| 专利名称： | 一种交流充电桩功能测试装置 | ||
| 专利名称(英文)： | An alternating current charging pile function testing device | ||
| 专利号： | CN201610201441.7 | 申请时间： | 20160405 |
| 公开号： | CN105738741A | 公开时间： | 20160706 |
| 申请人： | 常胜; 马军周; 刘忠菁 | ||
| 申请地址： | 450016 河南省郑州市经济开发区航海东路第六大街创业中心1356号A座412室 | ||
| 发明人： | 常胜; 马军周; 刘忠菁 | ||
| 分类号： | G01R31/00 | 主分类号： | G01R31/00 |
| 代理机构： | 郑州大通专利商标代理有限公司 41111 | 代理人： | 陈大通 |
| 摘要： | 本发明用于解决GB/T?18487.1?2015中规定的交流充电桩与电动汽车充电控制装置之间的控制导引功能的测试以及电动汽车充电负载模拟，具体涉及一种交流充电桩功能测试装置，包括供电插头、电缆和控制器，所述控制器包括车辆充电控制装置、电缆规格设置装置、显示与人机交互装置、通信接口和模拟负载，并设有多个检测点，供电插头通过电缆与控制器连接，车辆充电控制装置包括四个输出端口，分别连接电缆规格设置装置、显示与人机交互装置、通信接口和模拟负载。本发明能够为专业检测机构或交直流充电桩生产企业提供有效检测、评估交流充电桩控制导引和充电功能正确性和可靠性的工具，必将有力促进行业的技术发展和技术进步。 | ||
| 摘要(英文)： | GB/T 18487.1 this invention is used for solving the? 2015 in the pile and the AC charging of electric automobile charging control device of the control guiding function between the test of electric automobile charging and load simulation, in particular relates to an AC charging pile function testing device, includes a power supply connector, the cable and the controller, the controller comprises a vehicle charging control device, cable specification setting device, display and human-computer interaction device, communication interface and an analog load, and is provided with a plurality of check point, power supply plug is connected with the controller by a cable, the vehicle charging control device includes four output ports, are respectively connected with the cable specification setting device, display and human-computer interaction device, communication interface and a simulated load. The invention can be to the professional detection mechanism or AC/DC charging pile production enterprises to provide effective detection, assessment AC charging pile control guide and the charging function of the accuracy and the reliability of the tool, will effectively promoting the trade and technical progress of technological development. | ||
1.一种交流充电桩功能测试装置，其特征在于，包括供电插头、电缆和控制器，所述控 制器包括车辆充电控制装置、电缆规格设置装置、显示与人机交互装置、通信接口和模拟负 载，并设有多个检测点，供电插头通过电缆与控制器连接，车辆充电控制装置包括四个输出 端口，分别连接电缆规格设置装置、显示与人机交互装置、通信接口和模拟负载；所述电缆 规格设置装置包括一组琴键开关和多个电阻，通过操作琴键开关，可选取不同规格的电缆 容量；所述车辆充电控制装置包括一个处理器，处理器输出端分别与电缆规格设置装置的 输入端和模拟负载的控制端连接，处理器输入端与车辆充电控制装置输入端连接；所述人 机交互装置包括液晶显示器、触摸屏之一或二者结合；所述通信接口用于将测试信息和测 试记录发送到上位机；所述模拟负载采用纯阻性负载。
2.根据权利要求1所述的交流充电桩功能测试装置，其特征在于，所述电缆内部包括 L1、L2、L3、N、PE等动力线和CC、CP信号线，其中，L1、L2和L3为相线，N为零线，PE为接地线，信 号线CC为充电连接确认线，信号线CP为控制导引。
3.根据权利要求2所述的交流充电桩功能测试装置，其特征在于，所述检测点有两个， 分别为检测点2和检测点3，检测点2为CP检测点，设在车辆充电控制装置的输入端，检测点3 为CC检测点，设在电缆规格设置装置的输入端。
4.根据权利要求2所述的交流充电桩功能测试装置，其特征在于，所述供电插头为标准 七芯插头，电缆内部各线分别连接供电插头的相应接口。
5.根据权利要求1所述的交流充电桩功能测试装置，其特征在于，所述电缆规格设置装 置设一个非自锁常闭按钮S3，以及并联的四组0.5W电阻RC和R4，RC和R4的阻值分别是1.5K Ω和1.8KΩ、680Ω和2.7KΩ、220Ω和3.3KΩ、100Ω和3.3KΩ，四组电阻之间设有琴键开 关，琴键开关为4联琴键开关，实现四组电阻通断的单一切换，四组电阻一端通过非自锁常 闭按钮S3接地，另一端连接到电缆规格设置装置输入端。
6.根据权利要求1所述的交流充电桩功能测试装置，其特征在于，所述车辆充电控制装 置包括处理器、电阻R2、电阻R3和开关S2，电阻R2与开关S2串联后与R3并联并接地，另一端 与车辆充电控制装置输入端连接。
7.根据权利要求6所述的交流充电桩功能测试装置，其特征在于，所述开关S2处设有一 个继电器，继电器控制开关S2的闭合与断开。
8.根据权利要求1所述的交流充电桩功能测试装置，其特征在于，所述模拟负载包括接 触器K、多个并联的开关和电阻，接触器K与处理器的输出端连接。
1.一种交流充电桩功能测试装置，其特征在于，包括供电插头、电缆和控制器，所述控 制器包括车辆充电控制装置、电缆规格设置装置、显示与人机交互装置、通信接口和模拟负 载，并设有多个检测点，供电插头通过电缆与控制器连接，车辆充电控制装置包括四个输出 端口，分别连接电缆规格设置装置、显示与人机交互装置、通信接口和模拟负载；所述电缆 规格设置装置包括一组琴键开关和多个电阻，通过操作琴键开关，可选取不同规格的电缆 容量；所述车辆充电控制装置包括一个处理器，处理器输出端分别与电缆规格设置装置的 输入端和模拟负载的控制端连接，处理器输入端与车辆充电控制装置输入端连接；所述人 机交互装置包括液晶显示器、触摸屏之一或二者结合；所述通信接口用于将测试信息和测 试记录发送到上位机；所述模拟负载采用纯阻性负载。
2.根据权利要求1所述的交流充电桩功能测试装置，其特征在于，所述电缆内部包括 L1、L2、L3、N、PE等动力线和CC、CP信号线，其中，L1、L2和L3为相线，N为零线，PE为接地线，信 号线CC为充电连接确认线，信号线CP为控制导引。
3.根据权利要求2所述的交流充电桩功能测试装置，其特征在于，所述检测点有两个， 分别为检测点2和检测点3，检测点2为CP检测点，设在车辆充电控制装置的输入端，检测点3 为CC检测点，设在电缆规格设置装置的输入端。
4.根据权利要求2所述的交流充电桩功能测试装置，其特征在于，所述供电插头为标准 七芯插头，电缆内部各线分别连接供电插头的相应接口。
5.根据权利要求1所述的交流充电桩功能测试装置，其特征在于，所述电缆规格设置装 置设一个非自锁常闭按钮S3，以及并联的四组0.5W电阻RC和R4，RC和R4的阻值分别是1.5K Ω和1.8KΩ、680Ω和2.7KΩ、220Ω和3.3KΩ、100Ω和3.3KΩ，四组电阻之间设有琴键开 关，琴键开关为4联琴键开关，实现四组电阻通断的单一切换，四组电阻一端通过非自锁常 闭按钮S3接地，另一端连接到电缆规格设置装置输入端。
6.根据权利要求1所述的交流充电桩功能测试装置，其特征在于，所述车辆充电控制装 置包括处理器、电阻R2、电阻R3和开关S2，电阻R2与开关S2串联后与R3并联并接地，另一端 与车辆充电控制装置输入端连接。
7.根据权利要求6所述的交流充电桩功能测试装置，其特征在于，所述开关S2处设有一 个继电器，继电器控制开关S2的闭合与断开。
8.根据权利要求1所述的交流充电桩功能测试装置，其特征在于，所述模拟负载包括接 触器K、多个并联的开关和电阻，接触器K与处理器的输出端连接。
翻译：技术领域
本发明用于解决GB/T18487.1-2015中规定的交流充电桩与电动汽车充电控制装 置之间的控制导引功能的测试以及电动汽车充电负载模拟，具体涉及一种交流充电桩功能 测试装置。
背景技术
电动汽车交流充电桩智能检测装置是对电动汽车充设施的一中检测装置，通俗来 讲该装置模拟了电动汽车的接口功能，来检测交流充电桩的接口及充电时序功能；通过与 交流充电桩通信，能够检测充电桩发送的PWM信号的频率，占空比，幅度，同时根据占空比表 示的最大输出电流能力来控制负载箱让充电电流过载，来检测充电桩是否具备过载保护能 力，此功能对充电桩来说十分关键；
随着电动汽车的大量上市，电动汽车交直流充电桩市场也呈现爆发的趋势。电动汽车 传导充电系统的国家标准GB/T18487.1-2015已经于2016年1月1日正式实施，今后的充电桩 必须满足该标准，但目前市场上还没有满足该标准的测试仪器，充电桩生产厂家对产品的 测试还是依赖于万用表、示波器等通用仪表，效率低且容易出现人为错误，并且市面上的充 电桩检测装置十分缺乏，且功能单一，只能模拟车端让充的功能，没有检测功能，没有判断 功能，没有大部分的测试功能。
发明内容
针对以上所述的不足，本发明提供一种交流充电桩功能测试装置，能够为专业检 测机构或交直流充电桩生产企业提供有效检测、评估交流充电桩控制导引和充电功能正确 性和可靠性的工具，必将有力促进行业的技术发展和技术进步。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种交流充电桩功能测试装置，包括供电插头、电缆和控制器，所述控制器包括车辆充 电控制装置、电缆规格设置装置、显示与人机交互装置、通信接口和模拟负载，并设有多个 检测点，供电插头通过电缆与控制器连接，车辆充电控制装置包括四个输出端口，分别连接 电缆规格设置装置、显示与人机交互装置、通信接口和模拟负载；所述电缆规格设置装置 包括一组琴键开关和多个电阻，通过操作琴键开关，可选取不同规格的电缆容量；所述车 辆充电控制装置包括一个处理器，处理器输出端分别与电缆规格设置装置的输入端和模拟 负载的控制端连接，处理器输入端与车辆充电控制装置输入端连接；所述人机交互装置包 括液晶显示器、触摸屏之一或二者结合；所述通信接口用于将测试信息和测试记录发送到 上位机；所述模拟负载采用纯阻性负载。
所述电缆内部包括L1、L2、L3、N、PE等动力线和CC、CP信号线，其中，L1、L2和L3为相 线，N为零线，PE为接地线，信号线CC为充电连接确认线，信号线CP为控制导引。
所述检测点有两个，分别为检测点2和检测点3，检测点2为CP检测点，设在车辆充 电控制装置的输入端，检测点3为CC检测点，设在电缆规格设置装置的输入端。
所述供电插头为标准七芯插头，电缆内部各线分别连接供电插头的相应接口。
所述电缆规格设置装置设一个非自锁常闭按钮S3，以及并联的四组0.5W电阻RC和 R4，RC和R4的阻值分别是1.5KΩ和1.8KΩ、680Ω和2.7KΩ、220Ω和3.3KΩ、100Ω和3.3K Ω，四组电阻之间设有琴键开关，琴键开关为4联琴键开关，实现四组电阻通断的单一切换， 四组电阻一端通过非自锁常闭按钮S3接地，另一端连接到电缆规格设置装置输入端。
所述车辆充电控制装置包括处理器、电阻R2、电阻R3和开关S2，电阻R2与开关S2串 联后与R3并联并接地，另一端与车辆充电控制装置输入端连接。
根据权利要求6所述的交流充电桩功能测试装置，其特征在于，所述开关S2处设有 一个继电器，继电器控制开关S2的闭合与断开。
所述模拟负载包括接触器K、多个并联的开关和电阻，接触器K与处理器的输出端 连接。
本发明的有益效果是：
1.实现电缆规格检测模拟，根据不同的R4和RC组合，确认电缆载流量，通过检测R4和RC 的变化过程，确认车辆插头是否正常连接；
2.实现对交流充电桩可供电流的检测，通过检测交流充电桩控制装置的PWM波的电压 和占空比，确认提供的充电电流大小；
3.实现对交流充电桩控制装置的握手联络，通过控制S2继电器在不同状态下的闭合与 断开，实现“允许充电”、“已经充满”或“中止充电”的不同状态表达，实现与充电桩控制装置 的信号联络，实现对车辆插头连接状态的监测模拟，在连接中断的情况下，可以实现“充电 中止”；
4.实现了在充电桩供电能力和电缆载流量限制的情况下，实时调整模拟充电装置电流 的功能；
附图说明：
图1为本发明总体结构示意图；
图2为本发明供电插头示意图；
图3为本发明电缆规格设置装置电路图；
图4为本发明工作流程图；
具体实施方式：
依照以下的附图详细说明关于本发明的示例性实施例。
以下结合具体情况说明本发明的示例性实施例：
如图1所示的一种交流充电桩功能测试装置，包括供电插头、电缆和控制器，所述控制 器包括车辆充电控制装置、电缆规格设置装置、显示与人机交互装置、通信接口和模拟负 载，并设有多个检测点，供电插头通过电缆与控制器连接，车辆充电控制装置包括四个输出 端口，分别连接电缆规格设置装置、显示与人机交互装置、通信接口和模拟负载；所述电缆 规格设置装置包括一组琴键开关和多个电阻，通过操作琴键开关，可选取不同规格的电缆 容量；所述车辆充电控制装置包括一个处理器，处理器输出端分别与电缆规格设置装置的 输入端和模拟负载的控制端连接，处理器输入端与车辆充电控制装置输入端连接；所述人 机交互装置包括液晶显示器、触摸屏之一或二者结合；所述通信接口用于将测试信息和测 试记录发送到上位机；所述模拟负载采用纯阻性负载。
所述电缆可承载GB/T20234.1-2015之5.2要求的交流电流，电缆内部包括L1、L2、 L3、N、PE等动力线和CC、CP信号线，根据充电桩规格的不同，采用不同的动力线缆。动力电缆 的额定载流量分为10A、16A、32A、63A。
如图2所示，供电插头为符合GB/T20234.1/2-2015标准的七芯插头，分别连接动力 线L1、L2、L3、N、PE和信号线CC、CP，信号线CC为充电连接确认线，信号线CP为控制导引。
如图3所示，所述电缆规格设置装置设一个非自锁常闭按钮S3，以及并联的四组 0.5W电阻RC和R4，RC和R4的阻值分别是1.5KΩ和1.8KΩ、680Ω和2.7KΩ、220Ω和3.3KΩ、 100Ω和3.3KΩ，四组电阻之间设有琴键开关，琴键开关为4联琴键开关，实现四组电阻通断 的单一切换，四组电阻一端通过非自锁常闭按钮S3接地，另一端连接到电缆规格设置装置 输入端。
所述检测点有两个，分别为检测点2和检测点3，检测点2为CP检测点，设在车辆充 电控制装置的输入端，检测点3为CC检测点，设在电缆规格设置装置的输入端。
所述车辆充电控制装置包括处理器、电阻R2、电阻R3和开关S2，电阻R2与开关S2串 联后与R3并联并接地，另一端与车辆充电控制装置输入端连接。
根据权利要求6所述的交流充电桩功能测试装置，其特征在于，所述开关S2处设有 一个继电器，继电器控制开关S2的闭合与断开。
所述模拟负载包括接触器K、多个并联的开关和电阻，接触器K与处理器的输出端 连接。
车辆控制装置内有CPU，可以测量检测点2和检测点3的信号，检测点2与CP相连，检 测点3就是图3中的CC信号端。检测点2通过电阻R3与PE线相连，并通过电阻R2和开关S2与PE 线相连。车辆控制装置的CPU通过控制接触器K实现模拟负载R的投入与切除。
车辆充电控制装置CPU通过测量检测点3与大地PE之间的电阻值来判断在图3中通 过琴键开关设定的电阻值，从而确定充电电缆额定容量。通过测量检测点2的信号占空比来 确认充电桩的最大供电电流。
如图4所示，本发明的工作过程如下：
1.电缆规格设置：通过操作4联琴键开关，选择不同的R4和RC组合，确定需要的电缆容 量，分为10A、16A、32A、63A四种规格。由于琴键开关的特性，实现了4选1。
2.车辆插头连接模拟：点按非自锁常闭按钮S3，给车辆充电控制装置一个脉冲信 号，模拟车辆插头插入车辆插座的过程。控制器得到此信号后，才能够进行下一步。
3.控制器通过测量检测点2的PWM信号，判断充电连接装置是否已完全连接。
4.当控制器监测到PWM信号时，闭合开关S2，通知交流充电桩开始供电。
5.控制器通过测量检测点2的PWM信号占空比确认当前交流充电桩的最大供电电 流：
当PWM占空比D=0%时，充电桩不可用；
当PWM占空比D=5%时，表示需要数字通信；
当PWM占空比10%≤D≤85%时，最大供电电流Imax=D×100×0.6；
当PWM占空比85%≤D≤90%时，最大供电电流Imax=(D×100-64)×2.5且Imax≤63；
当PWM占空比D=100%时，不允许。
6.控制器对交流充电桩当前提供的最大供电电流值、模拟充电装置的所在档位额 定电流值与电缆的额定容量进行比较，将其最小值设定为模拟充电装置当前最大允许输入 电流，闭合模拟充电装置，开始模拟充电。
7.在充电过程中，当控制器接收到检测点2的PWM信号时，最大允许输入电流设置 取决于交流充电桩的可供电能力、电缆的额定容量和模拟充电装置额定电流的最小值。
8.在充电过程中，控制器通过周期性监测检测点2和检测点3，确认车辆接口的连 接状态，监测周期不大于50ms。
9.控制器对检测点2的PWM信号进行不间断检测，当占空比发生变化时，控制器根 据占空比实时调整模拟充电装置的功率，检测周期不大于5s。
10.充电过程中，控制器可以通过控制S2的断开，对交流充电桩发出“充电满”的指 令，同时使模拟充电装置处于断开状态。
11在充电过程中，控制器通过对检测点2的PWM信号进行检测，当信号中断时，则控 制器控制模拟充电装置在3s内停止工作，然后断开S2。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围，任何 本领域的技术人员在不脱离本发明构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属 于本发明保护的范围。
