本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種充電樁模擬器。

背景技術(shù)：

隨著新能源電動汽車的不斷普及，電動汽車充電樁作為新能源電動汽車基礎(chǔ)的配套設(shè)施，與電動汽車之間的互聯(lián)互通顯得越來越重要。目前純電動汽車充電樁具備的功能主要是滿足國家標準及地區(qū)標準規(guī)定的充電要求，只具備充電樁的基本功能，通信協(xié)議及內(nèi)部檢測電路不具備可調(diào)性，不具備模擬充電故障、通信故障、電網(wǎng)波動及極端工況模擬輸出功能等充電模擬功能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了一種充電樁模擬器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的充電樁模擬器不具備模擬充電過程各種工況的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明實施例提供了一種充電樁模擬器，包括：

用于將電網(wǎng)電流轉(zhuǎn)換為車輛進行交流充電時所需電流的交流源模塊；

用于將電網(wǎng)電流轉(zhuǎn)換為車輛進行直流充電時所需電流的直流源模塊；

交流充電插頭，其中所述交流源模塊所輸出的電流傳輸至所述交流充電插頭；

直流充電插頭，其中所述直流源模塊所輸出的電流傳輸至所述直流充電插頭；

第一控制引導(dǎo)電路，連接于所述交流充電插頭與所述交流源模塊之間，用于產(chǎn)生第一故障模擬信號，所述第一故障模擬信號為模擬電流在所述交流源模塊與所述交流充電插頭之間傳輸時所發(fā)生的電流傳輸故障的模擬信號；

第二控制引導(dǎo)電路，連接于所述直流充電插頭與所述直流源模塊之間，用于產(chǎn)生第二故障模擬信號，所述第二故障模擬信號為模擬電流在所述直流源模塊與所述直流充電插頭之間傳輸時所發(fā)生的電流傳輸故障的模擬信號；

用于模擬和分析控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN通信的CAN通信模塊；

用于進行數(shù)據(jù)采集和分析的工業(yè)控制計算機，其中，所述交流源模塊和所述直流源模塊分別將輸出的電流傳輸至所述工業(yè)控制計算機進行數(shù)據(jù)記錄和分析，所述第一控制引導(dǎo)電路和所述第二控制引導(dǎo)電路分別將產(chǎn)生的第一故障模擬信號和第二故障模擬信號發(fā)送至所述工業(yè)控制計算機進行數(shù)據(jù)記錄和分析，所述CAN通信模塊將產(chǎn)生的CAN通信信息發(fā)送至所述工業(yè)控制計算機進行數(shù)據(jù)記錄和分析。

進一步地，所述交流源模塊包括：

用于將電網(wǎng)電流轉(zhuǎn)換為車輛進行交流充電時所需電流的交流供電電網(wǎng)模擬器和用于控制所述交流供電電網(wǎng)模擬器將電網(wǎng)電流轉(zhuǎn)換為車輛進行交流充電時所需電流的交流充電供電控制器。

進一步地，所述直流源模塊包括：

用于將電網(wǎng)電流轉(zhuǎn)換為車輛進行直流充電時所需電流的直流供電電網(wǎng)模擬器和用于控制所述直流供電電網(wǎng)模擬器用于將電網(wǎng)電流轉(zhuǎn)換為車輛進行直流充電時所需電流的直流充電供電控制器。

進一步地，所述第一控制引導(dǎo)模塊包括：

第一短路模擬器，用于產(chǎn)生模擬短路故障的故障模擬信號，并分別傳輸至所述交流充電插頭和所述工業(yè)控制計算機；

第一任意波形發(fā)生器，用于產(chǎn)生模擬充電控制的充電控制模擬信號及干擾信號，并分別傳輸至所述交流充電插頭和所述工業(yè)控制計算機；以及

用于為所述第一短路模擬器和所述第一任意波形發(fā)生器提供電源的第一低壓輔助電源；

所述第二控制引導(dǎo)模塊包括：

第二短路模擬器，用于產(chǎn)生模擬短路故障的故障模擬信號，并分別傳輸至所述直流充電插頭和所述工業(yè)控制計算機；

第二任意波形發(fā)生器，用于產(chǎn)生模擬充電控制的充電控制模擬信號及干擾信號，并分別傳輸至所述直流充電插頭和所述工業(yè)控制計算機；以及

用于為所述第二短路模擬器和所述第二任意波形發(fā)生器提供電源的第二低壓輔助電源。

進一步地，所述CAN通信模塊包括：

用于模擬CAN通信報文的CAN-BUS模擬器和用于分析所述CAN-BUS模擬器模擬的CAN通信報文的CAN-BUS分析儀，所述CAN-BUS模擬器將模擬的CAN通信報文發(fā)送至所述CAN-BUS分析儀，所述CAN-BUS分析儀將對CAN通信報文的分析數(shù)據(jù)發(fā)送至所述工業(yè)控制計算機。

進一步地，所述工業(yè)控制計算機內(nèi)設(shè)置有多功能數(shù)據(jù)采集器卡。

進一步地，所述充電樁模擬器還包括：

功率分析模塊，用于分別對從所述第一控制引導(dǎo)電路和第二控制引導(dǎo)電路輸出的電壓和電流進行功率分析。

進一步地，所述功率分析模塊包括：電能質(zhì)量分析儀。

進一步地，所述充電樁模擬器還包括：

示波器，用于分別對從所述第一控制引導(dǎo)電路和第二控制引導(dǎo)電路輸出的電壓和電流進行波形顯示。

進一步地，所述示波器為：數(shù)字示波器。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明實施例提供的充電樁模擬器具備模擬充電故障、通信故障、電網(wǎng)波動及極端工況輸出等功能?？奢敵龈鞣N標準、非標準充電模式，可調(diào)節(jié)內(nèi)部電路及通信協(xié)議等參數(shù)，模擬市場上不同廠家充電樁輸出，提高兼容性測試；并能根據(jù)不同工況對充電樁的輸出進行編輯、控制，具備二次開發(fā)能力；還可實現(xiàn)與整車測試臺架系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一控制，滿足測試一致性要求。本發(fā)明實施例提供的充電樁模擬器為提高車輛對充電設(shè)施的兼容性和抗充電干擾能力提供了有效的驗證手段。

附圖說明

圖1表示本發(fā)明實施例提供的充電樁模擬器的框圖；

圖2表示本發(fā)明實施例提供的充電樁模擬器的另一框圖；

圖3表示本發(fā)明實施例提供的充電樁模擬器的另一框圖。

附圖標記說明如下：

101、交流源模塊；102、直流源模塊；103、交流充電插頭；104、直流充電插頭；105、第一控制引導(dǎo)電路；106、第二控制引導(dǎo)電路；107、CAN通信模塊；108、工業(yè)控制計算機；109、功率分析模塊；110、示波器；

1011、交流充電供電控制器；1012、交流供電電網(wǎng)模擬器；1021、直流充電供電控制器；1022、直流供電電網(wǎng)模擬器；1051、第一短路模擬器；1052、第一任意波形發(fā)生器；1053、第一低壓輔助電源；1061、第二短路模擬器；1062、第二任意波形發(fā)生器；1063、第二低壓輔助電源；1071、CAN-BUS模擬器；1072、CAN-BUS分析儀。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的示例性實施例，然而應(yīng)當理解，可以以各種形式實現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本發(fā)明，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整的傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

本發(fā)明實施例提供了一種充電樁模擬器，如圖1所示，包括：交流源模塊101、直流源模塊102、交流充電插頭103、直流充電插頭104、第一控制引導(dǎo)電路105、第二控制引導(dǎo)電路106、CAN通信模塊107和工業(yè)控制計算機108。

其中，交流源模塊101用于將電網(wǎng)電流轉(zhuǎn)換為車輛進行交流充電時所需的電流，然后將轉(zhuǎn)換的電流傳輸至交流充電插頭103，在交流充電插頭103與車輛上的交流充電接口配合連接時，對車輛進行充電。直流源模塊102用于將電網(wǎng)電流轉(zhuǎn)換為車輛進行直流充電時所需的電流，然后將轉(zhuǎn)換的電流傳輸至直流充電插頭104，在直流充電插頭104與車輛上的直流充電接口配合連接時，對車輛進行充電。其中，本發(fā)明實施例所述的交流充電插頭103和直流充電插頭104為符合國家標準的充電插頭。

為了模擬充電過程中的各種充電故障，本發(fā)明實施例提供的充電樁模擬器中還設(shè)置有連接于交流充電插頭103與交流源模塊101之間的第一控制引導(dǎo)電路105，用于產(chǎn)生模擬電流在交流源模塊101與交流充電插頭103之間傳輸時所發(fā)生的電流傳輸故障的第一故障模擬信號(如短路故障信號和干擾信號等)，和連接于直流充電插頭104與直流源模塊102之間的第二控制引導(dǎo)電路106，用于產(chǎn)生模擬電流在直流源模塊102與直流充電插頭104之間傳輸時所發(fā)生的電流傳輸故障的第二故障模擬信號(如短路故障信號和干擾信號等)。

為了模擬充電過程中充電樁與車輛之間的CAN(Controller Area Network，控制器局域網(wǎng)絡(luò))通信，本發(fā)明實施例提供的充電樁模擬器還設(shè)置有CAN模塊，用于模擬和分析CAN通信。

為了便于對充電過程中的數(shù)據(jù)進行采集、記錄和分析，本發(fā)明實施例提供的充電樁模擬器中還設(shè)置有工業(yè)控制計算機108。其中，交流源模塊101和直流源模塊102輸出的電流、第一控制引導(dǎo)電路105產(chǎn)生的第一故障模擬信號、第二控制引導(dǎo)電路106產(chǎn)生的第二故障模擬信號、CAN通信模塊107產(chǎn)生的CAN通信信息均會發(fā)送至工業(yè)控制計算機108進行數(shù)據(jù)記錄和分析。

具體地，如圖2所示，交流源模塊101包括：交流供電電網(wǎng)模擬器1012和交流充電供電控制器1011。交流充電供電控制器1011用于控制交流供電電網(wǎng)模擬器1012將電網(wǎng)電流轉(zhuǎn)換為車輛進行交流充電時所需的電流。其中，交流充電供電控制器1011不僅能夠控制交流供電電網(wǎng)模擬器1012模擬產(chǎn)生車輛所需的正常電流，還能控制交流供電電網(wǎng)模擬器1012模擬產(chǎn)生電壓不穩(wěn)定時的交流輸出或具有諧波的交流輸出等不同復(fù)雜的交流電網(wǎng)環(huán)境(電壓、頻率、三相電位差、三相壓差、諧波、電壓的波動等影響因素)，以測試車輛在特殊復(fù)雜交流充電情況下，車載充電機、CAN-BUS以及充電機等相關(guān)車載電氣的使用穩(wěn)定性和抗擾能力。此外，交流充電供電控制器1011還能模擬交流充電樁的引導(dǎo)控制電路單元發(fā)生誤動作等非正常情況，以測試車輛上交流充電單元響應(yīng)能力。

具體地，如圖2所示，直流源模塊102包括：直流供電電網(wǎng)模擬器1022和直流充電供電控制器1021。直流充電供電控制器1021用于控制直流供電電網(wǎng)模擬器1022將電網(wǎng)電流轉(zhuǎn)換為車輛進行直流充電時所需的電流。其中，直流充電供電控制器1021不僅能夠控制直流供電電網(wǎng)模擬器1022模擬產(chǎn)生車輛所需的正常電流，還能控制直流供電電網(wǎng)模擬器1022模擬產(chǎn)生直流充電樁輸出不穩(wěn)定或輸出失控時，產(chǎn)生過充、過壓、直流充電電壓紋波過大或疊加了干擾波等情況，以測試車輛BMS(電池管理系統(tǒng)(Battery Management System)、充電機及其相關(guān)聯(lián)控制部分的影響能力。此外，直流充電供電控制器1021還能模擬直流充電樁的引導(dǎo)控制電路單元發(fā)生誤動作等非正常情況，以測試車輛上直流充電單元響應(yīng)能力。

本發(fā)明實施例中的充電樁模擬器中，交流源模塊101和直流源模塊102能夠智能控制充電樁電壓和電流的輸出，以模擬不同電源輸出狀態(tài)下，車輛的充電響應(yīng)。

具體地，如圖2所示，第一控制引導(dǎo)模塊包括：第一短路模擬器1051、第一任意波形發(fā)生器1052以及第一低壓輔助電源1053。第一短路模擬器1051用于產(chǎn)生模擬短路故障的故障模擬信號，如模擬對地短路、短接短路等短路情況等。第一短路模擬器1051輸出的信號一是傳輸至送至交流充電插頭103，以測試車輛的響應(yīng)情況；二是傳輸至工業(yè)控制計算機108，以進行數(shù)據(jù)記錄和分析。第一任意波形發(fā)生器1052用于產(chǎn)生模擬充電控制的充電控制模擬信號及干擾信號等，以制造不同的充電故障。第一任意波形發(fā)生器1052輸出的信號一是傳輸至交流充電插頭103，以測試測試車輛是否能夠正常充電；二是傳輸至工業(yè)控制計算機108，以進行數(shù)據(jù)記錄和分析。第一低壓輔助電源1053用于為第一短路模擬器1051和第一任意波形發(fā)生器1052提供電源。

具體地，如圖2所示，第二控制引導(dǎo)模塊包括：第二短路模擬器1061、第二任意波形發(fā)生器1062以及第二低壓輔助電源1063。第二短路模擬器1061用于產(chǎn)生模擬短路故障的故障模擬信號，如模擬對地短路、短接短路等短路情況等。第二短路模擬器1061輸出的信號一是傳輸至送至交流充電插頭103，以測試車輛的響應(yīng)情況；二是傳輸至工業(yè)控制計算機108，以進行數(shù)據(jù)記錄和分析。第二任意波形發(fā)生器1062用于產(chǎn)生模擬充電控制的充電控制模擬信號及干擾信號等，以制造不同的充電故障。第二任意波形發(fā)生器1062輸出的信號一是傳輸至交流充電插頭103，以測試測試車輛是否能夠正常充電；二是傳輸至工業(yè)控制計算機108，以進行數(shù)據(jù)記錄和分析。第二低壓輔助電源1063用于為第二短路模擬器1061和第二任意波形發(fā)生器1062提供電源。

其中，需要說明的是，第一短路模擬器1051和第二短路模擬器1061可以是兩個單獨的模擬器，也可以分別是同一短路模擬器的交流功能部分和直流功能部分。同樣，第一任意波形發(fā)生器1052和第二任意波形發(fā)生器1062同理。

具體地，如圖2所示，CAN通信模塊107包括：CAN-BUS模擬器1071和CAN-BUS分析儀1072。CAN-BUS模擬器1071進行相關(guān)報文的模擬及發(fā)送，即模擬充電樁提供給充電車輛的CAN信號上出現(xiàn)任意疊加干擾波和邏輯電平不穩(wěn)等工況(參照ISO11898標準中定義的故障模擬)，給到被測試車輛，以測試車輛對外部接入的CAN信號的容錯能力、辨識能力等，或是模擬充電樁提供給被測試車輛的CAN信號上出現(xiàn)短路、斷路及總線間電阻、電容值變化情況下，測試車輛對外部接入的CAN信號的辨識能力。同時CAN-BUS模擬器1071將輸出的報文發(fā)送至CAN-BUS分析儀1072，由CAN-BUS分析儀1072分析CAN報文中的相關(guān)信息，然后將數(shù)據(jù)通過CAN總線的形式傳輸給工控機進行數(shù)據(jù)記錄和分析。

具體地，工業(yè)控制計算機108內(nèi)設(shè)置有多功能數(shù)據(jù)采集器卡。多功能數(shù)據(jù)采集器卡主要通過相應(yīng)的電壓傳感器、電流傳感器進行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集及數(shù)據(jù)分析。

進一步地，如圖3所示，充電樁模擬器還包括：功率分析模塊109。該功率分析模塊109主要用于監(jiān)測交流源模塊101和直流源模塊102輸出的電壓及電流，進行功率分析。利用電壓、電流傳感器布置到交、直流源的電源輸出端，然后采集相關(guān)量值，并將數(shù)據(jù)傳輸給工控機進行數(shù)據(jù)記錄和分析。功率分析模塊109可分別與第一控制引導(dǎo)電路105和第二控制引導(dǎo)電路106電連接，從而采集電壓和電流數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，本發(fā)明實施例中，功率分析模塊109為電能質(zhì)量分析儀。

進一步地，如圖3所示，充電樁模擬器還包括：示波器110。用于分別對從第一控制引導(dǎo)電路105和第二控制引導(dǎo)電路106輸出的電壓和電流進行波形顯示。其中，本發(fā)明實施例中的示波器110為數(shù)字示波器，使用簡單，測試準確。

本發(fā)明實施例提供的充電樁模擬器具備模擬充電故障、通信故障、電網(wǎng)波動及極端工況輸出等功能。可輸出各種標準、非標準充電模式，可調(diào)節(jié)內(nèi)部電路及通信協(xié)議等參數(shù)，模擬市場上不同廠家充電樁輸出，提高兼容性測試；并能根據(jù)不同工況對充電樁的輸出進行編輯、控制，具備二次開發(fā)能力；還可實現(xiàn)與整車測試臺架系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一控制，滿足測試一致性要求。本發(fā)明實施例提供的充電樁模擬器為提高車輛對充電設(shè)施的兼容性和抗充電干擾能力提供了有效的驗證手段。

以上所述的是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通人員來說，在不脫離本發(fā)明所述的原理前提下還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。