一种充电桩的故障分析装置的制作方法

1.本技术属于故障分析装置技术领域，尤其涉及一种充电桩的故障分析装置。


背景技术：

2.目前，随着新能源汽车的普及，与其配套充电的汽车充电桩的安装数量也在不断增加。充电桩一般安装在户外停车场，由于充电场地环境灰尘、器件寿命、充电人员操作不当等因素引起的充电桩部分硬件损坏需要更换，或者由于某些小众品牌新能源车的协议不够兼容、固件升级等因素导致的充电桩不能给车充电的故障问题，都需要充电桩运营厂家技术人员到现场进行充电故障问题的定位分析与解决，然而，针对充电故障问题的定位分析，技术人员通常需要带着电脑和一大堆抓包工具，通过人工检索故障码、分析故障发生节点等方式才能分析定位充电桩故障原因，导致技术人员需要携带的工具总体积大、总重量大，且故障分析的工作效率低。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种充电桩的故障分析装置，旨在解决传统的充电桩故障检测存在的使用设备多、设备携带不便的问题。
4.本技术实施例提供了一种充电桩的故障分析装置，包括：采集模块，包括若干总线接口，若干所述总线接口用于与所述充电桩连接，以采集在所述充电桩自身以及所述充电桩与车载电池管理系统之间的历史数据；故障分析模块，包括控制器和与所述控制器连接的第一存储器，所述第一存储器用于存储故障码对照表，所述控制器与所述采集模块连接；所述控制器被配置为读取所述历史数据和所述故障码对照表，并将所述历史数据和所述故障码对照表进行对照确定具体故障。
5.其中一实施例中，所述采集模块包括通信数据采集模块和充电桩数据采集模块；所述通信数据采集模块包括通信数据总线接口，所述通信数据总线接口用于与所述充电桩的对应数据总线连接，以采集所述在充电桩与车载电池管理系统之间传输的通信报文；所述充电桩数据采集模块包括充电桩数据总线接口，所述充电桩数据总线接口用于与所述充电桩的对应数据总线连接，以采集所述充电桩的设备运行日志以及所述充电桩与服务器之间传输的网络报文；所述历史数据包括所述通信报文、所述设备运行日志和所述网络报文。
6.其中一实施例中，所述故障分析模块还包括与所述控制器连接的第二存储器；所述第二存储器用于存储所述故障分析装置的系统配置参数。
7.其中一实施例中，所述系统配置参数包括故障分析模块的分析模式配置参数，所述分析模式包括运行时间依次增加且故障分析能力依次增强的初级分析模式、中级分析模式和高级分析模式；所述故障分析装置还包括拨码开关，所述拨码开关与所述故障分析模块连接，以用于所述故障分析模块根据所述拨码开关的拨码状态以及所述分析模式配置参数工作在对应的所述分析模式。
8.其中一实施例中，所述第二存储器为可拆卸的快闪存储器，以便于修改所述故障
对照表。
9.其中一实施例中，所述通信数据总线接口为can总线接口，所述通信数据采集模块还包括第一电平转换电路，所述第一电平转换电路的一端通过第一信号隔离电路与所述通信数据总线接口连接，所述第一电平转换电路的另一端与所述控制器连接。
10.其中一实施例中，所述充电桩数据总线接口为rs232总线接口，所述充电桩数据采集模块还包括第二电平转换电路，所述第二电平转换电路的一端通过第二信号隔离电路与所述充电桩数据总线接口连接，所述第二电平转换电路的另一端与所述控制器连接。
11.其中一实施例中，还包括按键输入模块，所述按键输入模块与所述控制器连接，以用于输入操作指令。
12.其中一实施例中，还包括显示模块，所述显示模块包括显示屏以及均与所述显示屏连接的驱动电路和控制电路，所述驱动电路和所述控制电路还均与所述控制器连接，所述显示模块用于显示所述故障分析装置的工作信息。
13.其中一实施例中，还包括电源模块，所述电源模块包括电源管理电路、可充电电池和充电接口，所述可充电电池和所述充电接口均与所述电源管理电路连接，所述电源管理电路能够进行电压转换，生成工作电压，以用于为所述采集模块和所述故障分析模块供电。
14.其中一实施例中，还包括与所述控制器连接的快速提示模块，所述快速提示模块包括状态指示灯和蜂鸣器，所述状态指示灯用于提示所述可充电电池的剩余电量情况和充电情况，所述蜂鸣器用于发出提示音。
15.本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过上述的采集模块采集的历史数据，控制器可根据历史数据和故障码对照表快速确定充电桩的故障原因。使用本实施例便于携带，可以使工作人员无需携带其他工具，即可快速、自动完成故障分析工作，找到故障原因，提高充电桩维修效率。
附图说明
16.图1为本技术第一实施例提供的原理示意图；
17.图2为本技术第一实施例提供的结构示意图；
18.图3为本技术第一实施例提供的电源示意图；
19.图4为本技术第一实施例提供的电源电路示意图；
20.图5为本技术第二实施例提供的结构示意图。
21.上述附图说明：100、采集模块；110、通信数据采集模块；111、通信数据总线接口；112、第一信号隔离电路；113、第一电平转换电路；120、充电桩数据采集模块；121、充电桩数据总线接口；122、第二信号隔离电路；123、第二电平转换电路；300、故障分析模块；310、控制器；320、第一存储器；330、第二存储器；400、拨码开关；500、按键输入模块；600、显示模块；610、显示屏；620、驱动电路；630、控制电路；700、电源模块；710、电源管理电路；720、可充电电池；730、充电接口；800、快速提示模块；810、状态指示灯；820、蜂鸣器；830、驱动控制电路。
具体实施方式
22.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结
合附图及实施例，对本技术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技术，并不用于限定本技术。
23.当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
24.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
25.图1示出了本技术第一实施例提供的一种充电桩的故障分析装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
26.一种充电桩的故障分析装置，包括：采集模块100和故障分析模块300。
27.采集模块100包括若干总线接口，总线接口用于与充电桩连接，以采集在充电桩自身以及充电桩与车载电池管理系统之间的历史数据；故障分析模块300包括控制器310和与控制器310连接的第一存储器320，第一存储器320用于存储故障码对照表，控制器310与采集模块100连接；控制器310被配置为读取历史数据和故障码对照表，并将历史数据和故障码对照表进行对照确定具体故障。
28.通过对比第一存储器320中的故障码对照表可以快速找出历史数据中异常部分的具体故障原因。
29.采集模块100包括通信数据采集模块110和充电桩数据采集模块120；通信数据采集模块110包括通信数据总线接口111，通信数据总线接口111用于与充电桩的对应数据总线连接，以采集在充电桩与车载电池管理系统之间传输的通信报文；采集通信报文用于确定故障时间节点；充电桩数据采集模块120包括充电桩数据总线接口121，充电桩数据总线接口121用于与充电桩的对应数据总线连接，以采集充电桩的设备运行日志以及充电桩与服务器之间传输的网络报文；采集网络报文用于获取故障码，采集设备运行日志用于精准确定故障原因；历史数据包括通信报文、设备运行日志和网络报文。
30.本实施例中，控制器310可以是单片机(microcontroller unit；mcu)，控制器310具有内置存储单元，内置存储单元用于存储故障分析系统，控制器310用于调用故障分析系统结合故障码对照表对历史数据进行分析，得到故障分析结果；具体的，控制器310可以采集网络报文中的故障码，故障码用于结合故障码对照表确定所有可能故障原因，控制器310可以结合设备运行日志以及故障时间节点从所有可能故障原因中确定具体故障原因。故障分析系统可以为装有对应故障分析软件的linux系统。
31.另一实施例中，故障分析系统为装有故障分析软件的freertos系统。
32.需要说明的是，充电桩对汽车充电的整个流程包括握手连接、设备辨识、充电参数配置、充电过程和充电结束过程，而在这些流程中充电桩出现的故障通常包括三种故障：充电桩与电动汽车之间的通信故障、充电桩与管理系统服务器之间传输的网络通信故障以及充电桩自身的设备运行故障，当充电桩某一处出现故障时，会引起连锁反应，导致在网络报文中会出现各种故障码，控制器310可以结合故障码对照表对出现的故障码进行分析得到多个可能故障原因，为提高故障分析的准确性，在故障分析时还需要通过通信报文确定汽车充电流程的中断的时间节点，该时间节点即发生故障的的故障时间节点，控制器310才能
更加准确地结合设备运行日志和故障时间节点确定具体故障原因。
33.本实施例中，第二存储器330为可拆卸的快闪存储器，第二存储器330可以是sd卡、u盘等，以便于将第二存储器330从故障分析装置上取下来放入其他智能设备中，对故障对照表进行快速修改。也可以通过更换装有不同故障对照表的第二存储器330，实现对参与故障分析的故障对照表的快速更换。该故障对照表中包括若干故障码以及与每个故障码对应的故障原因注释。
34.本实施例中，故障分析模块300还包括与控制器310连接的第二存储器330；第二存储器330用于存储故障分析装置的故障分析系统的系统配置参数，系统配置参数用于对故障分析系统进行配置；该系统配置参数包括自定义字库、屏幕亮度配置信息、静音模式配置信息等。
35.其中，第二存储器330可以是只读存储器(rom；read-only memory)，进一步的，第二存储器330可以是带电可擦可编程只读存储器(eeprom；electrically erasable programmable read only memory)。
36.本实施例中，通信数据总线接口111为can总线接口，通信数据采集模块110还包括第一电平转换电路113，第一电平转换电路113包括can电平转换芯片，第一电平转换电路113的一端通过第一信号隔离电路112与通信数据总线接口111连接，第一电平转换电路113的另一端与控制器310连接。充电桩数据总线接口121为rs232总线接口，充电桩数据采集模块120还包括第二电平转换电路123，第二电平转换电路123包括rs232电平转换芯片，第二电平转换电路123的一端通过第二信号隔离电路122与充电桩数据总线接口121连接，第二电平转换电路123的另一端与控制器310连接。
37.本实施例的控制器310内置有can驱动和rs232驱动，通过外接第一电平转换电路113和第二电平转换电路123的方式能够实现通信数据总线接口111、充电桩数据总线接口121直接与充电桩的can总线、rs232总线对接，使得控制器310能够自适应充电桩总线的波特率，与现有的通过连接can通讯模块或rs232通讯模块的连接方式相比更加灵活，能够适应不同型号的充电桩。
38.本实施例中，还包括按键输入模块500，按键输入模块500与控制器310连接，以用于采集用户的操作指令，实现对故障分析系统的控制以及参数输入。
39.本实施例中，还包括显示模块600，显示模块600包括显示屏610以及均与显示屏610连接的驱动电路620和控制电路630，显示屏610为lcd屏，驱动电路620和控制电路630还均与控制器310连接；控制器310通过驱动电路620点亮显示屏610，并通过控制电路630控制显示屏610显示的内容，显示模块600用于显示故障分析装置的工作信息，其中工作信息包括故障分析信息和工作状态信息，故障分析信息包括采集到的故障码对应的可能故障原因以及故障分析装置分析得到的最终故障原因等，工作状态信息包括故障分析系统的版本号、当前工作阶段以及设备运行时间等。
40.另一实施例中，显示屏610优选为tft(thin film transistor)液晶屏，显示效果较好。
41.如图3所示本实施例中，还包括电源模块700，电源模块700包括电源管理电路710、可充电电池720和充电接口730，可充电电池720和充电接口730均与电源管理电路710连接；电源管理电路710用于将从可充电电池720或充电接口730传输来的电压转换成多级工作电
压，以用于为通信数据采集模块110、充电桩数据采集模块120、故障分析模块300以及本实施例中的其他耗电模块供电；电源管理电路710还用于实现充电接口730对可充电电池720的充电。
42.其中，如图4所示，电源管理电路710包括电源控制芯片u1以及电源控制芯片u1对应的外围电路，电源控制芯片u1的型号可以为cw1233albs，电源控制芯片u1及其外围电路分别与可充电电池720的电池正极bat+、电池负极bat-以及充电接口730的正极输入端vcc连接，电源控制芯片u1用于进行电压转换，利用可充电电池720的电压或者充电接口730的电压输出多级工作电压，电源控制芯片u1的第一输出端vc1、第二输出端vc2和第三输出端vc3用于分别输出电压不同的工作电压，同时，电源控制芯片u1以及外围电路还用于对可充电电池720进行充电，具有过充电保护、过放电保护、充电过温保护、过流保护和短路保护等功能，以提高可充电电池720的使用寿命。
43.本实施例中，还包括与控制器310连接的快速提示模块800，快速提示模块800包括驱动控制电路830、状态指示灯810和蜂鸣器820，状态指示灯810可以是双色led灯，状态指示灯810用于提示可充电电池720的剩余电量情况和充电情况，蜂鸣器820用于发出提示音。状态指示灯810和蜂鸣器820均由控制器310通过驱动控制电路830进行控制。
44.例如，在控制器310的控制下，当可充电电池720的剩余电量充足时，状态指示灯810发出黄光，当可充电电池720的剩余电量不足时，状态指示灯810发出红光，当可充电电池720进行充电时，状态指示灯810发出闪烁的黄光。
45.蜂鸣器820可以在可充电电池720的剩余电量不足时发出提示音，还可以在故障分析装置完成故障分析后发出提示音。
46.图5示出了本技术第二实施例提供的一种充电桩的故障分析装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
47.本实施例基于第一实施例，在本实施例中，系统配置参数包括故障分析模块300的分析模式配置参数，分析模式包括运行时间依次增加且故障分析能力依次增强的初级分析模式、中级分析模式和高级分析模式；故障分析装置还包括拨码开关400，拨码开关400与故障分析模块300连接，以用于故障分析模块300根据拨码开关400的拨码状态以及分析模式配置参数工作在对应的分析模式。其中，拨码开关400可以是四位一体式开关。
48.本实施例中，故障码对照表中包括常规故障码和部分特殊型号的充电桩的特殊故障码。
49.需要说明的是，当拨码开关400的拨码状态为0000时，故障分析模块300处于初级分析模式，可以对一些常见的故障进行分析；此时进行故障分析时，故障分析模块300使用sql数据库查询方法中的简单查询语句搜索网络报文中的故障码；故障分析模块300根据采集到的故障码以及故障码对照表中的常规故障码找到每个故障码对应的故障原因，从而故障分析模块300再结合设备运行日志分析得到具体的故障原因，并给出维修建议。
50.当拨码开关400的拨码状态为0001时，故障分析模块300处于中级分析模式；对于一些不太常见的充电桩故障问题或复合型充电桩故障问题的定位分析(即普通分析模式不能定位出问题时)可采用中级分析模式，此时进行故障分析时，故障分析模块300使用sql数据库查询方法中的复杂查询语句搜索网络报文中的故障码，根据搜索到的故障码结合故障码对照表中的常规故障码和特殊故障码确定所有可能故障原因；若通过当前的所有可能故
障原因无法直接确定具体故障原因，则故障分析模块300再根据通信报文确定的故障时间节点，找到设备运行日志以及网络报文中与故障时间节点对应的状态信息，根据该状态信息确定具体故障原因，给出维修建议。中级分析模式即为第一实施例所使用的分析模式。
51.另一实施例中，第一存储器320中还存储有与故障时间节点对照表，以用于故障分析模块300根据该故障时间节点对照表和确定的故障时间节点来确定具体故障原因。故障分析模块300还会将找到的具体故障原因与设备运行日志再进行一次对比验证。
52.当拨码开关400的拨码状态为0011时，故障分析模块300处于高级分析模式；故障分析模块300将对通信报文、设备运行日志以及网络报文进行逐句分析，搜索其中的故障码以及故障时间节点，结合故障码对照表中的常规故障码以及特殊故障码得到具体的故障原因，给出维修建议。
53.在实际工作过程中，同时每当故障分析模块300找到故障码后，即使无法确定具体故障原因，故障分析模块300都会通过显示屏610将每个故障码对应的可能故障原因显示出来，从而协助工作人员对实际的故障原因进行判断，提升充电桩的售后运维效率及效果。
54.工作人员可以根据自身的经验以及充电桩的状态选择使用适合的分析模式，以最高的效率完成故障分析。
55.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。