新能源車輛車載充電機(jī)控制裝置硬件在環(huán)測(cè)試設(shè)備與方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新能源汽車車載充電機(jī)控制裝置硬件在環(huán)測(cè)試設(shè)備與方法，在環(huán)測(cè)試設(shè)備包括測(cè)試上位機(jī)界面、LABCAR系統(tǒng)、車載充電機(jī)控制單元和電池管理系統(tǒng)；在環(huán)測(cè)試方法包括測(cè)試上位機(jī)界面進(jìn)行車載充電機(jī)控制裝置的正常功能測(cè)試和異常測(cè)試，將測(cè)試內(nèi)容發(fā)送給LABCAR系統(tǒng)，LABCAR系統(tǒng)根據(jù)指令發(fā)送車載充電機(jī)控制裝置以及電池管理系統(tǒng)需要的電氣信號(hào)，采集回車載充電機(jī)控制裝置和電池管理系統(tǒng)發(fā)出的電氣控制指令進(jìn)行閉環(huán)控制，實(shí)時(shí)地將仿真運(yùn)行結(jié)果反饋給上位機(jī)測(cè)試界面。本發(fā)明的有益效果為：對(duì)車載充電機(jī)控制裝置進(jìn)行交流充電正常功能的靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試；測(cè)試車載充電機(jī)控制裝置是否能夠識(shí)別故障的發(fā)生并做出正確的故障處理。
【專利說明】新能源車輛車載充電機(jī)控制裝置硬件在環(huán)測(cè)試設(shè)備與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新能源汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種新能源車輛車載充電機(jī)控制裝置硬件在環(huán)測(cè)試設(shè)備與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]新能源汽車是解決汽車尾氣污染和石油能源短缺等問題的主要途徑之一，但新能源汽車由于受到動(dòng)力電池能量?jī)?chǔ)存密度的影響，在動(dòng)力性和續(xù)航里程方面現(xiàn)階段還不能達(dá)到傳統(tǒng)汽車的水平，因此對(duì)新能源汽車進(jìn)行外接充電來滿足駕駛員的行駛需求是十分必要的。由于對(duì)新能源汽車充電需要供電設(shè)備持續(xù)輸出較大的功率，常規(guī)電網(wǎng)難以滿足充電需求，因此需要專門的供電裝置即充電樁來為電動(dòng)汽車提供充電接口。供電樁通常具有通訊，充電過程監(jiān)控，安全防護(hù)等功能，常規(guī)的交流充電樁通常采用三相AC380V交流輸入。
[0003]因此，整個(gè)充電過程是極其復(fù)雜的。如果在真實(shí)狀態(tài)下進(jìn)行充電測(cè)試，既耗費(fèi)了能源，而且無法對(duì)故障進(jìn)行模擬，如果軟件對(duì)充電故障處理的邏輯不合理或者不完善，一旦發(fā)生充電異常，將對(duì)汽車整個(gè)高壓系統(tǒng)造成損害，甚至?xí)：θ藛T的生命安全。因此，在汽車裝車量產(chǎn)之前，對(duì)車載充電機(jī)控制裝置和電池管理系統(tǒng)進(jìn)行硬件集成測(cè)試是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種新能源車輛車載充電機(jī)控制裝置硬件在環(huán)測(cè)試設(shè)備與方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
一種新能源汽車車載充電機(jī)控制裝置硬件在環(huán)測(cè)試設(shè)備，包括測(cè)試上位機(jī)界面、LABCAR系統(tǒng)、車載充電機(jī)控制單元和電池管理系統(tǒng)，所述LABCAR系統(tǒng)包括程控電源、實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)、電阻信號(hào)仿真板卡、總線信號(hào)仿真板卡、故障仿真板卡以及PWM信號(hào)仿真板卡；所述測(cè)試上位機(jī)界面通過網(wǎng)線與LABCAR系統(tǒng)連接，所述LABCAR系統(tǒng)通過CAN總線、數(shù)字信號(hào)與電池管理系統(tǒng)通訊連接；所述LABCAR系統(tǒng)通過CAN總線、PWM信號(hào)、數(shù)字信號(hào)與車載充電機(jī)控制裝置進(jìn)行通訊連接；所述車載充電機(jī)控制裝置通過LABCAR系統(tǒng)與電池管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通訊連接和動(dòng)態(tài)集成。
[0006]一種新能源汽車車載充電機(jī)控制裝置硬件在環(huán)測(cè)試方法，包括以下步驟:
2.1)測(cè)試人員通過測(cè)試上位機(jī)界面進(jìn)行車載充電機(jī)控制裝置的正常功能測(cè)試和異常測(cè)試，測(cè)試上位機(jī)界面通過網(wǎng)線將測(cè)試的內(nèi)容發(fā)送給LABCAR系統(tǒng)；以及
2.2) LABCAR系統(tǒng)根據(jù)測(cè)試人員的指令發(fā)送車載充電機(jī)控制裝置以及電池管理系統(tǒng)需要的電氣信號(hào)，并采集回車載充電機(jī)控制裝置和電池管理系統(tǒng)發(fā)出的電氣控制指令進(jìn)行閉環(huán)控制，并實(shí)時(shí)地將仿真運(yùn)行結(jié)果反饋給上位機(jī)測(cè)試界面。
[0007]進(jìn)一步的，所述步驟2.1)中正常功能測(cè)試包括以下步驟:
3.1)將LABCAR系統(tǒng)和車載充電機(jī)控制裝置以及電池管理系統(tǒng)正確鏈接，接通程控電
源； 3.2)進(jìn)行交流充電連接確認(rèn)以及充電模式判斷測(cè)試，設(shè)定交流充電連接電纜CC端的電阻值以及CP端的PWM占空比，并通過LABCAR系統(tǒng)輸出給車載充電機(jī)控制裝置以及電池管理系統(tǒng)，LABCAR系統(tǒng)反饋給上位機(jī)測(cè)試界面的電氣信號(hào)以及CAN信號(hào)判斷車載充電機(jī)控制裝置以及電池管理系統(tǒng)是否能夠完成激活和低壓上電，并正確的進(jìn)行充電連接確認(rèn)以及充電模式的判斷；以及
3.3)進(jìn)行充電過程測(cè)試，設(shè)定邊界條件，并通過CAN總線發(fā)送給車載充電機(jī)控制裝置和電池管理系統(tǒng)，并讀取充電機(jī)的充電模式，充電機(jī)輸出真實(shí)電壓和電流，判斷充電機(jī)是否能夠正確進(jìn)入恒流充電以及恒壓充電模式。
[0008]進(jìn)一步的，所述步驟2.1)中異常測(cè)試包括以下步驟:
4.1) LABCAR系統(tǒng)、車載充電機(jī)控制裝置以及電池管理系統(tǒng)正確連接，并接通程控電
源；
4.2)進(jìn)行交流充電異常測(cè)試及故障模擬，充電機(jī)進(jìn)入充電模式以后，設(shè)置邊界條件使任一邊界條件分別滿足充電功能退出條件，觀測(cè)車載充電機(jī)控制裝置能否控制退出交流充電模式；以及
4.3)進(jìn)行電路控制測(cè)試，通過設(shè)定與車載充電機(jī)控制裝置某個(gè)被測(cè)管腳相連接的故障仿真板卡的故障內(nèi)容，觀測(cè)車載充電機(jī)控制裝置是否能夠檢測(cè)故障并進(jìn)行正確的故障處理。
[0009]進(jìn)一步的，所述步驟3.3)中邊界條件包括電池母線總電壓、母線總電流、電池故障標(biāo)志位。
[0010]進(jìn)一步的，所述步驟4.2)中邊界條件包括CC端電阻值、CP端PWM占空比、電池故障標(biāo)志位。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明不僅可以對(duì)車載充電機(jī)控制裝置進(jìn)行交流充電正常功能的靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試，而且可以對(duì)整個(gè)交流充電系統(tǒng)的故障進(jìn)行模擬，進(jìn)而測(cè)試在故障發(fā)生情況下，車載充電機(jī)控制裝置是否能夠識(shí)別故障的發(fā)生，并做出正確的故障處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0013]圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述的新能源車輛車載充電機(jī)控制裝置硬件在環(huán)測(cè)試設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述的新能源車輛車載充電機(jī)控制裝置硬件在環(huán)測(cè)試設(shè)備的LABCAR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例所述的新能源車輛交流充電控制引導(dǎo)電路原理圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例所述的新能源車輛車載充電機(jī)控制裝置硬件在環(huán)測(cè)試設(shè)備的LABCAR系統(tǒng)的實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)的使用狀態(tài)參考圖。
[0014]圖中:
1、測(cè)試上位機(jī)界面；2、LABCAR系統(tǒng)；3、車載充電機(jī)控制裝置；4、電池管理系統(tǒng)；5、程控電源；6、實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)；7、電阻信號(hào)仿真板卡；8、總線信號(hào)仿真板卡；9、故障仿真板卡；10、PWM信號(hào)仿真板卡?！揪唧w實(shí)施方式】
[0015]如圖1-4所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的一種新能源車輛車載充電機(jī)控制裝置硬件在環(huán)測(cè)試設(shè)備，包括測(cè)試上位機(jī)界面1、LABCAR系統(tǒng)2和車載充電機(jī)控制裝置3、電池管理系統(tǒng)4，所述LABCAR系統(tǒng)2包括程控電源5、實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)6、電阻信號(hào)仿真板卡7、總線信號(hào)仿真板卡8、故障仿真板卡9和PWM信號(hào)仿真板卡10 ;所述測(cè)試上位機(jī)界面I通過網(wǎng)線連接LABCAR系統(tǒng)2，所述LABCAR系統(tǒng)2通過CAN總線、PWM信號(hào)、數(shù)字控制信號(hào)與車載充電機(jī)控制裝置3和電池管理系統(tǒng)4通訊連接。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例所述的一種新能源車輛車載充電機(jī)控制裝置和電池管理系統(tǒng)硬件在環(huán)測(cè)試方法，包括:測(cè)試人員通過測(cè)試上位機(jī)界面I進(jìn)行車載充電機(jī)控制裝置3和電池管理系統(tǒng)4的正常功能測(cè)試和異常測(cè)試，主要完成交流充電過程的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)測(cè)試。測(cè)試上位機(jī)界面I通過網(wǎng)線將測(cè)試的內(nèi)容發(fā)送給LABCAR系統(tǒng)2，LABCAR系統(tǒng)2根據(jù)測(cè)試人員的指令發(fā)送車載充電機(jī)控制裝置3和電池管理系統(tǒng)4需要的控制信號(hào)，并讀取車載充電機(jī)控制裝置3和電池管理系統(tǒng)4需要的狀態(tài)反饋信號(hào)進(jìn)行閉環(huán)控制，同時(shí)反饋給測(cè)試上位機(jī)界面I進(jìn)行狀態(tài)和故障的查看。
[0017]所述交流充電正常功能測(cè)試以及故障模擬，均是基于《電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置第二部分:交流充電接口》即GBT 20234.2-2011中所定義的充電模式3連接方式A、連接方式B以及連接方C的充電過程測(cè)試。
[0018]所述正常功能測(cè)試包括以下步驟:
(1)將LABCAR系統(tǒng)2和電機(jī)控制器正確鏈接，接通程控電源5；
(2)交流充電條件判斷；
設(shè)置交流充電槍正確連接、電池管理系統(tǒng)正確連如入網(wǎng)絡(luò)并定時(shí)更新生命信號(hào)、電池管理系統(tǒng)無故障且高壓電池允許充電，檢測(cè)車載充電機(jī)是否發(fā)出交流充電請(qǐng)求，并控制系統(tǒng)進(jìn)入交流充電狀態(tài)。所述交流充電槍正確連接，是指交流充電機(jī)檢測(cè)到CC端電阻值符合國(guó)標(biāo)要求。
[0019](3)交流充電預(yù)處理過程控制；
系統(tǒng)進(jìn)入滿足交流充電條件以后，充電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)入交流充電模式，觀測(cè)交流充電機(jī)能否按照要求正確完成充電預(yù)處理過程。
[0020](4)交流充電最大允許電壓以及最大允許電流計(jì)算；
設(shè)置電池包所允許的充電電流、充電電壓、單體電壓等參數(shù)，并通過CAN總線發(fā)送給交流充電機(jī)，觀測(cè)交流充電機(jī)計(jì)算的最大允許充電電壓和最大允許充電電流是否正確。
[0021](5)交流充電階段判斷以及充電剩余時(shí)間計(jì)算；
設(shè)置電池管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)充電電壓和電流，并通過CAN總線發(fā)送給充電機(jī)，觀測(cè)充電機(jī)計(jì)算的充電階段以及充電剩余時(shí)間是否正確。
[0022](6)交流充電完成判斷以及充電后處理過程控制；
設(shè)置動(dòng)力電池S0C、單體電壓等邊界條件，使系統(tǒng)滿足交流充電完成條件，觀測(cè)交流充電機(jī)計(jì)算的充電完成標(biāo)志是否正確，同時(shí)觀測(cè)，交流充電機(jī)能否按照正確的時(shí)序要求完成充電后處理過程。
[0023]所述異常測(cè)試包括以下步驟:
(I)LABCAR系統(tǒng)和車載充電機(jī)控制裝置以及電池管理系統(tǒng)正確鏈接，接通程控電源接通；
(2)進(jìn)行交流充電異常測(cè)試及故障模擬；
充電機(jī)進(jìn)入交流充電模式以后，按照定義好的故障診斷事件列表分別設(shè)置不同的故障事件發(fā)生，觀測(cè)充電機(jī)能否檢測(cè)到故障信息并完故障處理。
[0024](3)進(jìn)行電路控制測(cè)試；
通過設(shè)定與車載充電機(jī)控制裝置3和電池管理系統(tǒng)4某個(gè)被測(cè)管腳相連接的故障仿真板卡的故障內(nèi)容，故障內(nèi)容主要包括對(duì)地短路、對(duì)電源短路以及開路等。觀測(cè)車載充電機(jī)控制裝置3以及電池管理系統(tǒng)4是否能夠檢測(cè)故障并進(jìn)行正確的故障處理。
[0025](4)故障存儲(chǔ)檢測(cè)；
在交流充電過程中，設(shè)置不同的故障事件發(fā)生，觀測(cè)充電機(jī)能否對(duì)將當(dāng)前故障以及故障凍結(jié)幀進(jìn)行正確存儲(chǔ)。同時(shí)，已經(jīng)存儲(chǔ)的故障信息確認(rèn)消失以后，能否將當(dāng)前故障置為歷史故障。
[0026](5)故障讀取檢測(cè)；
故障事件發(fā)生以后，通過診斷儀能夠讀取當(dāng)前故障、歷史故障、當(dāng)前故障凍結(jié)幀以及歷史故障凍結(jié)幀。
[0027]如圖2所示，所述LABCAR系統(tǒng)2是包括PWM信號(hào)輸出模塊，仿真模塊，故障模擬模塊和一個(gè)CAN總線信號(hào)收發(fā)模塊。用該系統(tǒng)給車載充電機(jī)控制裝置3以及電池管理系統(tǒng)4提供一個(gè)電氣環(huán)境來模擬真實(shí)交流充電機(jī)以及充電供電裝置為功能測(cè)試提供條件，同時(shí)具備故障的模擬能力。
[0028]所述仿真模塊主要是通過數(shù)學(xué)物理公式計(jì)算獲得當(dāng)前控制下的充電機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)，主要由充電機(jī)模型和供電裝置模型兩部分組成，表現(xiàn)為Simulink模型，運(yùn)行在LABCAR系統(tǒng)2中的RTPC中，即實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)6，用來運(yùn)行仿真模型，并驅(qū)動(dòng)其他電氣板卡工作。
[0029]所述CC端電阻值為熱敏電阻，采用LABCAR系統(tǒng)2的ES1385的電阻信號(hào)仿真板卡7實(shí)現(xiàn)；
所述故障仿真模塊主要是用來模擬車載充電機(jī)控制裝置3的常見故障，包括信號(hào)的開路，短路及虛接的模擬，所述故障仿真模塊，采用LABCAR系統(tǒng)2的ES4440的故障仿真板卡9實(shí)現(xiàn)。
[0030]所述PWM信號(hào)輸出模塊主要是用來向交流車載充電機(jī)控制裝置3輸出的供電裝置供電能力信號(hào)，該信號(hào)通常脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，也叫PWM信號(hào)，PWM信號(hào)輸出模塊在LABCAR系統(tǒng)2中采用ES1321.1 PWM I/O Board即PWM信號(hào)仿真板卡10的輸出通道實(shí)現(xiàn)。
[0031]所述CAN總線收發(fā)模塊是集成在LABCAR系統(tǒng)2中的總線信號(hào)仿真板卡8，可以通過該硬件實(shí)現(xiàn)整車控制器的CAN發(fā)送信息的模擬，給車載充電機(jī)控制裝置3、電池管理系統(tǒng)4發(fā)送CAN信號(hào)。
[0032]本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請(qǐng)相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種新能源汽車車載充電機(jī)控制裝置硬件在環(huán)測(cè)試設(shè)備，包括測(cè)試上位機(jī)界面(I)、LABCAR系統(tǒng)(2)、車載充電機(jī)控制單元(3)和電池管理系統(tǒng)(4);其特征在于:所述LABCAR系統(tǒng)(2)包括程控電源(5)、實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)(6)、電阻信號(hào)仿真板卡(7)、總線信號(hào)仿真板卡(8)、故障仿真板卡(9)以及PWM信號(hào)仿真板卡(10);所述測(cè)試上位機(jī)界面(I)通過網(wǎng)線與LABCAR系統(tǒng)(2)連接，所述LABCAR系統(tǒng)(2)通過CAN總線、數(shù)字信號(hào)與電池管理系統(tǒng)(4)通訊連接；所述LABCAR系統(tǒng)(2)通過CAN總線、PWM信號(hào)、數(shù)字信號(hào)與車載充電機(jī)控制裝置(3)通訊連接；所述車載充電機(jī)控制裝置(3)通過LABCAR系統(tǒng)(2)與電池管理系統(tǒng)(4)通訊連接。
2.一種新能源汽車車載充電機(jī)控制裝置硬件在環(huán)測(cè)試方法，其特征在于，包括以下步驟: 2.1)測(cè)試人員通過測(cè)試上位機(jī)界面(I)進(jìn)行車載充電機(jī)控制裝置(3 )的正常功能測(cè)試和異常測(cè)試，測(cè)試上位機(jī)界面(I)通過網(wǎng)線將測(cè)試的內(nèi)容發(fā)送給LABCAR系統(tǒng)(2);以及 2.2)LABCAR系統(tǒng)(2)根據(jù)測(cè)試人員的指令發(fā)送車載充電機(jī)控制裝置(3)以及電池管理系統(tǒng)(4)需要的電氣信號(hào)，采集回車載充電機(jī)控制裝置(3)和電池管理系統(tǒng)(4)發(fā)出的電氣控制指令進(jìn)行閉環(huán)控制，并實(shí)時(shí)地將仿真運(yùn)行結(jié)果反饋給上位機(jī)測(cè)試界面(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新能源汽車車載充電機(jī)控制裝置硬件在環(huán)測(cè)試方法，其特征在于:所述步驟2.1)中正常功能測(cè)試包括以下步驟: 3.1)將LABCAR 系統(tǒng)(2)和車載充電機(jī)控制裝置(3)以及電池管理系統(tǒng)(4)正確鏈接，接通程控電源(5); 3.2)進(jìn)行交流充電連接確認(rèn)以及充電模式判斷測(cè)試，設(shè)定交流充電連接電纜CC端的電阻值以及CP端的PWM占空比，并通過LABCAR系統(tǒng)(2 )輸出給車載充電機(jī)控制裝置(3 )以及電池管理系統(tǒng)(4)，LABCAR系統(tǒng)(2 )反饋給上位機(jī)測(cè)試界面(I)的電氣信號(hào)以及CAN信號(hào)判斷車載充電機(jī)控制裝置(3)以及電池管理系統(tǒng)(4)是否能夠完成激活和低壓上電，并正確的進(jìn)行充電連接確認(rèn)以及充電模式的判斷；以及 3.3)進(jìn)行充電過程測(cè)試，設(shè)定邊界條件，并通過CAN總線發(fā)送給車載充電機(jī)控制裝置(3 )和電池管理系統(tǒng)(4 ),并讀取充電機(jī)的充電模式,充電機(jī)輸出真實(shí)電壓和電流，判斷充電機(jī)是否能夠正確進(jìn)入恒流充電以及恒壓充電模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新能源車輛車載充電機(jī)控制裝置硬件在環(huán)測(cè)試方法，其特征在于:所述步驟2.1)中異常測(cè)試包括以下步驟: 4.1) LABCAR系統(tǒng)(2)、車載充電機(jī)控制裝置(3)以及電池管理系統(tǒng)(4)正確連接，并接通程控電源(5)； 4.2)進(jìn)行交流充電異常測(cè)試及故障模擬，充電機(jī)進(jìn)入充電模式以后，設(shè)置邊界條件使任一邊界條件分別滿足充電功能退出條件，觀測(cè)車載充電機(jī)控制裝置能否控制退出交流充電模式；以及 4.3)進(jìn)行電路控制測(cè)試，通過設(shè)定與車載充電機(jī)控制裝置(3)某個(gè)被測(cè)管腳相連接的故障仿真板卡(9)的故障內(nèi)容，觀測(cè)車載充電機(jī)控制裝置是否能夠檢測(cè)故障并進(jìn)行正確的故障處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新能源車輛車載充電機(jī)控制裝置硬件在環(huán)測(cè)試方法，其特征在于:所述步驟3.3)中邊界條件包括電池母線總電壓、母線總電流、電池故障標(biāo)志位。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新能源車輛車載充電機(jī)控制裝置硬件在環(huán)測(cè)試方法，其特征在于:所述步驟4.2)中邊界條件包括CC端電阻值、CP端PWM占空比、電池故障標(biāo)志位。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK103760890SQ201410020241
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】鄧茂松, 張君鴻, 姜煒, 高史貴 申請(qǐng)人:北京智行鴻遠(yuǎn)汽車技術(shù)有限公司