充电桩智能接口装置及其安装方法、充电桩与流程

1.本发明涉及新能源充电技术领域，具体地，涉及一种充电桩智能接口装置及其安装方法、充电桩，尤其是一种适用于emc测试的充电桩智能接口装置。


背景技术：

2.随着新能源汽车的推广，越来越多的问题凸现，比如续航里程、安全、电磁兼容等问题始终困扰着研发设计工程师，需要有一个完美的解决措施才能真正推动新能源汽车的发展。特别是在电磁兼容这一块，单设备的电磁发射和敏感度相对容易解决，但电控系统内部的分系统质检的电磁兼容问题则很难处理得好，由此会引起系统间由于电磁干扰问题造成的不可靠性，轻则影响广播通信质量，重则直接造成安全事故。目前国内外都没找到很好的解决措施，因为电磁兼容的问题太复杂，可重复性低，很难全方位解决问题。因此有必要在新能源汽车正式上市之前进行全方位的安全和可靠性检测，电磁兼容检测是其中很重要的一项。新能源汽车的三电系统为电机、电池、电控，其中电池在充电模式下的电磁兼容检测尤为重要，体现充电模式下的电磁干扰实际状态。为了实现这种充电模式下的电磁兼容测试，国际标准ece r10和国标gb/t 34660对于充电模式有详细的描述，但对于充电桩如何进入电波暗室(测试环境)并没有提及，那么针对充电桩进入电波暗室的接口技术方案就需要提前考虑，不能影响电波暗室的整体屏蔽性能及其他场地性能指标，同时还要保证用电的安全性。
3.充电桩输出的线束很多，有电源线和信号线，类似的情况比如常规的各种电源比如50hz电网通过电源滤波器进入暗室，电话线通过滤波器进入暗室，电桩的输出线束也更复杂一些。
4.不管是交流充电桩还是直流充电桩，其输出的线缆线束里面不仅有电源线，还有信号线，包括与车辆或者电池包bms系统的交互性通信以及保障充电安全的监控线，比如温控线、开关状态监控系等。传统的电源或者模拟信号源通过专用的滤波器接口进入屏蔽室，这种传统的滤波器对模拟信号能够有很好的传输功能，但对于充电桩的电源和信号有着很大的不同，比如直流充电桩的功率通常都是几百千瓦之大，其输出的电压高达1000v以上，充电电流高达250a以上。交互式信号也非常特殊，基本都是高速数字信号，比如pwm波(方波)以及can总线信号，这种高速数字信号不能通过常规的无源滤波器来解决穿过屏蔽室的接口问题，进而导致高速数字信号在通过屏蔽层时发生衰减，影响充电桩与新能源汽车进行正常的充电和通信，必须要采用更为特殊的接口技术方案来解决。
5.公开号为cn109683035a的专利文献公开了一种用于电动汽车直流充电桩测试的接口装置，包括：电池电压模拟装置、主控装置、充电控制回路和可变电阻装置；主控装置通过控制设置于充电控制回路上的多个开关装置的通断，模拟充电故障情况，以及接收上位机的充电命令，调整可变电阻装置的阻值和电池电压模拟装置的输出电压值，模拟直流充电桩各种充电情况。但是该专利文献仍然存在高速数字信号不能通过常规的无源滤波器来解决穿过屏蔽室的接口问题，进而影响充电桩与新能源汽车进行正常的充电和通信的缺
陷。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种充电桩智能接口装置及其安装方法、充电桩。
7.根据本发明提供的一种充电桩智能接口装置，包括嵌设在屏蔽体上的外壳；
8.所述外壳内设置有电源滤波器、第一光端机、逻辑通讯模块以及第二光端机；
9.所述电源滤波器的第一接口连接充电枪的电源线，所述电源滤波器的第二接口能够连接电动车插座的电源线；所述电源滤波器用于实现电源线的传输；
10.所述第一光端机的第一接口和所述逻辑通讯模块的第一接口均连接交流充电枪的信号线，所述第一光端机的第二接口和所述逻辑通讯模块的第二接口能够连接电动车插座的信号线；所述第一光端机和所述逻辑通讯模块用于实现交流充电桩的信号传输；
11.所述第二光端机的第一接口连接直流充电枪的信号线，所述第二光端机的第二接口能够连接电动车插座的信号线；所述第二光端机用于实现直流充电桩的信号传输。
12.优选的，所述第二光端机包括第一光端机模块和第二光端机模块，所述第一光端机模块连接所述第二光端机模块；
13.所述第一光端机模块位于屏蔽室外部用于电转光，所述第二光端机模块位于屏蔽室内部用于光转电。
14.优选的，所述第一光端机模块和所述第二光端机模块之间为全光纤连接。
15.优选的，所述外壳为滤波器金属外壳。
16.优选的，所述滤波器金属外壳为不锈钢。
17.优选的，所述电源滤波器为pf482a-16/32/63。
18.本发明还提供一种基于上述的充电桩智能接口装置的安装方法，包括如下步骤：
19.步骤1：先将充电桩枪头去掉，露出所有的线束；
20.步骤2：将枪头线束里面的电源线接到电源线滤波器的输入端端子；
21.步骤3：将枪头线束里面的连接确认线接到相应滤波器的输入端端子；
22.步骤4：将枪头线束里面的控制确认线或充电通信线接到光端机输入端端子；
23.步骤5：从屏蔽体内侧将电源线引出，接入到暗室内部相应的地面接口板位置；
24.步骤6：从屏蔽体内侧将连接确认线引出，接入到暗室内部相应的地面接口板位置；
25.步骤7：从屏蔽体内侧将控制确认线或充电通信线引出，接入到暗室内部相应的地面接口板位置。
26.本发明还提供一种充电桩，包括上述的充电桩智能接口装置。
27.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
28.1、本发明实现外部充电桩(交流和直流)电源和控制信号无衰减的通过电波暗室屏蔽体，并与新能源汽车进行正常的充电和通信；
29.2、本发明保证新能源汽车处于正常充电模式下的电磁兼容性能测试；
30.3、本发明采用的针对交直流充电桩的接口方案则很好的解决了传统接口方案的缺点，既解决了高电压大电流的电源传输，也解决了高速数字信号的无损传输以及保证了
屏蔽房的屏蔽性能。
附图说明
31.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
32.图1为本发明的交流充电桩的连接示意图；
33.图2为本发明的直流充电桩的连接示意图；
34.图3为本发明的整体连接示意图；
35.图4为本发明的交流充电枪枪头的结构示意图；
36.图5为本发明的直流充电枪枪头的结构示意图。
具体实施方式
37.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
38.实施例：
39.如图1和图2所示，本实施例提供的一种充电桩智能接口装置，包括嵌设在屏蔽体上的外壳，外壳内设置有电源滤波器、第一光端机、逻辑通讯模块以及第二光端机，电源滤波器的第一接口连接充电枪的电源线，电源滤波器的第二接口能够连接电动车插座的电源线；电源滤波器用于实现电源线的传输，第一光端机的第一接口和逻辑通讯模块的第一接口均连接交流充电枪的信号线，第一光端机的第二接口和逻辑通讯模块的第二接口能够连接电动车插座的信号线；第一光端机和逻辑通讯模块用于实现交流充电桩的信号传输，第二光端机的第一接口连接直流充电枪的信号线，第二光端机的第二接口能够连接电动车插座的信号线；第二光端机用于实现直流充电桩的信号传输。
40.外壳为滤波器金属外壳，滤波器金属外壳为不锈钢。电源滤波器为pf482a-16/32/63。
41.第二光端机包括第一光端机模块和第二光端机模块，第一光端机模块连接第二光端机模块，第一光端机模块位于屏蔽室外部用于电转光，第二光端机模块位于屏蔽室内部用于光转电。第一光端机模块和第二光端机模块之间为全光纤连接。
42.接口关健技术指标：
43.(1)屏蔽效能：10khz-40ghz。如表1所示。
44.表1接口关健技术指标
[0045][0046][0047]
(2)滤波器插入损耗：频率范围：14khz
–
40ghz，插入损耗il≥100db。
[0048]
如图3所示，从a到b，经过屏蔽体，为了保证屏蔽体的屏蔽效能指标不受影响，以及传输的信号不受滤波器的损伤，提出了本发明技术解决方案。从a到b的过程分为两部分，第一部分是电源线的传输，不管是交流电源还是直流电源均可通过相应的电源滤波器来实现；对于信号线，交流充电桩和直流充电桩的信号类型完全不同，则要采取不同的处理方式来实现。
[0049]
具体的解决方案叙述如下：
[0050]
(1)对于交流充电桩输出的接口技术方案，解决的步骤如下：
[0051]
交流充电桩的交流输出通常为ac380v，ac220v，50hz,电流规格为16a，32a以及63a.滤波器可以选用常规的电源线滤波器；
[0052]
交流充电桩的交互式通信信号为pwm波，是一种方波，频谱丰富，常规的滤波器会噪声信号波形的失真，造成充电桩和新能源汽车无法正常通信。采用内置光端机以及增加逻辑通信模块方案就能很好的解决这个问题。这是针对pwm这种特殊信号最有效的方式。外壳为滤波器金属外壳，与屏蔽体连接的安装接口类似于常规的屏蔽接口，这样既解决了pwm无损通过的难题，也保证了屏蔽体的屏蔽效能问题。
[0053]
针对交流充电桩接口界面的结构图如图1所示，连接方法：
[0054]
步骤1：先将交流充电桩枪头去掉，露出所有的线束；
[0055]
步骤2：将枪头线束里面的电源线接到电源线滤波器的输入端端子；
[0056]
步骤3：将枪头线束里面的连接确认线(cc)接到相应滤波器的输入端端子；
[0057]
步骤4：将枪头线束里面的控制确认线(cp)接到光端机输入端端子；
[0058]
步骤5：从屏蔽体内侧将电源线引出，接入到暗室内部相应的地面接口板位置；
[0059]
步骤6：从屏蔽体内侧将cc线引出，接入到暗室内部相应的地面接口板位置；
[0060]
步骤7：从屏蔽体内侧将cp线引出，接入到暗室内部相应的地面接口板位置。
[0061]
交流充电枪枪头的结构图如图4所示，交流充电枪枪头的参数如表2所示。
[0062]
表2触头电气参数值及功能定义
[0063]
(2)对于直流充电桩输出的接口及时方案，解决的步骤如下：
[0064]
直流充电桩输出的电压高达1000v，电流250a，需要采用高耐压而且易散热的滤波器以及电缆，考虑到电波暗室的背景噪声，还需要采用屏蔽电缆及接插件；
[0065]
直流充电桩输出的信号有can h、can l两种，属于高速传输数字信号，常规的信号滤波器仍然会造成信号的衰减进而失真。最佳的技术方案也是采用光端机的方式，能很好的规避高速数字信号无损耗的传输。光端机通常为2个模块，一个位于屏蔽室外部为电转光，另一个位于屏蔽室内部，负责将光转为电。为了保证屏蔽室内部的背景噪声，通常要对室内的光端机进行屏蔽处理。两个模块之间为全光纤线连接，通过屏蔽室墙面的专用光纤波导传入屏蔽室内部。
[0066]
针对直流充电桩接口界面的结构图如图2所示，连接方法：
[0067]
步骤1：先将直流充电桩枪头去掉，露出所有的线束；
[0068]
步骤2：将枪头线束里面的电源线接到电源线滤波器的输入端端子；
[0069]
步骤3：将枪头线束里面的连接确认线(cc)接到相应滤波器的输入端端子；
[0070]
步骤4：将枪头线束里面的充电通信线(can_h，can_l)接到光端机输入端端子；
[0071]
步骤5：从屏蔽体内侧将电源线引出，接入到暗室内部相应的地面接口板位置；
[0072]
步骤6：从屏蔽体内侧将cc线引出，接入到暗室内部相应的地面接口板位置；
[0073]
步骤7：从屏蔽体内侧将can充电通信线引出，接入到暗室内部相应的地面接口板位置。
[0074]
直流充电枪枪头的结构图如图5所示，直流充电枪枪头的参数如表3所示。
[0075]
表3触头电气参数值及功能定义
[0076][0077]
(3)对于交流和直流充电桩的温控线以及安全监控线的处理方案：
[0078]
充电桩的温控线只是监控充电枪头在充电过程中发热的情况，其并不与车辆或者电池包直接建立连接，因此不需要将温控线接入到屏蔽室内部，可以在充电桩侧对电源线进行温度监控。充电桩另外一个安全监控是通过检测车辆或者电池包在充电过程中的绝缘电阻和漏电流大小。但是由于充电桩进入暗室的线路如果接了lisn和电源滤波器都不能正常充电，原因是lisn和滤波器的漏电流太大了，超过了充电桩和车子这边的限值。另外一点是充电桩检测到的绝缘电阻不够大，也会出现安全故障报警，这个原因则是由于滤波器的泄放电阻只有1mohm引起的，滤波器的泄放电阻不能太大，否则影响放电时间。针对这些问题，需要在充电桩侧将绝缘电阻和泄漏检测功能屏蔽掉，整个功能不影响emc的测试。
[0079]
本发明还提供一种充电桩，包括上述的适用于emc测试的充电桩智能接口装置。
[0080]
本发明采用的针对交直流充电桩的接口方案则很好的解决了传统接口方案的缺点，既解决了高电压大电流的电源传输，也解决了高速数字信号的无损传输以及保证了屏蔽房的屏蔽性能。对于目前国家倡导的新能源汽车行业来说，此发明将会助力新能源车在emc性能方面的良性发展。
[0081]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0082]
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。