一种充电桩计量校验装置的制作方法

本实用新型属于电子领域，尤其涉及一种充电桩计量校验装置。

背景技术：

随着我国新能源汽车，特别是电动汽车生产、销售的快速增长，电动汽车充电桩作为充电基础设施，其需求也随之增大。目前电动汽车充电桩能实现计时、计电度、计金额充电，可以作为市民购电终端。同时也可以一桩多充，为电动自行车充电，从而提高了公共充电桩的效率和实用性。

由于充电桩涉及到电量计费，计时等功能，因此需要定期对充电桩进行电量计量检测。然而，目前对充电桩的检测基本是对各项功能是否正常的检测，未涉及到计量及精度的检测，不利于充电桩市场的全面建设和监管。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供一种充电桩计量校验装置，旨在解决目前无法对充电桩进行电量计量检测的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种充电桩计量校验装置，连接于交流充电桩与负荷充电设备之间，所述装置包括：

充电桩对接口单元，所述充电桩对接口单元具有国标充电插座，与所述交流充电桩插接；

负荷对接口单元，所述负荷对接口单元具有国标充电插座，与所述负荷充电设备插接；

模拟控制引导单元，用于确认交流充电桩与负荷充电设备之间的握手信号正常后，控制交流充电桩对负荷充电设备充电，所述模拟控制引导单元的充电 输入端与所述充电桩对接口单元连接，所述模拟控制引导单元的充电输出端与所述负荷对接口单元连接；

校验单元，用于在充电时，获取交流充电桩的时钟信号与基准时钟信息比较，得到交流充电桩的时钟误差，同时获取交流充电桩的电能脉冲与标准脉冲值比较，得到交流充电桩的电能误差，所述校验单元的充电输入端与所述充电桩对接口单元连接，所述校验单元的充电输出端与所述负荷对接口单元连接，所述校验单元的时钟检测端与所述交流充电桩的时钟输出端连接，所述校验单元的电能检测端与所述交流充电桩的电能脉冲输出端连接，所述校验单元的检测输出端输出检测结果。

进一步地，所述充电桩计量校验装置还包括：

人机交互界面，用于显示上位机的操作命令以及校验结果，所述人机交互界面的显示端与所述校验单元的检测输出端连接，所述人机交互界面还与上位机通信连接。

更进一步地，所述握手信号包括充电连接确认信号和控制确认信号，所述模拟控制引导单元分别通过第一、第二、第三充电输入端获取来自交流充电桩的充电连接确认信号、控制确认信号和接地保护信号，并通过第一、第二、第三充电输出端向所述负荷充电设备输出充电连接确认信号、控制确认信号和接地保护信号；

所述模拟控制引导单元包括：

第一比较器、第二比较器、AD采样模块和开关模块；

所述第一比较器的第一输入端为所述模拟控制引导单元的第一输入端，所述第一比较器的第二输入端接收第一基准信号，所述第一比较器的输出端与所述AD采样模块的第一输入端连接；

所述第二比较器的第一输入端为所述模拟控制引导单元的第二输入端，所述第二比较器的第二输入端接收第二基准信号，所述第二比较器的输出端与所述AD采样模块的第二输入端连接；

所述AD采样模块的输出端与所述开关模块的控制端连接，所述开关模块的一导通端组为所述模拟控制引导单元分别通过第一、第二、第三充电输入端，所述开关模块的另一导通端组为所述模拟控制引导单元分别通过第一、第二、第三充电输出端。

更进一步地，所述校验单元通过通讯线获取交流充电桩的时钟信号；

所述基准时钟信息通过GPS获取。

更进一步地，所述校验单元包括：

第一电压转换模块，用于将交流三相电压转换为交流小电压信号，所述第一电压转换模块的输入端为所述校验单元的充电输入端；

电流电压转换模块，用于将交流三相电流转换为交流小电压信号，所述电流电压转换模块的输入端同时为所述校验单元的充电输入端；

第二电压转换模块，用于将所述交流大电压信号转换为交流小电压信号，所述第二电压转换模块的输入端与所述电流电压转换模块的输出端连接；

AD转换模块，用于将交流小电压信号转换为数字信号，所述AD转换模块的两输入端分别与所述第一电压转换模块和所述第二电压转换模块的输出端连接；

脉冲采集模块，用于从交流充电桩采集电能脉冲信号，所述脉冲采集模块的输入端为所述校验单元的电能检测端；

处理器，用于根据所述直流AD采样信号计算生成标准脉冲值，并与所述电能脉冲信号比较，得到交流充电桩的电能误差，以及将获取交流充电桩的时钟信号与基准时钟信息比较，得到交流充电桩的时钟误差，所述处理器的采样数据端与所述AD转换模块的输出端连接，所述处理器的时钟数据端为所述校验单元的时钟检测端，所述处理器的输出端为所述校验单元的检测输出端。

更进一步地，所述处理器为高速DSP。

更进一步地，所述高速DSP通过串口通信方式与人机交互界面通信。

更进一步地，所述充电桩计量校验装置还包括人机交互界面，所述处理器 的输出端与所述人机交互界面通信连接，所述处理器的采样控制输出端与所述AD转换模块的精度控制端连接，所述处理器通过从人机交互界面获取的控制指令调整所述AD转换模块的转换精度。

本实用新型实施例可以在充电过程中检测充电桩的时钟误差和电能误差，为充电桩进行精度定级，实现了对充电桩进行电量计量检测，形成有效地市场监督，同时本产品小巧便携，方便用户现场测试。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的充电桩计量校验装置的结构图；

图2为本实用新型实施例提供的充电桩计量校验装置中模拟控制引导单元的结构图；

图3为本实用新型实施例提供的充电桩计量校验装置中校验单元的结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型实施例可以在充电过程中检测充电桩的时钟误差和电能误差，为充电桩进行精度定级，实现了对充电桩进行电量计量检测，形成有效地市场监督，同时本产品小巧便携，方便用户现场测试。

图1示出了本实用新型实施例提供的充电桩计量校验装置的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。

作为本实用新型一实施例，该充电桩计量校验装置1连接于交流充电桩2 与负荷充电设备3之间，该负荷充电设备可以是电动汽车、电动自行车，也可以是其他负载充电设备，该充电桩计量校验装置1包括：

充电桩对接口单元11，充电桩对接口单元11具有国标(GB-T20234.2-2015)充电插座，与交流充电桩2插接；

负荷对接口单元12，负荷对接口单元12具有国标(GB-T20234.2-2015)充电插座，与负荷充电设备3插接；

模拟控制引导单元13，用于确认交流充电桩2与负荷充电设备3之间的握手信号正常后，控制交流充电桩2对负荷充电设备3充电，该握手信号包括充电连接确认信号CC和控制确认信号CP，模拟控制引导单元13的充电输入端与充电桩对接口单元11连接，模拟控制引导单元13的充电输出端与负荷对接口单元12连接；

校验单元14，用于在充电时，获取交流充电桩2的时钟信号与基准时钟信息比较，得到交流充电桩2的时钟误差，同时获取交流充电桩2的电能脉冲与标准脉冲值比较，得到交流充电桩2的电能误差，校验单元14的充电输入端与充电桩对接口单元11连接，校验单元14的充电输出端与负荷对接口单元12连接，校验单元14的时钟检测端与交流充电桩2的时钟输出端连接，校验单元14的电能检测端与交流充电桩2的电能脉冲输出端连接，校验单元14的检测输出端输出检测结果。

在本实用新型实施例中，校验单元14可以通过通讯线获取交流充电桩2的时钟信号，而基准时钟信息可以通过GPS获取。

在本实用新型实施例中，模拟控制引导单元13在确认握手信号后对负荷充电设备3进行充电，并在充电的过程中通过校验单元14来获取交流充电桩2的时钟信号和电能脉冲，通过与基准时钟信号和标准脉冲值比较得出交流充电桩2的时钟误差和电能误差，实现对交流充电桩2的校验，并可以根据校验结果的误差等级对交流充电桩2进行精度定级。

优选地，该充电桩计量校验装置1还可以包括：

人机交互界面15，该人机交互界面15可以通过显示装置实现，也可以通过手机等终端实现，该人机交互界面15可以与上位机通信，用于显示上位机的操作命令以及校验单元14输出的校验结果，人机交互界面15的显示端与校验单元14的检测输出端连接，人机交互界面15与上位机通信连接。

本实用新型实施例可以在充电过程中检测充电桩的时钟误差和电能误差，为充电桩进行精度定级，实现了对充电桩进行电量计量检测，形成有效地市场监督，同时本产品小巧便携，方便用户现场测试。

图2示出了本实用新型实施例提供的充电桩计量校验装置中模拟控制引导单元的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。

作为本实用新型一实施例，该模拟控制引导单元13分别通过第一、第二、第三充电输入端获取来自交流充电桩2的充电连接确认信号CC、控制确认信号CP和接地保护信号PE，并通过第一、第二、第三充电输出端向负荷充电设备3输出充电连接确认信号CC、控制确认信号CP和接地保护信号PE；

模拟控制引导单元13包括：

第一比较器CP1、第二比较器CP2、AD采样模块131和开关模块132；

第一比较器CP1的第一输入端为模拟控制引导单元13的第一输入端，第一比较器CP1的第二输入端接收第一基准信号，第一比较器CP1的输出端与AD采样模块131的第一输入端连接；

第二比较器CP2的第一输入端为模拟控制引导单元13的第二输入端，第二比较器CP2的第二输入端接收第二基准信号，第二比较器CP2的输出端与AD采样模块131的第二输入端连接；

AD采样模块131的输出端与开关模块132的控制端连接，开关模块132的一导通端组为模拟控制引导单元13分别通过第一、第二、第三充电输入端，开关模块132的另一导通端组为模拟控制引导单元13分别通过第一、第二、第三充电输出端。

在本实用新型实施例中，第一比较器CP1和第二比较器CP2分别对充电连 接确认信号CC、控制确认信号CP进行比较确认，并将比较结果输出给AD采样模块131采样，从而判定握手信号是否正常，在确认握手信号正常后通过开关控制信号控制开关模块132导通，开关模块132在导通后将充电连接确认信号CC、控制确认信号CP和接地保护信号PE传递给负荷充电设备3，对负荷充电设备3进行充电。

本实用新型实施例可以在充电过程中检测充电桩的时钟误差和电能误差，为充电桩进行精度定级，实现了对充电桩进行电量计量检测，形成有效地市场监督，同时本产品小巧便携，方便用户现场测试。

图3示出了本实用新型实施例提供的充电桩计量校验装置中校验单元的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。

作为本实用新型一实施例，该校验单元14包括：

第一电压转换模块141，用于将交流三相电压转换为交流小电压信号，第一电压转换模块141的输入端为校验单元14的充电输入端；

电流电压转换模块142，用于将交流三相电流转换为交流小电压信号，电流电压转换模块142的输入端同时为校验单元14的充电输入端；

第二电压转换模块143，用于将交流大电压信号转换为交流小电压信号，第二电压转换模块143的输入端与电流电压转换模块142的输出端连接；

AD转换模块144，用于将交流小电压信号转换为数字采样信号，AD转换模块144的两输入端分别与第一电压转换模块141和第二电压转换模块143的输出端连接；

脉冲采集模块145，用于从交流充电桩2采集电能脉冲信号，脉冲采集模块145的输入端为校验单元14的电能检测端；

处理器146，用于根据数字采样信号计算生成标准脉冲值，并与电能脉冲信号比较，得到交流充电桩2的电能误差，以及将获取交流充电桩2的时钟信号与基准时钟信息比较，得到交流充电桩2的时钟误差，处理器146的采样数据端与AD转换模块144的输出端连接，处理器146的时钟数据端为校验单元 14的时钟检测端，处理器146的输出端为校验单元14的检测输出端。

当处理器146的输出端与人机交互界面通信连接时，处理器146的采样控制输出端与AD转换模块144的精度控制端连接，处理器146通过从人机交互界面获取的控制指令调整AD转换模块144的转换精度。

较优地，处理器146可以采用高速DSP实现。该高速DSP通过串口通信方式与人机交互界面通信。

在本实用新型实施例中，校验单元14将交流充电桩2输出的电压、电流信号经过电压转换和电流转换后给到AD转换模块144进行模数转换，从而生成DSP能够识别的数字信号，DSP控制部分通过该数字信号计算出一个功率值，然后通过高速DSP计算得出一个标准脉冲值，再与通过脉冲采集模块145采集到的交流充电桩2输出的电能脉冲信号进行比对，从而计算出交流充电桩2的电能误差，根据电能误差为交流充电桩2的精度定级。

本实用新型实施例可以在充电过程中检测充电桩的时钟误差和电能误差，为充电桩进行精度定级，实现了对充电桩进行电量计量检测，形成有效地市场监督，同时本产品小巧便携，方便用户现场测试。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。