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充电桩测试系统解决方案

充电桩测试系统概述

  随着国家加快新能源汽车的普及推广,相关国家部门、各级政府包括电动汽车厂商均出台了有利于充电桩发展的利好政策,有效的推动了充电桩产业的发展建设。为满足充电桩高效测试需求,一套功能完善的充电桩测试系统必不可少,充电桩测试系统包含试验电源、被试充电桩、车辆控制器模拟盒、电测量设备、试验负载、控制开关部件及试验控制软件等。

  充电桩测试系统分类:直流充电桩测试系统、交流充电桩测试系统;

充电桩测试系统构成

图1 充电桩测试系统构成

充电桩测试系统适用标准

  [1]NB/T 33001-2010 电动汽车非车载传导式充电机技术条件

  [2]NB/T 33008.1-2013 电动汽车充电设备检验试验规范第1部分:非车载充电机

  [3]NB/T 33008.2-2013 电动汽车充电设备检验试验规范第2部分:交流充电桩

  [4]GB/T 20234.1-2015 电动汽车传导充电用连接装置 第1部分:通用要求

  [5]GBT 20234.2-2015 电动汽车传导充电用连接装置 第2部分:交流充电接口

  [6]GB/T 20234.3-2015 电动汽车传导充电用连接装置 第3部分:直流充电接口

  [7]GB/T 27930-2011 电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议

  [8]GB/T 27930-2015 电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议

  [9]GB/T 18487.1-2015 电动车辆传导充电系统 第一部分:通用要求

  [10]GB/T 18487.3-2001 电动车辆传导充电系统电动车辆交流/直流充电(站)

  [11]GB/T 50150-2006 电气装置安装工程电气设备交接试验标准

  [12]GB/T 19826-2013 电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求

  [13]CQC14-464233-2011 电动汽车用直流充电机认证规则

  [14]QC/T 591 电动汽车直流充电机检验技术规范

  [15]DLT 724-2000 电力系统用蓄电池直流电源装置运行和维护技术规程

  [16]SZDB/Z 29.1-2010 电动汽车充电系统技术规范 第1部分:通用要求

  [17]Q/GDW 1591-2014 电动汽车非车载充电机检验技术规范

  [18]Q/GDW 1592-2014 电动汽车交流充电桩检验技术规范

直流充电桩测试系统

  直流充电桩测试系统方案拓扑图如下,交流电源为待测直流充电桩供电,充电桩后端通过车辆控制器模拟盒给电池模拟器和直流电子负载充电,功率分析仪作为系统电参量测量部分,分析仪配置4个功率单元完成输入输出电参量测试。交流电源部分、电参量测量部分、电池模拟器仪器都接受主控机的控制。

直流充电桩测试系统

图2 直流充电桩测试系统

01YD-3400T交流电源

  电源型号:YD-3400T变频测试电源(可根据不同功率充电桩选配更大功率的交流电源);

  输入电压:380V±10%;

  输出电压:0~380V,三相;

  最大相电流:375A;

  容量:250kVA;

  总谐波失真:≤3%;

  输出电压精度:≤1%;

  三相不平衡度:≤1%;

  通讯接口:USB接口、RS232接口、RS485接口等。

02OCS-V3.2车辆控制器模拟盒

  供电电源:AC220V,50/60Hz;

  通讯接口:CAN接口(1MBit/s)、USB接口、RS485接口;

  工作温度:-20~60°。

03TES-250-1000电池模拟器

  输入电压:380V±10%;

  频率:50Hz±3Hz;

  功率因数:≥0.99;

  总谐波失真:≤3%;

  输出电压:50~1000V;

  额定电流:±250A;

  峰值电流:±280A;

  额定功率:250kW(可根据不同功率充电桩选配更大功率的电池模拟器);

  操作界面:大屏幕触摸屏;

  通讯接口:RS485(标配)、CAN接口;

  保护:过压、过流、过温。

04TS-200直流电子负载

  额定电压:DC1000V/DC500V;根据输入电压自动匹配

  额定功率:200kW(可根据不同功率充电桩选配更大功率的电子负载);

  分辨率:5kW;

   通讯接口:RS485(标配)、CAN接口;

  保护:过压、过流、过温。

05测试仪器

  测试仪器采用公司自主研发的WP4000变频功率分析仪,分析仪配置3个功率单元完成输入输出电参量测试。输入测试为3个SP381401C型功率单元,完成输入三相电参量测量(380V/400A);输出测试为2个SP112401C型功率单元,完成电池模拟器和直流电子负载的输出直流电参量测量(1140V/400A)。

  1)WP4000变频功率分析仪

  功率单元通讯接口:ST多模光纤接口;

  与上位机通讯接口:LAN口;

  电源质量:正序、负序、零序分量,总谐波畸变率(THD),总谐波因数(THF),谐波电压(HVF)、电流因数(HCF)等;

   测量模式:基波有效值模式(H01),真有效值模式(RMS),校准平均值模式(MEAN),算术平均值模式(avg);

  谐波分析:提供0-99次谐波分析,显示方式:柱状图、图表;

  其他接口:扩展大屏幕(VGA接口)、LAN口、USB接口、RS232接口;

  2)SP381401C型变频功率单元

  准确限值电压范围:2.85V~380V;

  准确限值电流范围:2A~400A;

  带宽:100kHz;

  精度:0.2%rd;

  通讯接口:ST多模光纤接口;

  3)SP112401C型变频功率单元

  准确限值电压范围:8.55V~1140V;

  准确限值电流范围:2A~200A;

  带宽:100kHz;

  精度:0.2%rd;

  通讯接口:ST多模光纤接口;

06BMS-V3.2控制软件

  BMS充电桩测试系统软件功能如下:

  可控制交流电源产生测试需要的输入信号;

  可控制交/直流电子负载模拟汽车各种充电场景;

   可控制测试仪器采集、计算各种功率测试参数,并获取测试结果;

  可控制测试仪器进行充电桩通信协议一致性测试,并获取测试结果;

   集成GB 电动汽车传导充电互操作性测试规范、GB 电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议一致性测试、Q/GDW 1591-2014电动汽车非车载充电机检验技术规范、Q/GDW 1592-2014 电动汽车交流充电桩检验技术规范;

  根据适用标准中规定的各参数允许范围、通信协议规则,评估测试结果是否合格;

  测试试验过程中,可跳过测试不通过的项目,而继续测试后面的项目,最后再逐个或者多个再次测试不通过的项目。

交流充电桩测试系统

  交流充电桩测试系统测试原理与直流充电桩测试系统类似,交流电源为待测交流充电桩供电,充电桩后端通过车辆控制器模拟盒给交流电子负载充电,功率分析仪作为系统电参量测量部分,分析仪配置4个功率单元完成输入输出电参量测试。交流电源部分、电参量测量部分、交流电子负载都接受主控机的控制。

交流充电桩测试系统

图3 交流充电桩测试系统

  1)TSA-40交流电子负载

   额定电压:AC380V/AC220V;

   额定功率:40kW;

   分辨率:2kW;

   通讯接口:RS485(标配)、CAN接口;

   保护:过压、过流、过温。