一种电动汽车充电设施移动式集成测试方法

2017第六届新能源发电系统技术创新大会

中国电工技术学会主办，2017年6月21-24日在河北省张北县举办，大会围绕新能源发展战略、系统关键技术、微电网及储能等重要议题展开交流。浏览会议详情和在线报名参会请长按识别二维码。

文章正文开始

国网山东省电力公司电力科学研究院、国网山东省电力公司、山东鲁能智能技术有限公司的研究人员韩统一、张华栋、黄德旭、张健、李建祥，在2017年第3期《电气技术》杂志上撰文指出，随着电动汽车的推广，充电设施的建设也如火如荼。充电桩的安装现场检测工作也越来越重要。

但是目前尚未有集成程度高的测试设施。由于交、直流充电桩固定安装在某一位置，传统的测试各测试设备需分别独立的运输至现场，然后现场接线进行测试工作。从而导致了测试效率与精确度的降低。

针对目前存在的问题，提出了应用于现场的充电机、充电桩移动式检测平台，它具有设备集成度高、布线固定于集装箱内，避免每次测试的重复接线。且测试数据精确、测试速度快、测试可回溯程度高、测试人员工作量小的优点。

随着能源危机和环境污染问题的日益突出，汽车产业作为一个高能源消耗的产业，它的飞速发展给能源和环境带来的负面影响也越来越突出。因此，作为一个新兴的产业-新能源汽车将会是解决能源日益紧缺问题的有效手段。

作为新能源汽车的能源补给站，充电基础设施的不完善，使得电动汽车的推广遇到了较大的阻力。为了解决电动汽车的续航问题及充电便利性问题，使电动汽车真正的普及起来，电动汽车的充换电基础设施的建设得到了国家的鼎力支持。

由于新能源汽车行业还是一个新型产业，不同电动汽车厂家与充电设施厂家的产品的兼容性问题也逐渐暴露出来，为有效避免因充电设施与车辆不兼容问题可能造成的社会资源浪费，方便电动汽车用户使用。国家出台了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及电动汽车传导充电互操作性测试规范等一系列相关的国家标准来规范充电设施的建设。

目前，针对国标要求对电动汽车充电设备的检测，尚未有集成程度高的测试设施。传统的测试需将各测试设备分别独立的运输至现场，然后现场接线进行测试工作。本文针对目前存在的问题，提出了应用于现场的充电机、充电桩移动式平台集成测试方法，它具有设备集成度高、布线固定于集装箱内，避免每次测试的重复接线。

1 电动汽车充电桩及现场检测分析

电动汽车充电桩是固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，为电动汽车充电的设备。主要有交流充电桩和直流充电桩两类。

图1 直流充电桩充电模块图

由于交、直流充电桩固定安装在某一位置，传统的测试各测试设备需分别独立的运输至现场，然后根据具体的现场情况，对每个设备进行接线进行测试工作。由此，在检测时就会存在一些不足之处，进而有可能会影响到测试数据的精确度。

图2现场测试工作图

首先，设备分离运输至现场，由现场工作人员接线测试，因现场需要检测的参数较多，对各测试设备进行接线，工作繁琐，且工作量较大。

其次，测试设备较多，现场设备布置杂乱，且受环境影响，在自然环境较差的情况下，无法室外工作。

最后，设备集成度低，无法自动记录数据，需要人工手动记录数据，数据量记录庞大，且记录准确率较低。

图3充电桩测试原理图

2现场集成测试方法

为解决现有技术存在的不足，本文提出了应用于现场的充电机、充电桩移动式平台集成测试方法，它具有设备集成度高、布线固定于集装箱内，避免每次测试的重复接线，能够实现充电功能、互操作性及通信协议一致性自动测试。且测试数据精确、测试速度快、测试可回溯程度高、测试人员工作量小的优点。

图4 移动式测试平台

检测平台内包括调压装置及负载装置，其中调压装置的交流电压输出端与分箱充电机交流电压输入端连接，其中分箱充电机直流电压输出端与负载装置直流电压输入端连接，检测平台的调压装置、负载装置均与控制装置通信，控制装置通过通信接口与处理装置通信。

负载装置模块包括可控式电阻器，其输入端与电压采集单元及电流采集单元相连，电压采集单元及电流采集单元能够分别采集传输至负载装置的电压信号、电流信号，并将采集到的电流和电压数值通讯至控制装置。可控式电阻器控制信号输入端与控制装置相连。负载装置的阻值大小由控制装置进行调节。

数据处理模块为便携式计算机。其使用并行总线接口与控制装置连接，能够对传来的数据进行处理，实时显示测量数据和波形图，并能够自动生成WORD版本报表。处理装置具有开始测试及停止测试控制功能，可控制整套装置的开始和停止功能。

图5 测试平台接线示意图

其中，控制装置的3个接口分别与调压装置、负载装置、数据处理模块连接，3个接口均采用拔插式。

其工作原理是：根据测试项目，控制装置向调压装置、负载装置发送控制命令，控制调压装置调整电压、负载装置调整电阻，并在收到调压装置及负载装置的反馈信号后，开始记录电流、电压数据。电流、电压数据经控制装置调制、计算后，将功率因数、谐波含量、纹波系数、电流、电压经通信线路传送至处理装置；处理装置接受数据，并绘制成实时变化曲线，如实反映电压、电流变化，同时可计算出充电机效率、稳压精度、稳流精度等数据，通过人机界面显示。

在进行现现场实地测试时，只需将测试一体化车开进现场。因为设备都集成在车辆内部，在测试时，只需将进行简单的插拔式接线就可以完成测试工作。

与传统的测试方法相比，此移动式测试平台具有以下优点：

1、测试精度高、可有效记录实时电流、电压波形，可回溯程度高。记录准确度高，可有效反映分箱充电机工作性能。

2、测试过程按照设定程序执行，大大减少测试人员工作量，并可保证数据的实时测量、记录；数据记录量远远高于人工记录。

3、便携式处理装置自动处理测试数据，并以直观地形式在人机界面上显示，有效减少人工计算量。

4、测试数据实时通信，测试人员可实时把握测试进程及测试结果，发现问题可及时处理。

5、避免接入较多的测试线路，测试仪器功能集中于控制装置，可有效减少接线量。

3结论

随着对电动汽车的大力推广，充电设施也将随之大力普及。如何保证安装在各种环境下的充电桩安全可靠的运行，得到了越来越多的关注。所以对其现场检测工作也越来越重要。

本文提出的应用于现场的充电机、充电桩移动式检测平台测试方法，具有设备集成度高、布线固定于集装箱内，避免每次测试的重复接线等优点。而且测试数据精确、测试速度快、测试可回溯程度高、测试人员工作量小。更好的为充电设施的安全建设与运行提供优质服务。