专利名称：电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测试及计量领域，具体涉及一种电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪。
背景技术：
在全球倡导低碳经济的背景下，为节约能源、减少温室气体排放，汽车工业发展的重心正在发生转变，发展新能源汽车已成为主流发展趋势。电动汽车具有零排放、高能效、运行和维护成本低等特点，电动汽车的推广和普及能有效减轻人类发展对环境造成压力。随着我国电动汽车充换电基础设施建设的稳步推进，电动汽车的发展前景为业界所看好。电动汽车充换电设施作为电动汽车能力补给的基础装置，其接口的规范性和兼容性对电动汽车互插兼容有着举足轻重的作用。目前，我国尚没有成熟的小型化解决方案，通常是通过示波器、高精度数字表计配合来完成相关的测试，而且需要人员对测试方案的精心设计，测试的稳定性和可靠性不佳。为了规范电动汽车充放电设备接口的规范性，本实用新型提出了一种用于测试电动汽车交流充电桩控制导引仪的实现方法，能够为专业检测机构或电动汽车生产制造商提供有效检测、评估电动汽车交流充电桩连接装置控制导引信号时序正确性和可靠性的手段和工具。
实用新型内容针对现有技术的不足，本实用新型提供一种电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪，本实用新型提供的方案能够为专业检测机构或电动汽车生产制造商提供有效检测、评估电动汽车交流充电桩连接装置控制导弓I信号时序正确性和可靠性的手段和工具。
本实用新型的目的是采用下述技术方案实现的一种电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪，其改进之处在于，所述控制导引测试仪包括控制器用于控制所述控制导引测试仪充电状态；接口单元用于实现控制导引信号和连接确认信号与所述控制器的电平匹配；电源模块为控制导引测试仪提供电源；人机交互模块用于用户与所述控制导引测试仪的交互；总线驱动模块用于实现所述控制器串行总线与外部设备电平匹配、电气隔离及保护；继电器SI和S2 :用于实现所述控制导引测试仪的状态切换。其中，所述接口单元包括接口端子和驱动电路；所述接口端子包括输入端子和输出端子；所述输入端子与连接线缆插头的端子连接；所述输出端子与所述控制器连接；所述驱动电路与所述控制器具有IO功能的引脚连接，用于驱动所述继电器SI和S2。[0016]其中，所述输入端子包括连接确认信号端子CC、控制导引信号端子CP和接地信号 端子COM ；[0017]所述连接确认信号端子CC与连接线缆插头的连接确认信号端子CC连接；[0018]所述控制导引信号端子CP与连接线缆插头的控制导引信号端子CP连接；[0019]所述接地信号端子COM与连接线缆插头的接地信号端子COM连接。[0020]其中，所述输出端子包括输出端子①-⑦；[0021]所述输出端子①与所述控制器具有模拟信号采集的输入端子连接；[0022]所述输出端子②-⑦与所述控制器具有PWM捕获功能的输入端子连接。[0023]其中，所述驱动电路包括结构相同的SI驱动电路和S2驱动电路；[0024]所述SI驱动电路和S2驱动电路均包括依次连接的二极管、放大电路、光耦和电抗 器；所述光耦接地。[0025]其中，所述人机交互模块为触摸式液晶显示屏；所述人机交互模块通过并行总线 与所述控制器连接。[0026]其中，所述总线驱动模块包括总线驱动I和总线驱动2 ;所述总线驱动I和总线驱 动2通过串行总线与所述控制器连接；所述总线驱动I和总线驱动2通过RS485总线与外 部设备连接；所述外部设备包括负载和外部通信接口。[0027]其中，所述总线驱动I和总线驱动2结构相同，均包括三个并联的光耦支路、RS485 驱动器和接收器以及两个稳压二极管；所述三个并联的光耦支路分别与RS485驱动器和接 收器连接；其中一个稳压二极管与RS485-A端子连接；另一个稳压二极管与RS485-B端子 连接。[0028]其中，所述继电器SI—端与控制导引信号端子CP的连接线连接，另一端与电抗器 连接，组成继电器SI支路；所述S2 —端与控制导引信号端子CP的连接线连接，另一端与电 抗器连接，组成继电器S2支路；所述SI支路与S2并联；两个继电器分别接地；所述继电器 SI和S2默认为断开状态。[0029]其中，所述控制导引测试仪充电状态包括正常状态和异常状态。[0030]与现有技术比，本实用新型达到的有益效果是[0031]1、本实用新型提供的电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪，填补了国内 电动汽车交流充电桩控制导引信号测试系统技术的空白；[0032]2、电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪，通过该控制导引测试仪可以对 电动汽车充电桩控制导引信号的时序正确性和稳定性进行测试；[0033]3、该控制导引测试仪以友好的方式向用户提示检测结果，具有直观、便捷的优占.[0034]4、控制导引测试仪的通信端口使其便于与其他设备或计算机集成，组成综合性连 接装置性能检测平台；[0035]5、本实用新型能够为专业检测机构或连接装置生产制造商提供有效检测、评估连 接装置控制导引信号时序正确性和稳定性的方法和手段；[0036]6、能够为电动汽车充电接口的规范化应用，提供测试技术手段和技术支撑。
[0037]图1是本实用新型提供的电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪组成及测试环境示意图；图2是本实用新型提供的电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪接口单兀的电路原理图；图3是本实用新型提供的接口单元中的连接确认信号测试电路图；图4是本实用新型提供的接口单元中的控制导引信号测试电路图(输出端子②和③);图5是本实用新型提供的接口单元中的控制导引信号测试电路图(输出端子④和⑤);图6是本实用新型提供的接口单元中的控制导引信号测试电路图(输出端子⑥和⑦);图7是本实用新型提供的接口单元中继电器SI驱动电路图；图8是本实用新型提供的接口单元中继电器S2驱动电路图；图9是本实用新型提供的总线驱动电路图；图10是本实用新型提供的电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪实现方法的流程图；图11是本实用新型提供的测试过程中接口单元输出端子②和③充电过程A的电平状态不意图；图12是本实用新型提供的测试过程中接口单元输出端子②和③充电过程A正常状态的电平状态示意图；图13是本实用新型提供的测试过程中接口单元输出端子②和③充电过程A异常状态一的电平状态示意图；图14是本实用新型提供的测试过程中接口单元输出端子②和③充电过程A异常状态二的电平状态示意图；图15是本实用新型提供的测试过程中接口单元输出端子④和⑤充电过程B-1的电平状态示意图；图16是本实用新型提供的测试过程中接口单元输出端子④和⑤充电过程B-1正常状态示意图；图17是本实用新型提供的测试过程中接口单元输出端子④和⑤充电过程B-1异常状态(一)示意图；图18是本实用新型提供的测试过程中接口单元输出端子④和⑤充电过程B-1异常状态(二)示意图；图19是本实用新型提供的测试过程中接口单元输出端子④和⑤充电过程B-2的电平状态示意图；图20是本实用新型提供的测试过程中接口单元输出端子④和⑤充电过程B-2正常状态示意图；图21是本实用新型提供的测试过程中接口单元输出端子④和⑤充电过程B-2异常状态(一)示意图；图22是本实用新型提供的测试过程中接口单元输出端子④和⑤充电过程B-2异常状态(二)示意图；[0059]图23是本实用新型提供的测试过程中接口单元输出端子⑥和⑦充电过程C的电 平状态不意图；[0060]图24是本实用新型提供的测试过程中接口单元输出端子⑥和⑦充电过程C正常 状态不意图；[0061]图25是本实用新型提供的测试过程中接口单元输出端子⑥和⑦充电过程C异常 状态(一)不意图；[0062]图26是本实用新型提供的测试过程中接口单元输出端子⑥和⑦充电过程C异常 状态(二)示意图。
具体实施方式
[0063]
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步的详细说明。[0064]本实用新型提供的电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪组成及测试环 境如图1所示，控制导引测试仪包括[0065]控制器用于控制所述控制导引测试仪充电状态；[0066]接口单元用于实现控制导引信号和连接确认信号与所述控制器的电平匹配；本 实用新型提供的电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪接口单元的电路如图2所 示，接口单元包括接口端子和驱动电路；接口端子包括输入端子和输出端子；[0067]输入端子与连接线缆插头的端子连接；所述输入端子包括连接确认信号端子CC、 控制导引信号端子CP和接地信号端子COM ;连接确认信号端子CC与连接线缆插头的连接 确认信号端子CC连接；控制导引信号端子CP与连接线缆插头的控制导引信号端子CP连 接；接地信号端子COM与连接线缆插头的接地信号端子COM连接。接口单元中的连接确认 信号测试电路如图3所示。[0068]输出端子与控制器连接；输出端子包括输出端子①-⑦；输出端子①与所述控制 器具有模拟信号采集的输入端子连接；输出端子②-⑦与所述控制器具有PWM捕获功能的 输入端子连接。本实用新型提供的接口单元中的控制导引信号测试电路图如图4-6所示。[0069]驱动电路与所述控制器具有IO功能的引脚连接，用于驱动所述继电器SI和S2 ； 驱动电路包括结构相同的SI驱动电路和S2驱动电路；S1驱动电路和S2驱动电路均包括 依次连接的二极管、放大电路、光耦和电抗器；光耦接地。本实用新型提供的接口单元中继 电器SI和S2驱动电路如图7和8所示。[0070]电源模块为控制导引测试仪提供电源，所述电源模块接入交流220V市电中；[0071]人机交互模块用于用户与所述控制导引测试仪的交互；人机交互模块为触摸式 液晶显示屏；所述人机交互模块通过并行总线与所述控制器连接。[0072]总线驱动模块用于实现所述控制器串行总线与外部设备电平匹配、电气隔离及 保护；总线驱动模块包括总线驱动I和总线驱动2 ;所述总线驱动I和总线驱动2通过串行 总线与所述控制器连接；总线驱动I和总线驱动2通过RS485总线与外部设备连接；所述外 部设备包括负载和外部通信接口。总线驱动I和总线驱动2结构相同，均包括三个并联的 光耦支路、RS485驱动器和接收器以及两个稳压二极管；所述三个并联的光耦支路分别与 RS485驱动器和接收器连接；其中一个稳压二极管与RS485-A端子连接；另一个稳压二极管与RS485-B端子连接。本实用新型提供的总线驱动电路如图9所示。继电器SI和S2 :用于实现所述控制导引测试仪的状态切换；继电器SI 一端与控制导引信号端子CP的连接线连接，另一端与电抗器连接，组成继电器SI支路；所述S2 —端与控制导引信号端子CP的连接线连接，另一端与电抗器连接，组成继电器S2支路；所述SI支路与S2并联；两个继电器分别接地。S1、S2的接口电路如图7、图8所示，S1、S2控制端口直接与控制器的IO端口相连。本实用新型提供的电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪的实现方法流程如图10所示，该方法包括下述步骤(I)所述控制导引测试仪与充电线缆连接；控制导引信号端子CP输出12V的直流电平。(2)采集所述输出端子①的电压值并确定充电线缆容量Pl :通过监测连接确认信号端子CC的状态确定充电线缆容量Pl ;充电线缆容量用下述IV式表示VaXRj + Rc_( h ;式中Va表不电源模块的某一电平值,优选值为5V ;Rc表不充电电缆上表征线缆容量的电阻，有220欧姆和680欧姆两个值；R1表示测试仪中的电阻，优选值为2K欧姆；
VsampIe表不输出端子①的电压值；Rc=680 Ω时，充电线缆容量Pl为16A ;Rc=220 Ω时，充电线缆容量Pl为32A ;Va和Rl满足实际功耗和精度；VS_不超`过所述控制器的测量范围(一般控制器的测量范围为 0—3. 3V)。(3)判断充电线缆容量Pl是否正常；测试仪将线缆容量PU电动汽车交流充电桩输出容量P2、车载充电机额定容量P3中的最小者作为载荷容量，也就是将三个对应的电流的最小值作为充电电流，具体值根据实际情况选择。在Va为5V，R1=2KQ时，测得输出端子①的电压值为1. 27V或O. 5V时为正常状态，其余电压对应的状态都为异常状态。若充电线缆容量正常，则进行步骤(4);否则，进行步骤(13)。在测试过程中，控制导引测试仪需监测控制导引信号CP的3个电平值，涉及相应6个阈值。如图2所示，接口单元对控制导引信号电平值进行检测，并将其转换为与控制器相兼容的逻辑电平或PWM信号。图中，U2-U7为电压比较器，Vb电平值不低于12.6V，优选15V，Vdd电平值应与控制器逻辑电压兼容。其中，R2-R13的选值出满足实际功耗、精度条件下，还应满足如下条件
权利要求1.ー种电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪，其特征在于，所述控制导引测试仪包括 控制器用于控制所述控制导引测试仪充电状态； 接ロ単元用于实现控制导引信号和连接确认信号与所述控制器的电平匹配； 电源模块为控制导引测试仪提供电源； 人机交互模块用于用户与所述控制导引测试仪的交互； 总线驱动模块用于实现所述控制器串行总线与外部设备电平匹配、电气隔离及保护； 继电器SI和S2 :用于实现所述控制导引测试仪的状态切換。
2.如权利要求1所述的电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪，其特征在干，所述接ロ単元包括接ロ端子和驱动电路；所述接ロ端子包括输入端子和输出端子； 所述输入端子与连接线缆插头的端子连接；所述输出端子与所述控制器连接； 所述驱动电路与所述控制器具有IO功能的引脚连接，用于驱动所述继电器SI和S2。
3.如权利要求2所述的电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪，其特征在干，所述输入端子包括连接确认信号端子CC、控制导引信号端子CP和接地信号端子COM ； 所述连接确认信号端子CC与连接线缆插头的连接确认信号端子CC连接； 所述控制导引信号端子CP与连接线缆插头的控制导引信号端子CP连接； 所述接地信号端子COM与连接线缆插头的接地信号端子COM连接。
4.如权利要求2所述的电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪，其特征在干，所述输出端子包括输出端子①-⑦； 所述输出端子①与所述控制器具有模拟信号采集的输入端子连接； 所述输出端子②-⑦与所述控制器具有PWM捕获功能的输入端子连接。
5.如权利要求2所述的电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪，其特征在于，所述驱动电路包括结构相同的SI驱动电路和S2驱动电路； 所述SI驱动电路和S2驱动电路均包括依次连接的ニ极管、放大电路、光耦和电抗器；所述光耦接地。
6.如权利要求1所述的电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪，其特征在干，所述人机交互模块为触摸式液晶显示屏；所述人机交互模块通过并行总线与所述控制器连接。
7.如权利要求1所述的电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪，其特征在干，所述总线驱动模块包括总线驱动I和总线驱动2 ;所述总线驱动I和总线驱动2通过串行总线与所述控制器连接；所述总线驱动I和总线驱动2通过RS485总线与外部设备连接；所述外部设备包括负载和外部通信接ロ。
8.如权利要求7所述的电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪，其特征在于，所述总线驱动I和总线驱动2结构相同，均包括三个并联的光耦支路、RS485驱动器和接收器以及两个稳压ニ极管；所述三个并联的光耦支路分别与RS485驱动器和接收器连接；其中一个稳压ニ极管与RS485-A端子连接；另一个稳压ニ极管与RS485-B端子连接。
9.如权利要求1所述的电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪，其特征在干，所述继电器SI—端与控制导引信号端子CP的连接线连接，另一端与电抗器连接，组成继电器SI支路；所述S2 —端与控制导引信号端子CP的连接线连接，另一端与电抗器连接，组成继电器S2支路；所述SI支路与S2并联；两个继电器分别接地；所述继电器SI和S2默认为断开状态。
10.如权利要求1所述的电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪，其特征在干，所述控制导引测试仪充电状态包括正常状态和异常状态。
专利摘要本实用新型涉及一种电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪，该控制导引测试仪模拟电动汽车与电动汽车充电桩建立充电连接、完成充电的全过程，测试电动汽车交流充电桩与电动汽车的连接状态及参数，并依据GB/T 20234-2011要求对充电桩与电动汽车建立物理、电气连接全过程的时序正确性、可靠性进行测试。该控制导引测试仪采用可视化的方式提示用户当前测试状态，并预留与外部设备通信的接口，可将检测信息以报文形式发送给计算机或其它处理装置。本实用新型能够为专业检测机构或电动汽车生产制造商提供有效检测、评估电动汽车交流充电桩连接装置控制导引信号时序正确性和可靠性的手段和工具。
文档编号G01R31/42GK202886486SQ20122040496
公开日2013年4月17日 申请日期2012年8月15日 优先权日2012年8月15日
发明者叶健诚, 丁孝华, 李志明, 张萱, 桑林, 李旭玲, 马彦华, 董晨 申请人:中国电力科学研究院, 国家电网公司