括：
BMS模拟器，用于通过CAN协议与所述直流充电桩通信，以向所述直流充电桩发送报文，所述报文的内容包括汽车参数和充电数据；
监控模块，分别与所述模拟电池电源单元、所述直流电源检测单元、所述第一连接确认信号检测单元、所述辅助电源检测单元、所述触控显示单元以及所述BMS模拟器连接，用于控制所述模拟电池电源单元改变输出的汽车电池的模拟电压，用于将检测到的所述直流充电桩输出的电压和电流输出至所述触控显示单元进行显示，用于根据检测到的所述直流充电桩在第一连接确认信号通信端输出的电压判断所述直流充电桩测试***是否与所述直流充电桩完成连接，用于根据检测到的辅助电源判断所述直流充电桩是否正确提供辅助电源，还用于根据所述触控显示单元接收到的输入信息控制所述BMS模拟器对所述报文进行设置。
优选地，所述直流充电桩测试装置还包括：
开关单元，用于根据所述监控模块的控制进行闭合或者断开，以相应的将所述负载加载到直流充电桩或者与所述直流充电桩断开。
优选地，所述直流充电桩测试装置还包括充电枪座；所述绝缘检测单元包括第一开关K1、第二开关K2、第一电阻R1和第二电阻R2；所述第一电阻R1的一端连接于所述充电枪座的直流输出正极端DC+，另一端通过所述第一开关K1接地；所述第二电阻R2的一端连接于所述充电枪座的直流输出负极端DC-，另一端通过所述第二开关K2接地。
优选地，所述开关单元包括连接于所述充电枪座的直流输出正极端DC+和负载的正极端之间的第一直流接触器KM1和/或连接于所述充电枪座的直流输出负极端DC-和负载的负极端之间的第二直流接触器KM2。
优选地，本发明的直流充电桩测试装置，所述模拟电池电源单元接入220V交流电源，所述模拟电池电源单元的输出正极端连接所述充电枪座的直流输出正极端DC+，所述模拟电池电源单元的输出负极端连接所述充电枪座的直流输出负极端DC-，所述模拟电池电源的控制信号输入端与所述监控模块连接；
所述直流电源检测单元的两个采样端分别接入所述充电枪座的直流输出正极端DC+和直流输出负极端DC-，所述直流电源检测单元的输出端与所述监控模块连接；
所述第一连接确认信号检测单元的采样端接入所述充电枪座的第一连接信号通信端CC1，输出端与所述监控模块连接；
所述辅助电源检测单元的两个采样端分别接入所述充电枪座的辅助电源正极端A+和辅助电源负极端A-，输出端与所述监控模块连接；
所述BMS模拟器的CAN总线通信正极接口连接所述充电枪座的CAN总线通信正极端S+，所述BMS模拟器的CAN总线通信负极接口连接所述充电枪座的CAN总线通信负极端S-，所述BMS模拟器的信号输入输出端与所述监控模块连接。
优选地，所述直流充电桩测试装置还包括连接于所述充电枪座的直流输出正极端DC+和所述负载的正极端之间的熔断器FU，以及连接于所述充电枪座的直流输出负极端DC-和所述负载的负极端之间的分流器FL。
提供一种直流充电桩测试***，包括负载，所述直流充电桩测试***还包括上述任一项所述的直流充电桩测试装置。
优选地，所述负载包括多个串联的子负载。
实施本发明的直流充电桩测试装置和***，能够在测试过程中模拟汽车电池输出电压供直流充电桩进行检测，另外还可以模拟电池或者汽车对地绝缘性，从而测试直流充电桩检测绝缘性能的可靠性，使电动汽车充电更加安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明提供的一种直流充电桩测试***第一实施例的结构框图；
图2为本发明提供的一种直流充电桩测试***第二实施例的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明提供的一种直流充电桩测试***第一实施例的结构框图，如图1 所示，该实施例的直流充电桩测试***10包括负载100和直流充电桩测试装置200。在直流充电桩测试装置200接入直流充电桩后，直流充电桩测试装置200将负载100加载到直流充电桩，或者控制负载100与直流充电桩断开。
其中，负载100可以为阻性、容性、电子或者回馈式负载。在其他实施例中，负载100包括多个串联的子负载。
直流充电桩测试装置200包括模拟电池电源单元210、绝缘检测单元220、直流电源检测单元230、第一连接确认信号检测单元240、辅助电源检测单元250、触控显示单元260和监控单元270。
其中，模拟电池电源单元210用于在直流充电桩测试装置200与直流充电桩充电握手成功时，输出汽车电池的模拟电压以供直流充电桩进行检测。模拟电池电源单元210接入交流AC220V的电源，采用隔离或者非隔离的方式输出200-750V之间固定或者变化的直流电压。在直流充电桩测试装置200与直流充电桩充电握手成功时，模拟电池电源单元210输出汽车电池的模拟电压到直流母线，来模拟汽车电池的电压，以供直流充电桩检测。
绝缘检测单元220用于改变加载到直流充电桩上的负载的绝缘电阻，来模拟出汽车电池或者汽车对地绝缘的情况，供直流充电桩检测。
直流电源检测单元230用于检测直流充电桩输出的电压和电流。
第一连接确认信号检测单元240用于检测直流充电桩在第一连接确认信号通信端CC1输出的电压。
辅助电源检测单元250用于检测直流充电桩提供的辅助电源。
触控显示单元260用于进行信息展示以及接收操作人员输入的信息。
监控单元270分别与模拟电池电源单元210、直流电源检测单元230、第一连接确认信号检测单元240、辅助电源检测单元250以及触控显示单元260连接。监控单元270用于控制模拟电池电源单元210改变输出的汽车电池的模拟电压。监控单元270还用于将直流电源检测单元230检测到的直流充电桩输出的电压和电流进行处理后输出至触控显示单元260进行显示，以供操作人员查看。监控单元270还用于根据第一连接确认信号检测单元240检测到的直流充电桩在第一连接确认信号通信端CC1输出的电压判断直流充电桩测试***10是否与直流充电桩完成连接，具体的，监控单元270将检测到的电压与第一预设电压进行比较，基于比较结果判断判断直流充电桩测试***10是否与直流充电桩完成连接，如检测到的电压为第一预设电压4V，则判断直流充电桩测试***10与直流充电桩完成连接。监控单元270还用于根据辅助电源检测单元250检测到的辅助电源判断直流充电桩是否正确提供辅助电源，具体的，监控单元270将检测到的辅助电源的电压与第二预设电压进行比较，基于比较结果判断直流充电桩是否正确提供辅助电源，如检测到的辅助电源的电压为第二预设电压12V，则判断直流充电桩正确提供辅助电源。监控单元270还用于通过CAN协议与直流充电桩通信，以向直流充电桩发送报文，其中报文的内容包括汽车参数和充电数据，即监控单元270模拟了汽车的BMS（电池管理***）的功能。其中，汽车参数以及充电数据包含了国标中规定的必选项，还可以包含国标中规定的非必选项。操作人员可以通过操作触控显示单元260对报文内容以及发送报文的周期进行设备，监控单元270根据触控显示单元260接收到的相应的输入信息对报文的内容或者发送报文的周期进行设置。
在其他实施例中，监控单元270还可以与负载100进行通讯。
本实施例的直流充电桩测试***，通过模拟电池电源单元在测试过程中模拟汽车电池输出电压供直流充电桩进行检测，另外通过绝缘检测单元以改变加载到直流充电桩上的负载的绝缘电阻的方式来模拟出汽车电池或者汽车对地绝缘的情况，从而测试直流充电桩检测绝缘性能的可靠性，使电动汽车充电更加安全。
在本发明的直流充电桩测试***的第二实施例中，参见图1，直流充电桩测试***10包括负载100和直流充电桩测试装置200，在本实施例中，参见图2，直流充电桩测试装置200包括：模拟电池电源单元210、绝缘检测单元220、直流电源检测单元230、第一连接确认信号检测单元240、辅助电源检测单元250、触控显示单元260、监控单元270、开关单元280和充电枪座290。
其中，监控单元270包括：
BMS模拟器271，用于通过CAN协议与直流充电桩通信，以向直流充电桩发送报文，其中报文的内容包括汽车参数和充电数据；
监控模块272，分别与模拟电池电源单元210、直流电源检测单元230、第一连接确认信号检测单元240、辅助电源检测单元250、触控显示单元260以及BMS模拟器280连接。监控模块272用于控制模拟电池电源单元210改变输出的汽车电池的模拟电压，监控模块272还用于将直流电源检测单元230检测到的直流充电桩输出的电压和电流输出至触控显示单元260进行显示，监控模块272还用于根据第一连接确认信号检测单元240检测到的直流充电桩在第一连接确认信号通信端CC1输出的电压判断直流充电桩测试***10是否与直流充电桩完成连接，监控模块272还用于根据辅助电源检测单元250检测到的辅助电源判断直流充电桩是否正确提供辅助电源，监控模块272还用于根据触控显示单元260接收到的输入信息控制BMS模拟器271对报文进行设置，包括对报文内容的设置或者对发送报文的周期的设置。
在本实施例中，开关单元280用于根据监控模块272的控制进行闭合或者断开，以相应的将负载100加载到直流充电桩或者与直流充电桩断开。
具体的，模拟电池电源单元210接入220V交流电源，模拟电池电源单元210的输出正极端连接充电枪座290的直流输出正极端DC+，模拟电池电源单元210的输出负极端连接充电枪座290的直流输出负极端DC-，模拟电池电源单元210的控制信号输入端与监控模块272连接。
绝缘检测单元220包括第一开关K1、第二开关K2、第一电阻R1和第二电阻R2。第一电阻R1的一端连接于充电枪座290的直流输出正极端DC+，另一端通过第一开关K1接地。第二电阻R2的一端连接于充电枪座290的直流输出负极端DC-，另一端通过第二开关K2接地。其中，第一电阻R1和第二电阻R2的阻值为10kΩ到10mΩ之间，在充电桩开启充电之前，通过第一开关K1和第二开关K2的合上组合来模拟电池或者汽车对地绝缘性。其中，第一开关K1闭合，第二开关K2断开时，用于测试直流输出正极端DC+对大地的绝缘性，当第一开关K1断开，第二开关K2闭合时，测试的是直流输出负极端DC-对大地的绝缘性，只要有一个绝缘测试不过，则直流充电桩的绝缘测试就不能通过。在本实施例中，可以手动控制第一开关K1和第二开关K2的闭合和断开，当第一开关K1闭合，第二开关K2断开时，直流充电桩检测负载的绝缘电阻，将检测到的绝缘电阻值与绝缘检测电压*100欧姆进行比较，若检测到的绝缘电阻值小于绝缘检测电压*100欧姆则直流充电桩需要报故障，停止充电。当第一开关K1断开，第二开关K2闭合时，直流充电桩检测负载的绝缘电阻，将检测到的绝缘电阻值与绝缘检测电压*100欧姆进行比较，若检测到的绝缘电阻值小于绝缘检测电压*100欧姆则直流充电桩需要报故障，停止充电。若上述两种情况中，直流充电桩至少有一种情况时没有报故障，则直流充电桩的绝缘测试不能通过。
直流电源检测单元230的两个采样端分别接入充电枪座290的直流输出正极端DC+和直流输出负极端DC-，直流电源检测单元230的输出端与监控模块272连接。
第一连接确认信号检测单元240的采样端接入充电枪座290的第一连接信号通信端CC1，其输出端与监控模块272连接。
辅助电源检测单元250的两个采样端分别接入充电枪座290的辅助电源正极端A+和辅助电源负极端A-，其输出端与监控模块272连接。
BMS模拟器271的CAN总线通信正极接口连接充电枪座290的CAN总线通信正极端S+，BMS模拟器271的CAN总线通信负极接口连接充电枪座290的CAN总线通信负极端S-，BMS模拟器271的信号输入输出端与监控模块272连接。
监控模块272采用 ARM系列芯片作为主控芯片，管理各项数据，投切模拟电池电源单元210，投切开关单元280进行充电桩加载。
开关单元280包括第一直流接触器KM1和/或第二直流接触器KM2,第一直流接触器KM1连接于充电枪座290的直流输出正极端DC+和负载100的正极端之间，第二直流接触器KM2连接于充电枪座290的直流输出负极端DC-和负载100的负极端之间。在测试装置200与直流充电桩正常通讯充电时，第一直流接触器KM1或者第二直流接触器KM2在监控模块272的控制下进行加载使用，其额定电流应在50-250A之间，额定电压应在500-1000V之间。
充电枪座290按照国家标准排版布线，直流充电桩通过充电枪头290和测试***10相连，测试过程可能需要多次启动充电。
在本实施例中，直流充电桩测试装置200还可以包括连接于充电枪座290的直流输出正极端DC+和负载100的正极端之间的熔断器FU，以及连接于充电枪座290的直流输出负极端DC-和负载的负极端之间的分流器FL。
在本实施例中，其余情况与第一实施例相同，在此不再赘述。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明的权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种直流充电桩测试装置，用于将负载加载到直流充电桩或者控制负载与直流充电桩断开，其特征在于，所述直流充电桩测试装置包括:
模拟电池电源单元，用于在所述直流充电桩测试装置与所述直流充电桩充电握手成功时，输出汽车电池的模拟电压以供所述直流充电桩进行检测；
绝缘检测单元，用于改变加载到所述直流充电桩上的负载的绝缘电阻；
直流电源检测单元，用于检测所述直流充电桩输出的电压和电流；
第一连接确认信号检测单元，用于检测所述直流充电桩在第一连接确认信号通信端输出的电压；
辅助电源检测单元，用于检测所述直流充电桩提供的辅助电源；
触控显示单元，用于进行信息展示，以及接收输入信息；
监控单元，分别与所述模拟电池电源单元、所述直流电源检测单元、所述第一连接确认信号检测单元、所述辅助电源检测单元以及所述触控显示单元连接，用于控制所述模拟电池电源单元改变输出的汽车电池的模拟电压，用于将检测到的所述直流充电桩输出的电压和电流输出至所述触控显示单元进行显示，用于根据检测到的所述直流充电桩在第一连接确认信号通信端输出的电压判断所述直流充电桩测试***是否与所述直流充电桩完成连接，用于根据检测到的辅助电源判断所述直流充电桩是否正确提供辅助电源，还用于通过CAN协议与所述直流充电桩通信，以向所述直流充电桩发送报文，以及根据所述触控显示单元接收到的输入信息对所述报文进行设置，所述报文的内容包括汽车参数和充电数据。
2.根据权利要求1所述的直流充电桩测试装置，其特征在于，所述监控单元包括：
BMS模拟器，用于通过CAN协议与所述直流充电桩通信，以向所述直流充电桩发送报文，所述报文的内容包括汽车参数和充电数据；
监控模块，分别与所述模拟电池电源单元、所述直流电源检测单元、所述第一连接确认信号检测单元、所述辅助电源检测单元、所述触控显示单元以及所述BMS模拟器连接，用于控制所述模拟电池电源单元改变输出的汽车电池的模拟电压，用于将检测到的所述直流充电桩输出的电压和电流输出至所述触控显示单元进行显示，用于根据检测到的所述直流充电桩在第一连接确认信号通信端输出的电压判断所述直流充电桩测试***是否与所述直流充电桩完成连接，用于根据检测到的辅助电源判断所述直流充电桩是否正确提供辅助电源，还用于根据所述触控显示单元接收到的输入信息控制所述BMS模拟器对所述报文进行设置。
3.根据权利要求2所述的直流充电桩测试装置，其特征在于，所述直流充电桩测试装置还包括：
开关单元，用于根据所述监控模块的控制进行闭合或者断开，以相应的将所述负载加载到直流充电桩或者与所述直流充电桩断开。
4.根据权利要求3所述的直流充电桩测试装置，其特征在于，所述直流充电桩测试装置还包括充电枪座；所述绝缘检测单元包括第一开关K1、第二开关K2、第一电阻R1和第二电阻R2；所述第一电阻R1的一端连接于所述充电枪座的直流输出正极端DC+，另一端通过所述第一开关K1接地；所述第二电阻R2的一端连接于所述充电枪座的直流输出负极端DC-，另一端通过所述第二开关K2接地。
5.根据权利要求4所述的直流充电桩测试装置，其特征在于，所述开关单元包括连接于所述充电枪座的直流输出正极端DC+和负载的正极端之间的第一直流接触器KM1和/或连接于所述充电枪座的直流输出负极端DC-和负载的负极端之间的第二直流接触器KM2。
6.根据权利要求5所述的直流充电桩测试装置，其特征在于，
所述模拟电池电源单元接入220V交流电源，所述模拟电池电源单元的输出正极端连接所述充电枪座的直流输出正极端DC+，所述模拟电池电源单元的输出负极端连接所述充电枪座的直流输出负极端DC-，所述模拟电池电源的控制信号输入端与所述监控模块连接；
所述直流电源检测单元的两个采样端分别接入所述充电枪座的直流输出正极端DC+和直流输出负极端DC-，所述直流电源检测单元的输出端与所述监控模块连接；
所述第一连接确认信号检测单元的采样端接入所述充电枪座的第一连接信号通信端CC1，输出端与所述监控模块连接；
所述辅助电源检测单元的两个采样端分别接入所述充电枪座的辅助电源正极端A+和辅助电源负极端A-，输出端与所述监控模块连接；
所述BMS模拟器的CAN总线通信正极接口连接所述充电枪座的CAN总线通信正极端S+，所述BMS模拟器的CAN总线通信负极接口连接所述充电枪座的CAN总线通信负极端S-，所述BMS模拟器的信号输入输出端与所述监控模块连接。
7.根据权利要求6所述的直流充电桩测试装置，其特征在于，所述直流充电桩测试装置还包括连接于所述充电枪座的直流输出正极端DC+和所述负载的正极端之间的熔断器FU，以及连接于所述充电枪座的直流输出负极端DC-和所述负载的负极端之间的分流器FL。
8.一种直流充电桩测试***，包括负载，其特征在于，所述直流充电桩测试***还包括权利要求1-7中任一项所述的直流充电桩测试装置。
9.根据权利要求8所述的直流充电桩测试***，其特征在于，所述负载包括多个串联的子负载。
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