一種電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了屬于電動汽車充電設(shè)施應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的一種電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括測試系統(tǒng)插座、測試系統(tǒng)插頭、測試模式切換電路、第一繼電器組1和第二繼電器組2、控制采集板、第一CAN測試單元I、第二CAN測試單元II和上位機(jī)。本發(fā)明能夠完成非車載充電機(jī)充電接口測試模式、電動汽車充電接口測試模式、非車載充電機(jī)與電動汽車正常連接時通信性能測試模式，能夠逐個判斷充電接口連接及內(nèi)部電路是否正常，同時對電動汽車直流充電接口通信性能的綜合評價。本系統(tǒng)將大大降低電動汽車充電日常維護(hù)以及施工驗收工作量，有利于電動汽車推廣應(yīng)用。
【專利說明】
-種電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬電動汽車充電設(shè)施應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種電動汽車直流充電接口 連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)。具體說是關(guān)于電動汽車直流充電接口【包括非車載充電機(jī) (充電粧)車輛插頭(充電槍)和電動汽車車輛插座】連接狀態(tài)判斷W及通信性能綜合評價的 測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 國家發(fā)改委、國家能源局、工信部和住建部在系統(tǒng)內(nèi)部聯(lián)合印發(fā)的《電動汽車充電 基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015-2020)》^及國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè) 施建設(shè)的指導(dǎo)意見》，提出了我國"十立五"階段充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的總體目標(biāo)。"十立五"期 間，我國充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的目標(biāo)是到2020年，建成集中充換電站1.2萬座，分散充電粧480 萬個，滿足全國500萬輛電動汽車充電需求。
[0003] 自電動汽車行業(yè)興起至今，其關(guān)鍵技術(shù)的研究突飛猛進(jìn)，但尚未有一套完整的技 術(shù)要求W及技術(shù)檢測體系，發(fā)展電動汽車，電動汽車充電測試技術(shù)的研究工作將勢在必行。 國家質(zhì)檢總局、國家標(biāo)準(zhǔn)委聯(lián)合國家能源局、工信部、科技部等部口發(fā)布了新修訂的電動汽 車充電接口及通信協(xié)議等5項國家標(biāo)準(zhǔn)，并于2016年1月1日正式執(zhí)行，包括:1. GB 18487.1- 2015《電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)一第1部分:通用要求》;2.GB 20234.1-2015《電動汽車傳導(dǎo)充 電用連接裝置一第1部分：通用要求》；3.GB 202%. 2-2015《電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝 置一第2部分:交流充電接口》;4.GB 20234.3-2015《電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置一第3部 分:直流充電接口》;5.GB 27930-2015《電動汽車非車載傳導(dǎo)式一充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之 間的通信協(xié)議》。新國標(biāo)的推廣實施，將有效了解決充電粧的兼容性和安全性問題，推進(jìn)車 與粧的同步匹配發(fā)展。
[0004] 依據(jù)GB 18487.1-2015和GB 20234.3-2015規(guī)定，典型的直流充電接口（非車載充 電機(jī)車輛插頭(充電槍)和電動汽車車輛插座)共9個觸頭，其中任何一個觸頭未連接成功都 不能進(jìn)行充電，無論哪種故障情況，非車載充電機(jī)和電動汽車自身均無法判斷出是哪一個 觸頭不正常引起的充電故障，更無法確定是非車載充電機(jī)車輛插頭(充電槍)側(cè)觸頭不正常 還是電動汽車車輛插座側(cè)觸頭不正常。隨著電動汽車充電設(shè)施大規(guī)模的建設(shè)和應(yīng)用，電動 汽車傳導(dǎo)充電連接裝置的充電接口連接問題將會日益突出，主要體現(xiàn)為：1.充電設(shè)施施工 完成后驗收時需要對充電粧進(jìn)行基本的連接測試W及通信測試;2.電動汽車日常充電過程 中，如果出現(xiàn)充電異常，如何判斷是充電粧側(cè)車輛插頭的問題還是電動汽車側(cè)車輛插座的 問題。若能在保證待測非車載充電機(jī)(充電粧)車輛插頭(充電槍)和待測電動汽車車輛插座 完好(不破拆）的情況下解決W上兩個問題，將大大降低電動汽車充電日常維護(hù)W及充電設(shè) 施施工驗收中的工作量，有利于電動汽車的大規(guī)模推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提出一種電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)， 其特征在于，所述電動汽車直流充電接口性能測試系統(tǒng)包括測試系統(tǒng)插座、測試系統(tǒng)插頭 分別與測試模式切換電路的兩邊接口、第一繼電器組1和第二繼電器組2連接，測試模式切 換電路、第一繼電器組1和第二繼電器組2分別與控制采集板連接，控制采集板和上位機(jī)連 接，上位機(jī)通過第一 CAN測試單元I、第二CAN測試單元II分別與非車載充電機(jī)測試系統(tǒng)插座 及電動汽車測試系統(tǒng)插頭的觸頭充電通信CANJKS+)和充電通信CAN_L(S-)連接。
[0006] 所述非車載充電機(jī)測試系統(tǒng)插座及對應(yīng)的車輛插頭和電動汽車測試系統(tǒng)插座及 對應(yīng)的車輛插頭具有相同的9個觸頭，9個觸頭從上至下依次為直流電源正(DC+)、直流電源 負(fù)（DC-)、保護(hù)接地(PE)、充電通信CAN_H(S+)和充電通信CAN_L(S-)、第一充電連接確認(rèn) (CC1)、第二充電連接確認(rèn)(CC2)、低壓輔助電源正(A+)、低壓輔助電源負(fù)(A-)。
[0007] 所述測試模式切換電路具有左右兩組切換引腳，左邊9個引腳同第一繼電器組1的 第一繼電器組1的9個引腳①-⑨一起對應(yīng)連接到測試系統(tǒng)插座的9個觸頭;右邊9個引腳同 第二繼電器組2的9個引腳⑩-回一起對應(yīng)連接到測試系統(tǒng)插頭的9個觸頭;并且待測非車載 充電機(jī)的車輛插頭的9個觸頭和測試系統(tǒng)插座的9個觸頭對應(yīng);待測電動汽車的車輛插座的 9個觸頭和測試系統(tǒng)插頭的9個觸頭對應(yīng)。
[0008] 所述控制采集板由邏輯控制模塊、非車載充電機(jī)充電接口測試電路、電動汽車充 電接口測試電路構(gòu)成;邏輯控制模塊分別控制測試模式切換電路W及第一繼電器組1和第 二繼電器組2的開通或斷開。
[0009] 所述上位機(jī)由數(shù)據(jù)分析處理模塊、人機(jī)交互模塊和測試結(jié)果顯示模塊構(gòu)成，其中 數(shù)據(jù)分析處理包括絕緣評價、導(dǎo)引判斷、輔助電源判斷、通信評價和直流判斷。
[0010] 電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)工作時，其測試系統(tǒng)插座與 待測非車載充電機(jī)的車輛插頭相連，其測試系統(tǒng)插頭與待測電動汽車車輛插座相連，在保 證待測非車載充電機(jī)車輛插頭和待測電動汽車測試系統(tǒng)插座完好(不破拆）的情況下，能夠 完成Ξ種測試模式:非車載充電機(jī)充電接口測試模式、電動汽車充電接口測試模式、非車載 充電機(jī)與電動汽車正常連接時通信性能測試模式。
[0011] 所述非車載充電機(jī)充電接口測試模式是指將測試模式切換電路斷開，同時將第一 繼電器組1閉合、第二繼電器組2斷開，非車載充電機(jī)充電接口測試電路通過第一繼電器組1 與待測非車載充電機(jī)的車輛插頭相連，對待測非車載充電機(jī)的車輛插頭的9個觸頭進(jìn)行逐 個連接測試，根據(jù)測試結(jié)果確定待測非車載充電機(jī)的車輛插頭每個觸頭的連通情況，進(jìn)而 判斷出待測非車載充電機(jī)的車輛插頭的內(nèi)部電路是否正常W及對直流電源正(DC+)、直流 電源負(fù)(DC-)的絕緣判斷是否正確，同時測試評價非車載充電機(jī)控制器通信報文一致性和 實時性;其中，非車載充電機(jī)控制器為GB 18487.1-2015《電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)一第1部 分:通用要求》規(guī)定中圖B.1所示非車載充電機(jī)固有部件。
[0012] 所述電動汽車充電接口測試模式是指將測試模式切換電路斷開，同時將第一繼電 器組1斷開、第二繼電器組2閉合，電動汽車充電接口測試電路通過第二繼電器組2與待測電 動汽車的車輛插座相連，對待測電動汽車的車輛插座的9個觸頭進(jìn)行逐個連接測試，根據(jù)測 試結(jié)果確定待測電動汽車的車輛插座每個觸頭的連通情況，進(jìn)而判斷出待測電動汽車的車 輛插座內(nèi)部電路是否正常W及對直流電源正(DC+)、直流電源負(fù)（DC-)的絕緣判斷是否正 確，同時測試評價電動汽車車輛控制器中BMS通信報文一致性和實時性;其中，電動汽車車 輛控制器為GB18487.1-2015《電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)一第1部分:通用要求》規(guī)定中圖B.1電 動汽車固有部件。
[0013] 所述非車載充電機(jī)與電動汽車正常連接時的通信性能測試模式是指待測非車載 充電機(jī)的車輛插頭與待測電動汽車的車輛插座的正常連接即9個觸頭均連通，完成對待測 非車載充電機(jī)和待測電動汽車之間通信性能測試，其中第一 CAN測試單元I完成充電通信 CAN_H( S+)對地電平、充電通信CAN_L (S-)對地電平、充電通信CAN_H( S+)和充電通信CAN_L (S-)間電平的信號采集;第二CAN測試單元II完成CAN總線通信信號的采集，主要測試指標(biāo) 包括總線負(fù)載率測試、報文實時性測試、報文一致性測試、報文誤碼率測試，進(jìn)而實現(xiàn)對電 動汽車直流充電接口通信性能的綜合評價。
[0014] 所述電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)處于非車載充電機(jī)充 電接口測試模式時，非車載充電機(jī)充電接口測試電路的9個引腳通過第一繼電器組1的引腳 ① -⑨與待測非車載充電機(jī)車輛插頭的9個觸頭對應(yīng)相連：即引腳①與直流電源正(DC+)相 連，引腳②與直流電源負(fù)(DC-)相連，引腳③與保護(hù)接地牌)相連，引腳④與充電通信CAN_H (S+)相連，引腳⑤與充電通信CAN_L(S-)相連，引腳⑥與第一充電連接確認(rèn)(CC1)相連，引腳 ⑦與第二充電連接確認(rèn)(CC2)相連，引腳⑧與低壓輔助電源正(A+)相連，引腳⑨與低壓輔助 電源負(fù)(A-)相連;開關(guān)Si與采樣電阻化串聯(lián)后連接在引腳①和引腳③之間，作為直流電源正 (DC+)對地絕緣測試電路;開關(guān)S2與采樣電阻R2串聯(lián)后連接在引腳②和引腳③之間，作為直 流電源負(fù)(DC-)地絕緣測試電路；引腳①經(jīng)采樣電阻R4、數(shù)字電位器R3和采樣電阻Rs與引腳 ② 相連，作為直流電源正(DC+)、直流電源負(fù)（DC-)連接狀態(tài)的判定電路，其中采樣點AD1采 樣數(shù)字電位器Rs中間抽頭與數(shù)字電位器Rs-端的電壓；引腳③經(jīng)采樣電阻R6與采樣電阻R? 串聯(lián)，然后再與直流電壓源化串聯(lián)，作為保護(hù)接地師)連接狀態(tài)的測試電路，其中采樣點AD2 位于采樣電阻R6與采樣電阻R?連接處；引腳④、引腳⑤分別與虛擬BMS(電池管理系統(tǒng))模塊 直接相連，作為充電通信CAN_H(S+)、充電通信CAN_L(S-)連接狀態(tài)測試電路，其中采樣點 AD3、AD4分別位于引腳④和引腳⑤處；引腳⑥經(jīng)采樣電阻R8接于地，作為第一充電連接確認(rèn) (CC1)連接狀態(tài)的測試電路，其中采樣點ADs位于引腳⑥處；引腳⑦經(jīng)采樣電阻R9與直流電壓 源化串聯(lián)，作為第二充電連接確認(rèn)(CC2)連接狀態(tài)的測試電路，其中采樣點AD6位于引腳⑦ 處；引腳⑧經(jīng)采樣電阻Rio串聯(lián)采樣電阻Rii后與引腳⑨相連，引腳⑨與地相連，作為低壓輔 助電源正(A+)、低壓輔助電源負(fù)(A-)連接狀態(tài)測試電路，其中采樣點AD?位于采樣電阻Rio和 采樣電阻Rii的連接節(jié)點處;其中，采樣電阻Ri、R2均為20kQ，采樣電阻R2-R19均為IkQ，數(shù)字 電位器R3=化Ω，直流電壓源化-化均為12V。
[0015] 所述電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)處于電動汽車充電接 口測試模式時，電動汽車充電接口測試電路的9個引腳通過第二繼電器組2的引腳⑩-⑩與 待測電動汽車車輛插座的9個觸頭相連：即引腳⑩與低壓輔助電源負(fù)(A-)相連，引腳巧:與 低壓輔助電源正(A+)相連，引腳(霞與第二充電連接確認(rèn)接口（CC2)相連，引腳I婚)與第一充 電連接確認(rèn)(CC1)相連，引腳涵與充電通信CAN_L (S-)相連，引腳抵與充電通信CAN_H (S+) 相連，引腳雜與保護(hù)接地(PE)相連，引腳⑩與直流電源負(fù)(DC-)相連，引腳頒與直流電源 正(DC+)相連；引腳⑩直接接地，引腳斌經(jīng)采樣電阻Ri2與直流電壓源化串聯(lián)，開關(guān)S3并聯(lián)于 采樣電阻虹2兩端，作為低壓輔助電源正(A+)、低壓輔助電源負(fù)(A-)連接狀態(tài)測試電路，其中 采樣點ADs位于引腳飯?zhí)帲灰_返)經(jīng)采樣電阻Ri3與直流電壓源化串聯(lián)，作為第二充電連接 確認(rèn)(CC2)連接狀態(tài)的測試電路，其中采樣點AD9位于引腳殺處；引腳巧經(jīng)采樣電阻Ri4接于 地，作為第一充電連接確認(rèn)(CC1)連接狀態(tài)的測試電路，其中采樣點ADio位于引腳返)處；引 腳@、引腳頻分別與虛擬非車載充電機(jī)通信模塊直接相連，作為充電通信CAN_H(S+)、充電 通信CAN_L(S-)連接狀態(tài)測試電路，其中采樣點ADn、ADi2分別位于引腳強(qiáng))和引腳(1處；引 腳經(jīng)采樣電阻Ri6與采樣電阻Ri7串聯(lián)，然后再與直流電壓源化串聯(lián)，作為保護(hù)接地(PE)連 接狀態(tài)的測試電路，其中采樣點ADi3位于采樣電阻Ri6與采樣電阻Ri7連接處;開關(guān)S4與采樣 電阻R20串聯(lián)后連接在引腳⑩湘引腳⑩之間，作為直流電源正(DC+)對地絕緣測試電路;開 關(guān)S5與采樣電阻R21串聯(lián)后連接在引腳⑩巧引腳⑩之間，作為直流電源負(fù)(DC-)地絕緣測試 電路；引腳⑩經(jīng)采樣電阻Ri7、數(shù)字電位器Ri9和采樣電阻Ri8與引腳?巧連，作為直流電源正 (DC+)、直流電源負(fù)(DC-)連接狀態(tài)的判定電路，其中采樣點ADi4采樣數(shù)字電位器Ri8中間抽 頭與數(shù)字電位器Ri8-端的電壓;其中，義樣電阻R20、R21均為20k Ω，義樣電阻Ri2-Ri8均為Ik Ω，數(shù)字電位器Ri9=化Ω，直流電壓源化-化均為12V。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明解決了電動汽車直流充電接口在實際應(yīng)用中引腳連 接狀態(tài)判斷和通信性能測試的問題，其實際應(yīng)用意義在于：當(dāng)充電接口連接失敗無法充電 時，可通過對非車載充電機(jī)車輛插頭(充電槍)和電動汽車車輛插座進(jìn)行連接狀態(tài)測試，確 認(rèn)連接有問題的觸點；另外，對非車載充電機(jī)或電動汽車BMS的通信性能進(jìn)行測試，測試結(jié) 果可W直觀明了的評價被測通信系統(tǒng)的通信性能。本發(fā)明對于電動汽車直流充電接口和通 信系統(tǒng)的運行、維護(hù)和檢修W及相關(guān)電動汽車充電設(shè)施施工驗收工作都具有巨大的應(yīng)用價 值。
【附圖說明】
[0017] 圖1為電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)原理框圖。
[001引圖2為非車載充電機(jī)充電接口測試模式圖。
[0019]圖3為電動汽車充電接口現(xiàn)聯(lián)模式圖。
[0020] 圖4非車載充電機(jī)與電動汽車正常連接(9觸頭均連通)時通信性能測試模式。
【具體實施方式】
[0021] 本發(fā)明提出一種電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)，下面結(jié)合 附圖予W說明。
[0022] 圖1所示為電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)原理框圖。根據(jù) GB 18487.1-2015《電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)一第1部分:通用要求》和GB 20234.3-2015《電動 汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置一第3部分:直流充電接口》對電動汽車直流充電接口及其導(dǎo)引電 路給出了詳細(xì)的規(guī)定。依據(jù)GB 18487.1-2015和GB 20234.3-2015,典型的直流充電接口（非 車載充電機(jī)車輛插頭(充電槍)和電動汽車車輛插座）引腳共9個觸頭，圖1中所示，測試系統(tǒng) 插座和測試系統(tǒng)插頭具有相同的9個觸頭，9個觸頭從上至下依次為直流電源正(DC+)、直流 電源負(fù)（DC-)、保護(hù)接地(PE)、充電通信CAN_H( S+)和充電通信CAN_L(S-)、充電連接確認(rèn) (CC1)、充電連接確認(rèn)(CC2)、低壓輔助電源正(A+)、低壓輔助電源負(fù)(A-)。
[0023] 圖1所示電動汽車直流充電接口性能測試系統(tǒng)包括測試系統(tǒng)插座、測試系統(tǒng)插頭 分別與測試模式切換電路的兩邊接口、第一繼電器組1和第二繼電器組2連接，測試模式切 換電路、第一繼電器組1和第二繼電器組2分別與控制采集板連接，控制采集板和上位機(jī)連 接，上位機(jī)通過第一 CAN測試單元I、第二CAN測試單元II分別與非車載充電機(jī)測試系統(tǒng)插座 及電動汽車測試系統(tǒng)插座的觸頭充電通信CANJKS+)和充電通信CAN_L(S-)連接。
[0024] 進(jìn)行測試工作時，測試系統(tǒng)插座與待測非車載充電機(jī)的車輛插頭(充電槍)相連， 測試系統(tǒng)插頭與待測電動汽車的車輛插座相連。
[0025] 圖2所示為非車載充電機(jī)充電接口測試模式圖，將測試模式切換電路斷開，同時將 第一繼電器組1閉合、第二繼電器組2斷開，非車載充電機(jī)充電接口測試電路的9個引腳通過 第一繼電器組1的引腳①-⑨與待測非車載充電機(jī)車輛插頭的9個觸頭對應(yīng)相連，對待測非 車載充電機(jī)的車輛插頭的9個觸頭進(jìn)行逐個連接測試，根據(jù)測試結(jié)果確定待測非車載充電 機(jī)的車輛插頭每個觸頭的連通情況，進(jìn)而判斷出待測非車載充電機(jī)的車輛插頭的內(nèi)部電路 是否正常W及對直流電源正化C+)、直流電源負(fù)化C-)的絕緣判斷是否正確。具體電路參數(shù)： Ri = R2 = 20kQ，R3-n = lkQ，化二化=12V，其中Rs為高精度數(shù)字電位器。其詳細(xì)測試說明如 下：
[0026] (1)高精度數(shù)字電位器Rs可根據(jù)被測非車載充電機(jī)的額定輸出電壓(72V-750V)來 動態(tài)配置其采樣電阻值，進(jìn)而實現(xiàn)采樣點ADi的精確采樣，采樣點ADi電位是否大于零可判斷 直流電源正(DC+)、直流電源負(fù)(DC-)是否連接正常。
[0027] (2)保護(hù)接地(PE)連接正常時，采樣點AD2電位為6V;保護(hù)接地(PE)連接不正常時， 采樣點AD2電位為12V，采樣點AD2電位可判斷保護(hù)接地牌)是否連接正常。
[0028] (3)虛擬BMS(電池管理系統(tǒng)）模塊可根據(jù)CAN總線報文情況判充電通信CAN_H(S+) 和充電通信CAN_L(S-)是否連接正常，同時采樣點AD3和采樣點AD4可W判斷充電通信CAN_H (S+)對地電平、充電通信CAN_L(S-)對地電平W及充電通信CAN_H(S+)和充電通信CAN_L (S-)間電平是否符合要求;第一 CAN現(xiàn)聯(lián)單元I讀取虛擬BMS(電池管理系統(tǒng))模塊與非車載 充電機(jī)控制器的通信報文，經(jīng)過后臺數(shù)據(jù)分析處理，進(jìn)而評價非車載充電機(jī)的通信一致性 和實時性。
[0029] (4)第一充電連接確認(rèn)(CC1)觸頭連接正常，采樣點ADs電位為4V;如果第一充電連 接確認(rèn)(CC1)觸頭連接不正常，采樣點ADs電位為0V。采樣點ADs電位可判斷第一充電連接確 認(rèn)(CC1)觸頭是否連接正常。
[0030] (5)第二充電連接確認(rèn)(CC2)觸頭連接正常時，采樣點AD6電位為6V;第二充電連接 確認(rèn)CC2觸頭連接不正常時，采樣點AD6電位為12V。采樣點AD6電位可判斷第二充電連接確認(rèn) CC2觸頭是否連接正常。
[0031] (6)低壓輔助電源正(A+)和低壓輔助電源負(fù)(A-)連接正常時，采樣點AD7電位為 6V;低壓輔助電源正(A+)和低壓輔助電源負(fù)(A-)連接不正常時，采樣點AD7電位為0V。從而 通過采樣點AD7電位可判斷低壓輔助電源正(A+)和低壓輔助電源負(fù)(A-)是否連接正常。
[0032] (7)如果充電通信CANJKS+)和充電通信CAN_L(S-)均連接正常，那么閉合開關(guān)Si， 在直流電源正(DC+)和保護(hù)接地(PE)之間接入Ri，通過虛擬BMS模塊讀取非車載充電機(jī)通信 模塊的通信報文中的絕緣故障報警信息，如果絕緣故障報警，說明非車載充電機(jī)絕緣判斷 正常;如果絕緣故障不報警，說明非車載充電機(jī)絕緣判斷不正常。
[0033] 圖3所示為電動汽車充電接口測試模式圖。當(dāng)電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和 通信性能測試系統(tǒng)處于電動汽車充電接口測試模式時，將測試模式切換電路斷開，同時將 第一繼電器組1斷開、第二繼電器組2閉合，電動汽車充電接口測試電路通過第二繼電器組2 與待測電動汽車的車輛插座相連，對待測電動汽車的車輛插座的9個觸頭進(jìn)行逐個連接測 試，根據(jù)測試結(jié)果確定待測電動汽車的車輛插座每個觸頭的連通情況，進(jìn)而判斷出待測電 動汽車的車輛插座內(nèi)部電路是否正常W及對直流電源正(DC+)、直流電源負(fù)(DC-)的絕緣判 斷是否正確。具體電路參數(shù):R20 =化i = 20kQ，Ri2-i9 = lkQ，化= U4 =化= 12V，其中化9為高精 度數(shù)字電位器。其詳細(xì)測試說明如下：
[0034] (1)高精度數(shù)字電位器化9可根據(jù)被測電動汽車動力電池組的額定電壓(72V-750V) 來動態(tài)配置其采樣電阻值，進(jìn)而實現(xiàn)采樣點ADi4的精確采樣，采樣點ADi4電位是否大于零可 判斷直流電源正(DC+)、直流電源負(fù)(DC-)是否連接正常。
[0035] (2)保護(hù)接地(PE)連接正常時，采樣點ADi3電位為6V;保護(hù)接地(PE)連接不正常時， 采樣點ADi3電位為12V;采樣點ADi3電位可判斷保護(hù)接地師)是否連接正常。
[0036] (3)虛擬非車載充電機(jī)通信模塊可根據(jù)CAN總線報文情況判斷充電通信CANJKS+) 和充電通信CAN_L(S-)是否連接正常，同時采樣點ADii和采樣點ADi2可W判斷充電通信CAN_ H(S+)對地電平和充電通信CAN_L(S-)對地電平W及充電通信CANJKS+)對地電平和充電通 信CAN_L( S-)間電平是否符合要求;第二CA的1試單元II讀取虛擬非車載充電機(jī)通信模塊與 電動汽車車輛控制器中BMS(電池管理系統(tǒng))模塊的通信報文，經(jīng)過后臺數(shù)據(jù)分析處理，進(jìn)而 評價電動汽車車輛控制器中BMS模塊的通信一致性和實時性。
[0037] (4)第一充電連接確認(rèn)(CC1)觸頭連接正常時，采樣點ADio電位為6V;第一充電連接 確認(rèn)(CC1)觸頭連接正常時，采樣點ADio電位為12V。采樣點ADio電位可判斷第一充電連接確 認(rèn)(CC1)觸頭是否連接正常。
[0038] (5)第二充電連接確認(rèn)(CC2)觸頭連接正常時，采樣點AD9電位為6V;第二充電連接 確認(rèn)(CC2)觸頭連接不正常時，采樣點AD9電位為0V。采樣點AD9電位可判斷第二充電連接確 認(rèn)(CC2)觸頭是否連接正常。
[0039] (6)開關(guān)S3斷開，低壓輔助電源正(A+)和低壓輔助電源負(fù)(A-)連接正常時，采樣點 ADs電位不等于12V;低壓輔助電源正(A+)和低壓輔助電源負(fù)(A-)連接不正常時，采樣點AD8 電位等于12V;采樣點ADs電位可判斷低壓輔助電源正(A+)和低壓輔助電源負(fù)(A-)是否連接 正常，判斷完成后閉合開關(guān)S3。
[0040] (7)如果充電通信CANJKS+)和充電通信CAN_L(S-)均連接正常，那么閉合開關(guān)S5， 在直流電源正(DC+)和保護(hù)接地(PE)之間接入R21，通過虛擬非車載充電機(jī)通信模塊讀取電 動汽車車輛控制器通信報文中的絕緣故障報警信息，如果絕緣故障報警，說明電動汽車絕 緣判斷正常;如果絕緣故障不報警，說明電動汽車絕緣判斷不正常。
[0041] 圖4所示為非車載充電機(jī)與電動汽車正常連接時通信性能測試模式。所述非車載 充電機(jī)與電動汽車正常連接時的通信性能測試模式是待測非車載充電機(jī)的車輛插頭與待 測電動汽車的車輛插座的正常連接即9個觸頭均連通，將測試模式切換電路閉合，同時將第 一繼電器組1斷開、第二繼電器組2斷開，待測非車載充電機(jī)車輛插頭(充電槍)與待測電動 汽車的車輛插座相連，完成對待測非車載充電機(jī)和待測電動汽車之間通信性能測試的正常 工作;其中第一 CAN測試單元I完成充電通信CAN_H(S+)對地電平、充電通信CAN_L(S-)對地 電平、充電通信CAN_H(S+)和充電通信CAN_L(S-)間電平的信號采集;第二CA的則試單元II完 成CAN總線通信信號的采集，主要測試指標(biāo)包括總線負(fù)載率測試、報文實時性測試、報文一 致性測試、報文誤碼率測試，進(jìn)而實現(xiàn)對電動汽車直流充電接口通信性能的綜合評價。
[0042]綜合上述
【發(fā)明內(nèi)容】
，本發(fā)明解決了電動汽車直流充電接口在實際應(yīng)用中各觸頭連 接狀態(tài)判斷和通信性能測試的問題，其實際應(yīng)用意義在于：當(dāng)充電接口連接失敗無法充電 時，可通過對非車載充電機(jī)車輛插頭(充電槍)和電動汽車車輛插座進(jìn)行連接狀態(tài)測試，確 認(rèn)連接有問題的觸頭;另外，對非車載充電機(jī)控制器和電動汽車車輛控制器中BMS的通信性 能進(jìn)行測試，測試結(jié)果可W直觀明了的評價被測通信系統(tǒng)的通信性能。本發(fā)明對于電動汽 車直流充電接口和通信系統(tǒng)的運行、維護(hù)和檢修W及相關(guān)電動汽車充電設(shè)施施工驗收工作 都具有巨大的應(yīng)用價值。
【主權(quán)項】
1. 一種電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述電動 汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)包括測試系統(tǒng)插座、測試系統(tǒng)插頭分別與 測試模式切換電路的兩邊接口、第一繼電器組1和第二繼電器組2連接，測試模式切換電路、 第一繼電器組1和第二繼電器組2分別與控制采集板連接，控制采集板和上位機(jī)連接，上位 機(jī)通過第一 CAN測試單元I、第二CAN測試單元II分別與測試系統(tǒng)插座及測試系統(tǒng)插頭的觸 頭充電通信CAN_H(S+)和充電通信CAN_L(S_)連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)，其特征 在于，所述測試系統(tǒng)插座和測試系統(tǒng)插頭具有相同的9個觸頭，9個觸頭從上至下依次為直 流電源正(DC+)、直流電源負(fù)（DC-)、保護(hù)接地(PE)、充電通信CAN_H(S+)和充電通信CAN_L (S-)、第一充電連接確認(rèn)(CC1)、第二充電連接確認(rèn)(CC2)、低壓輔助電源正(A+)、低壓輔助 電源負(fù)(A-)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)，其特征 在于，所述測試模式切換電路具有左右兩組切換引腳，左邊9個引腳同第一繼電器組1的9個 引腳①-⑨一起對應(yīng)連接到測試系統(tǒng)插座的9個觸頭;右邊9個引腳同第二繼電器組2的9個 引腳⑩-起對應(yīng)連接到測試系統(tǒng)插頭的9個觸頭;并且待測非車載充電機(jī)的車輛插頭的 9個觸頭和測試系統(tǒng)插座的9個觸頭對應(yīng);待測電動汽車的車輛插座的9個觸頭和測試系統(tǒng) 插頭的9個觸頭對應(yīng)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)，其特征 在于，所述控制采集板由邏輯控制模塊、非車載充電機(jī)充電接口測試電路、電動汽車充電接 口測試電路構(gòu)成;邏輯控制模塊分別控制測試模式切換電路以及第一繼電器組1和第二繼 電器組2的開通或斷開。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)，其特征 在于，所述上位機(jī)由數(shù)據(jù)分析處理模塊、人機(jī)交互模塊和測試結(jié)果顯示模塊構(gòu)成，其中數(shù)據(jù) 分析處理包括絕緣評價、導(dǎo)引判斷、輔助電源判斷、通信評價和直流判斷。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)，其特征 在于，電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)工作時，其測試系統(tǒng)插座與待 測非車載充電機(jī)的車輛插頭相連，其測試系統(tǒng)插頭與待測電動汽車的車輛插座相連，在保 證待測非車載充電機(jī)車輛插頭和待測電動汽車車輛插座完好的情況下，能夠完成三種測試 模式:非車載充電機(jī)充電接口測試模式、電動汽車充電接口測試模式、非車載充電機(jī)與電動 汽車正常連接時通信性能測試模式； 所述非車載充電機(jī)充電接口測試模式是指將測試模式切換電路斷開，同時將第一繼電 器組1閉合、第二繼電器組2斷開，非車載充電機(jī)充電接口測試電路通過第一繼電器組1與待 測非車載充電機(jī)的車輛插頭相連，對待測非車載充電機(jī)的車輛插頭的9個觸頭進(jìn)行逐個連 接測試，根據(jù)測試結(jié)果確定待測非車載充電機(jī)的車輛插頭每個觸頭的連通情況，進(jìn)而判斷 出待測非車載充電機(jī)的車輛插頭的內(nèi)部電路是否正常以及對直流電源正(DC+)、直流電源 負(fù)(DC-)的絕緣判斷是否正確，同時測試評價非車載充電機(jī)控制器通信報文一致性和實時 性;其中，非車載充電機(jī)控制器為GB 18487.1-2015《電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)-第1部分:通用 要求規(guī)定中圖B.1所示非車載充電機(jī)固有部件； 所述電動汽車充電接口測試模式是指將測試模式切換電路斷開，同時將第一繼電器組 1斷開、第二繼電器組2閉合，電動汽車充電接口測試電路通過第二繼電器組2與待測電動汽 車的車輛插座相連，對待測電動汽車的車輛插座的9個觸頭進(jìn)行逐個連接測試，根據(jù)測試結(jié) 果確定待測電動汽車的車輛插座每個觸頭的連通情況，進(jìn)而判斷出待測電動汽車的車輛插 座內(nèi)部電路是否正常以及對直流電源正(DC+)、直流電源負(fù)（DC-)的絕緣判斷是否正確，同 時測試評價電動汽車車輛控制器中BMS通信報文一致性和實時性;其中，電動汽車車輛控制 器為GB18487.1-2015《電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)-第1部分:通用要求》規(guī)定中圖B.1電動汽車 固有部件； 所述非車載充電機(jī)與電動汽車正常連接時的通信性能測試模式是指待測非車載充電 機(jī)的車輛插頭與待測電動汽車的車輛插座的正常連接即9個觸頭均連通，完成對待測非車 載充電機(jī)和待測電動汽車之間通信性能測試，其中第一 CAN測試單元I完成充電通信CAN_H (S+)對地電平、充電通信CAN_L (S-)對地電平、充電通信CAN_H( S+)和充電通信CAN_L( S-)間 電平的信號采集;第二CAN測試單元II完成CAN總線通信信號的采集，主要測試指標(biāo)包括總 線負(fù)載率測試、報文實時性測試、報文一致性測試、報文誤碼率測試，進(jìn)而實現(xiàn)對電動汽車 直流充電接口通信性能的綜合評價。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)，其特征 在于，所述電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)處于非車載充電機(jī)充電接 口測試模式時，非車載充電機(jī)充電接口測試電路的9個引腳通過第一繼電器組1的引腳①-⑨與待測非車載充電機(jī)車輛插頭的9個觸頭對應(yīng)相連：即引腳①與直流電源正(DC+)相連， 弓丨腳②與直流電源負(fù)(DC-)相連，引腳③與保護(hù)接地(PE)相連，引腳④與充電通信CAN_H (S + )相連，引腳⑤與充電通信CAN_L(S_)相連，引腳⑥與第一充電連接確認(rèn)(CC1)相連，引腳⑦ 與第二充電連接確認(rèn)(CC2)相連，引腳⑧與低壓輔助電源正(A+)相連，引腳⑨與低壓輔助電 源負(fù)(A-)相連;開關(guān)Si與采樣電阻心串聯(lián)后連接在引腳①和引腳③之間，作為直流電源正 (DC+)對地絕緣測試電路;開關(guān)&與采樣電阻R 2串聯(lián)后連接在引腳②和引腳③之間，作為直 流電源負(fù)(DC-)地絕緣測試電路；引腳①經(jīng)采樣電阻R4、數(shù)字電位器R 3和采樣電阻R5與引腳 ②相連，作為直流電源正(DC+)、直流電源負(fù)（DC-)連接狀態(tài)的判定電路，其中采樣點40!采 樣數(shù)字電位器R5中間抽頭與數(shù)字電位器R5 -端的電壓；引腳③經(jīng)米樣電阻R6與米樣電阻R7 串聯(lián)，然后再與直流電壓源山串聯(lián)，作為保護(hù)接地(PE)連接狀態(tài)的測試電路，其中采樣點AD 2 位于采樣電阻R6與采樣電阻R?連接處；引腳④、引腳⑤分別與虛擬BMS(電池管理系統(tǒng))模塊 直接相連，作為充電通信CAN_H(S+)、充電通信CAN_L(S_)連接狀態(tài)測試電路，其中采樣點 AD3、AD4分別位于引腳④和引腳⑤處；引腳⑥經(jīng)采樣電阻R8接于地，作為第一充電連接確認(rèn) (CC1)連接狀態(tài)的測試電路，其中采樣點ADdi于引腳⑥處；引腳⑦經(jīng)采樣電阻R 9與直流電壓 源1]2串聯(lián)，作為第二充電連接確認(rèn)(CC2)連接狀態(tài)的測試電路，其中采樣點AD 6位于引腳⑦ 處；引腳⑧經(jīng)采樣電阻R1Q串聯(lián)采樣電阻Rn后與引腳⑨相連，引腳⑨與地相連，作為低壓輔 助電源正(A+)、低壓輔助電源負(fù)(A-)連接狀態(tài)測試電路，其中采樣點AD?位于采樣電阻R 10和 采樣電阻Rn的連接節(jié)點處;其中，采樣電阻Ri、R2均為20kQ，采樣電阻R 2-R19均為lkQ，數(shù)字 電位器R3=lkQ，直流電壓源ULU2均為12V。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)，其特征 在于，所述電動汽車直流充電接口連接狀態(tài)和通信性能測試系統(tǒng)處于電動汽車充電接口測 試模式時，電動汽車充電接口測試電路的9個引腳通過第二繼電器組2的引腳⑩-馨與待測 電動汽車車輛插座的9個觸頭相連:即引腳⑩與低壓輔助電源負(fù)(A-)相連，引腳?與低壓輔 助電源正(A+)相連，引腳?與第二充電連接確認(rèn)(CC2)相連，引腳?與第一充電連接確認(rèn) (CC1)相連，引腳?與充電通信CAN_L (S -)相連，引腳?與充電通信C AN_H (S +)相連，引腳 ⑩與保護(hù)接地(PE)相連，引腳?與直流電源負(fù)(DC-)相連，引腳⑩與直流電源正(DC+)相 連；引腳⑩直接接地，引腳?:經(jīng)采樣電阻R 12與直流電壓源U3串聯(lián)，開關(guān)&并聯(lián)于采樣電阻R12 兩端，作為低壓輔助電源正(A+)、低壓輔助電源負(fù)(A-)連接狀態(tài)測試電路，其中采樣點AD8 位于引腳@處；引腳?經(jīng)采樣電阻R13與直流電壓源U4串聯(lián)，作為第二充電連接確認(rèn)(CC2) 連接狀態(tài)的測試電路，其中采樣點AD 9位于引腳?:處；引腳?經(jīng)采樣電阻R14接于地，作為第 一充電連接確認(rèn)(CC1)連接狀態(tài)的測試電路，其中采樣點AD 1Q位于引腳?處；引腳叢、引腳 ?分別與虛擬非車載充電機(jī)通信模塊直接相連，作為充電通信CAN_H(S+)、充電通信CAN_L (S-)連接狀態(tài)測試電路，其中采樣點ADn、AD12分別位于引腳?:和引腳?處；引腳⑩經(jīng)采樣 電阻R 16與采樣電阻Rn串聯(lián)，然后再與直流電壓源1]5串聯(lián)，作為保護(hù)接地(PE)連接狀態(tài)的測 試電路，其中米樣點ADl3位于米樣電阻Rl6與米樣電阻Rl7連接處;開關(guān)S4與米樣電阻R2Q串聯(lián) 后連接在引腳和引腳?之間，作為直流電源正(DC+)對地絕緣測試電路;開關(guān)S 5與采樣 電阻R21串聯(lián)后連接在引腳?和引腳?之間，作為直流電源負(fù)(DC-)對地絕緣測試電路；弓| 腳?經(jīng)采樣電阻如、數(shù)字電位器R 19和采樣電阻R18與引腳⑩相連，作為直流電源正(DC+)、 直流電源負(fù)（DC-)連接狀態(tài)的判定電路，其中采樣點AD 14采樣數(shù)字電位器R18中間抽頭與數(shù) 字電位器Ris-端的電壓;其中，采樣電阻R2〇、R2i均為20kQ，采樣電阻R 12-R18均為lkQ，數(shù)字 電位器Ri9=lkQ，直流電壓源U3-U 5均為12V。
【文檔編號】H04L12/26GK105823957SQ201610107269
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年2月26日
【發(fā)明人】顏湘武, 谷建成, 張波, 曲偉
【申請人】保定友源電力科技有限公司