本实用新型涉及模拟充电桩技术领域，尤其涉及一种低压模拟充电桩充电切换的系统。
背景技术：
现实生活中的实际充电桩的工作原理如下：通过220V的交流电驱动充电模块，将交流转换为直流电，然后利用直流电对电动汽车进行充电。
另外，不同功率类型的充电桩之间可以进行组合，以实现不同的功率输出需求。
在进行充电桩的充电监控模块程序调试或者需要对充电桩进行试验时，需要将充电监控模块与现场实际的充电桩进行连接通信，并且，由于充电桩的种类繁多，对于不同类型的充电桩的充电监控模块的程序调试或者实验，还需要到现场连接相应类型的实际充电桩进行调试或者实验；这样不仅耗时耗力，而且，如果附近找不到相应类型的充电桩，还会在一定程度上影响项目研发的进度。
技术实现要素：
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提出了一种低压模拟充电桩充电切换的系统，该系统通过低压元器件对不同类型的充电桩的充电过程进行模拟，将不同功率类型的充电桩组合到一起，可以模仿现场不同功率及功能的充电机进行测试；填补了现有技术的空白，为实验室进行各种充电桩的充电实验以及充电监控模块的调试提供了便利的途经。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型公开了一种低压模拟单充电桩充电切换的系统，包括：充电桩模拟装置、模拟BMS以及模拟充电模块；
所述充电桩模拟装置、模拟BMS以及模拟充电模块分别与充电监控模块通信；
所述模拟充电模块至少为两组，每一组模拟充电模块均通过CAN总线与充电监控模块通信；所述充电桩模拟装置包括：单片机以及与单片机分别连接的并机接触器、切换继电器和直流输出继电器。
进一步地，所述模拟充电模块为四组，每一组对应的输出功率为30KW，每并机一组模拟充电模块，对应的输出功率增加30KW。
进一步地，每两组模拟充电模块之间通过一组并机接触器实现并机。
进一步地，所述模拟充电模块连接两组直流输出继电器，两组直流输出继电器之间连接切换继电器。
进一步地，所述模拟BMS用于提供与充电监控模块进行交互的BMS数据，包括：SOC、充电剩余时间、单体电压以及单体温度。
进一步地，所述模拟充电模块提供的数据包括：充电枪工作状态、充电枪输出电压和充电枪输出电流。
本实用新型有益效果：
通过将实际充电桩的工作状态转换为通过低压元器件对不同类型的充电桩的充电过程进行模拟，可以非常方便地进行有关充电桩的相关检测、实验，以及在实验室内便可以方便地实现对不同类型充电桩的充电监控模块的调试工作。
将多种充电功能组合到一起，可以模仿现场不同功率的充电机进行测试；可以实现单充电枪充电、双充电枪同时充电及单桩双枪切换充电的功能。
附图说明
图1为本实用新型低压模拟充电桩充电切换的系统结构示意图；
图2为本实用新型并机接触器结构示意图；
图3为本实用新型切换接触器结构示意图；
图4为本实用新型直流输出接触器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
本实用新型公开了一种低压模拟充电桩系统，如图1所示，包括：前置采集模块、后置采集模块、充电监控模块、充电桩模拟装置、模拟BMS以及模拟充电模块；
充电监控模块与前置采集模块、后置采集模块、充电桩模拟装置和模拟BMS分别通信；模拟充电模块至少为两组，每一组模拟充电模块均通过CAN总线与充电监控模块通信；充电桩模拟装置包括：单片机STM32F105VCT6以及与单片机STM32F105VCT6分别连接的并机接触器、切换继电器和直流输出继电器。
模拟充电模块为四组，每一组对应的输出功率为30KW，每并机一组模拟充电模块，对应的输出功率增加30KW。每两组模拟充电模块之间通过一组并机接触器实现并机。
如图2所示，并机接触器包括：
光电耦合器U112的阳极输入端串接电阻R152后接3.3V电源，光电耦合器U112的阴极输入端连接单片机；光电耦合器U112的发射极输出端连接后置采集模块的并机接触器开出量端，光电耦合器U112的集电极输出端分别连接光电耦合器U111的阴极输入端和光耦继电器U116的阴极输入端；
光电耦合器U111的阳极输入端串接电阻R179后接12V电源，光电耦合器U111的发射极输出端接地，光电耦合器U111的集电极输出端串接电阻R151后接3.3V电源；
光耦继电器U116的阳极输入端串接电阻R180后接12V电源，光耦继电器U116的输出端连接后置采集模块的并机接触器开入量端。
并机接触器的工作过程如下：
C_JF22管脚拉到低电平后，U112的3、4管脚导通，JKC22连接后置采集模块的并机接触器开出，导通时U112的4管脚为低电平，这样的话U116导通，导通后JFK22就将开入信号传给后置采集模块，同样由于U112的4管脚为低电平，那么U111导通，那么U111的4管脚为低电平，c_kr4这个管脚连接单片机的某个管脚，这样就能够获知充电桩使用到了并机接触器。
如图3所示，切换接触器具体包括：
光电耦合器U3的阳极输入端串接电阻R3后接3.3V电源，光电耦合器U3的阴极输入端连接单片机STM32F105VCT6；光电耦合器U3的发射极输出端连接后置采集模块的输出接触器开出量端，光电耦合器U3的集电极输出端连接继电器K2；
光耦继电器U4的阳极输入端串接电阻R4后接12V电源，光耦继电器U4的阴极输入端连接光电耦合器U4的发射极输出端；光耦继电器U4的输出端连接前置采集模块的输出接触器开入量端。
切换接触器的工作过程如下：
JKC2_A管脚外接前置采集板的切换继电器开出，JFK10_C管脚接前置采集板的切换继电器开入量。
当前置采集板开出的时候，JKC2_A管脚被拉到低电平，继电器K1吸合，Vbus2+与Vmod1+导通，同时，INKC2管脚也被拉低，JFK10_C与KRCOM导通，信号就到了采集板的开入端。
如图4所示，直流输出继电器包括：
光电耦合器U38的阳极输入端串接电阻R69后接3.3V电源，光电耦合器U38的阴极输入端连接单片机；光电耦合器U38的发射极输出端连接前置采集模块的直流输出继电器开出量端，光电耦合器U38的集电极输出端连接光电耦合器U30的阴极输入端；
光电耦合器U30的阳极输入端串接电阻R50后接12V电源，光电耦合器U30的发射极输出端接地；光电耦合器U30的集电极输出端连接光电耦合器U29的发射极输出端；
光电耦合器U29的阴极输入端连接单片机，光电耦合器U29的阳极输入端串接电阻R48后接12V电源，光电耦合器U29的集电极输出端连接继电器K5；
光耦继电器U6的阳极输入端串接电阻R30后接12V电源，光耦继电器U6的阴极输入端连接光电耦合器U38的集电极输出端，光耦继电器U6的输出端连接前置采集模块的直流输出继电器开入量端。
直流输出接触器的工作过程如下：
JKC5管脚外接前置采集板的直流输出接触器开出，JFK5管脚接前置采集板的直流输出接触器开入。
当前置采集板开出的时候，JKC5管脚被拉到低电平，U30和U29导通，继电器K5吸合，Vbus1+与BTA+1导通，同时，INKC5管脚也被拉低，JFK5与KRCOM导通，信号就到了前置采集模块的开入端。
Vbus1+与BTA+1导通，把模块的电压导向母线，继而再传到直流输出接触器，然后就可以给车充电了。
通过控制并机接触器、切换继电器和直流输出继电器的切换状态，可以实现单充电桩不同功率类型的充电过程，具体如下：
(1)单桩不同功率(30kW、60kW、90kW、120kW)单条充电枪充电功能：
①并机接触器QK1到QK3全部断开，切换接触器QM1闭合，直流输出接触器QC3断开，控制直流输出接触器QC1，实现30kW单充功能；
②并机接触器QK1闭合，其余断开；切换接触器QM1闭合，直流输出接触器QC3断开控制直流输出接触器QC1，实现60kW单充功能；
以此类推，可以分别实现90KW和120KW单充功能。
(2)单桩不同功率(30kW、60kW、90kW、120kW)双条充电枪切换充电功能：
①并机接触器QK1到QK3全部断开，切换接触器QM1闭合，通过控制直流输出接触器QC3以及直流输出接触器QC1、QC2的不同时序，实现30kW双条充电枪切换充电功能；
②并机接触器QK1闭合，其余断开，切换接触器QM1闭合，通过控制直流输出接触器QC3以及直流输出接触器QC1、QC2的不同时序，实现60kW双条充电枪切换充电功能；
以此类推，可以分别实现90KW和120KW双条充电枪切换充电功能。
上述过程中，直流输出接触器QC3闭合时，将A枪输出母线的电压导向B枪，实现充电枪的切换。
另外，充电监控模块611-A支持4路CAN总线通讯功能，还有232、485通讯，net通讯，默认通讯方式为CAN。
模拟BMS和模拟充电模块通过CAN总线通讯方式与充电监控模块611-A进行通信；直流充电前置采集模块和直流充电后置采集模块通过RS485通讯方式与充电监控模块611-A进行通信；直流充电前置采集模块和直流充电后置采集模块同时支持CAN、RS485总线通讯功能，系统默认通讯方式为CAN。充电桩模拟装置与直流充电前置采集模块和直流充电后置采集模块分别连接。
需要说明的是，充电监控模块、前置采集模块和后置采集模块均采用现有的充电桩工作所采用的实际模块。
需要注意的是：正常用的前置采集模块与后置采集模块所采集的充电电压及电池电压均为几百伏，而本申请充电桩模拟装置提供的电压为0-3.3V，所以要将前、后置采集模块的电压检测电路中的分压电阻改小，以满足充电桩模拟装置提供电压的要求。
本实施例中对充电监控模块、前置采集模块和后置采集模块介绍如下：
所述充电监控模块采用Cortex-A5系列的ATSAMA5D34CU硬件平台，是整个采集控制的核心。充电监控模块提供触摸屏智能充电交互设计，支持RS32串口调试、RJ45网口与后台通讯、RS232串口与读卡器通讯、键盘输入、音频输出、指示充电系统状态。
充电监控模块支持4路CAN/RS485总线通讯功能，默认通讯方式为CAN。其中CAN0口负责与前后置采集模块通讯；CAN1口与充电模块通讯，CAN2口与BMS通讯，CAN3口备用。通过CAN总线接收遥信、遥测信息，下发控制指令完成整个充电过程。
前置采集模块采用Cortex-M3系列的STM32F103VET6硬件平台，主要负责与电动汽车交互信息采集以及控制；前置测控模块可同时支持CAN、RS485总线通讯功能，系统默认通讯方式为CAN。
前置采集模块开出控制具体应用为：充电枪电磁锁，充电枪辅助电源继电器，充电枪电池电压继电器，切换继电器，直流输出继电器。
前置采集模块开入量采集具体应用为：充电枪电磁锁，充电枪辅助电源继电器，充电枪电池电压继电器，切换继电器，直流输出继电器，急停按钮状态。
前置采集模块模拟量采集部分主要应用为：温度采集、辅助电源电压采集、确认连接信息采集、电池电压检测。
后置采集模块采用Cortex-M3系列的STM32F103VET6硬件平台，主要负责充电系统内部信息的采集与控制。后置采集模块支持CAN、RS485总线通讯功能，系统默认通讯方式为CAN。
后置采集模块开出控制具体应用为：充电枪输出接触器，并机接触器，泄放继电器。
后置采集模块开入量采集具体应用为：充电枪输出接触器，并机接触器，交流接触器状态，避雷器报警状态。
后置采集模块模拟量采集部分主要应用为：绝缘监测，直流电压、直流电流采集。
模拟BMS用于提供与充电监控模块进行交互的BMS数据，包括：SOC、充电剩余时间、单体电压以及单体温度；模拟BMS采用现有单片机或者控制器实现，所需数据都是虚拟的，可以根据需要自行设定。
模拟充电模块提供充电模块的数据，包括：充电枪工作状态、充电枪输出电压和充电枪输出电流。模拟充电模块采用现有单片机或者控制器实现，所需数据都是虚拟的，可以根据需要自行设定。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。