一種電動汽車充電設施移動式集成測試方法

韓統一 張華棟 黃德旭 張 健 李建祥

（1. 國網山東省電力公司電力科學研究院，濟南 250000；

2. 國網山東省電力公司，濟南 250000；3. 山東魯能智能技術有限公司，濟南 250000）

一種電動汽車充電設施移動式集成測試方法

韓統一1張華棟2黃德旭3張 健2李建祥3

（1. 國網山東省電力公司電力科學研究院，濟南 250000；

2. 國網山東省電力公司，濟南 250000；3. 山東魯能智能技術有限公司，濟南 250000）

隨著電動汽車的推廣，充電設施的建設也如火如荼。充電樁的安裝現場檢測工作也越來越重要。但是目前尚未有集成程度高的測試設施。由于交、直流充電樁固定安裝在某一位置，傳統的測試方式，需各測試設備分別獨立的運輸至現場，然后現場接線進行測試工作。從而導致了測試效率與精確度的降低。針對目前存在的問題，提出了應用于現場的充電機、充電樁移動式檢測平臺，它具有設備集成度高、布線固定于集裝箱內，避免每次測試的重復接線。且測試數據精確、測試速度快、測試可回溯程度高、測試人員工作量小的優點。

電動汽車；充電樁；檢測

隨著能源危機和環境污染問題的日益突出，汽車產業作為一個高能源消耗的產業，其飛速發展給能源和環境帶來的負面影響也越來越突出。因此，作為一個新興的產業-新能源汽車將會是解決能源日益緊缺問題的有效手段。

作為新能源汽車的能源補給站，充電基礎設施的不完善，使得電動汽車的推廣遇到了較大的阻力。為了解決電動汽車的續航問題及充電便利性問題，使電動汽車真正的普及起來，電動汽車的充換電基礎設施的建設得到了國家的鼎力支持[1-3]。

新能源汽車行業還是一個新型產業，不同電動汽車廠家與充電設施廠家的產品的兼容性問題也逐漸暴露出來。為有效避免因充電設施與車輛不兼容問題可能造成的社會資源浪費，方便電動汽車用戶使用，國家出臺了電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統之間的通信協議及電動汽車傳導充電互操作性測試規范等一系列相關的國家標準來規范充電設施的建設。

目前，針對國標要求對電動汽車充電設備的檢測，尚未有集成程度高的測試設施。傳統的測試需將各測試設備分別獨立的運輸至現場，然后現場接線進行測試工作。本文針對目前存在的問題，提出了應用于現場的充電機、充電樁移動式平臺集成測試方法，它具有設備集成度高、布線固定于集裝箱內，避免每次測試的重復接線[4-7]。

1 電動汽車充電樁及現場檢測分析

電動汽車充電樁是固定在地面或墻壁，安裝于公共建筑（公共樓宇、商場、公共停車場等）和居民小區停車場或充電站內，為電動汽車充電的設備。主要有交流充電樁和直流充電樁兩類。

圖1 直流充電樁充電模塊圖

由于交、直流充電樁固定安裝在某一位置，傳統的測試各測試設備需分別獨立的運輸至現場，然后根據具體的現場情況，對每個設備進行接線進行測試工作，因此，在檢測時就會存在一些不足之處，進而有可能會影響到測試數據的精確度[8-10]。

圖2 現場測試工作圖

首先，設備分離運輸至現場，由現場工作人員接線測試，因現場需要檢測的參數較多，對各測試設備進行接線，工作繁瑣，且工作量較大。

其次，測試設備較多，現場設備布置雜亂，且受環境影響，在自然環境較差的情況下，無法室外工作。

最后，設備集成度低，無法自動記錄數據，需要人工手動記錄數據，數據量記錄龐大，且記錄準確率較低。

圖3 充電樁測試原理圖

2 現場集成測試方法

為解決現有技術存在的不足，本文提出了應用于現場的充電機、充電樁移動式平臺集成測試方法，它設備集成度高，布線被固定于集裝箱內，避免了每次測試的重復接線，能夠實現充電功能、互操作性及通信協議一致性自動測試。且具有測試數據精確、測試速度快、測試可回溯程度高、測試人員工作量小的優點[11-12]。

圖4 移動式測試平臺

檢測平臺內包括調壓裝置及負載裝置，其中調壓裝置的交流電壓輸出端與分箱充電機交流電壓輸入端連接，其中分箱充電機直流電壓輸出端與負載裝置直流電壓輸入端連接，檢測平臺的調壓裝置、負載裝置均與控制裝置通信，控制裝置通過通信接口與處理裝置通信。

負載裝置模塊包括可控式電阻器，其輸入端與電壓采集單元及電流采集單元相連，電壓采集單元及電流采集單元能夠分別采集傳輸至負載裝置的電壓信號、電流信號，并將采集到的電流和電壓數值通訊至控制裝置。可控式電阻器控制信號輸入端與控制裝置相連。負載裝置的阻值大小由控制裝置進行調節。

數據處理模塊為便攜式計算機。其使用并行總線接口與控制裝置連接，能夠對傳來的數據進行處理，實時顯示測量數據和波形圖，并能夠自動生成Word版本報表。處理裝置具有開始測試及停止測試控制功能，可控制整套裝置的開始和停止功能。

圖5 測試平臺接線示意圖

其中，控制裝置的3個接口分別與調壓裝置、負載裝置、數據處理模塊連接，3個接口均采用拔插式。

其工作原理如下。

根據測試項目，控制裝置向調壓裝置、負載裝置發送控制命令，控制調壓裝置調整電壓、負載裝置調整電阻，并在收到調壓裝置及負載裝置的反饋信號后，開始記錄電流、電壓數據。電流、電壓數據經控制裝置調制、計算后，將功率因數、諧波含量、紋波系數、電流、電壓經通信線路傳送至處理裝置；處理裝置接受數據，并繪制成實時變化曲線，如實反映電壓、電流變化，同時可計算出充電機效率、穩壓精度、穩流精度等數據，通過人機界面顯示。

在進行現現場實地測試時，只需將測試一體化車開進現場。因為設備都集成在車輛內部，所以在測試時，只需將進行簡單的插拔式接線就可以完成測試工作。

與傳統的測試方法相比，此移動式測試平臺具有以下優點：

1）測試精度高，可有效記錄實時電流、電壓波形，可回溯程度高。記錄準確度高，可有效反映分箱充電機工作性能。

2）測試過程按照設定程序執行，大大減少測試人員工作量，并可保證數據的實時測量、記錄；數據記錄量遠遠高于人工記錄。

3）便攜式處理裝置自動處理測試數據，并以直觀地形式在人機界面上顯示，有效減少人工計算量。

4）測試數據實時通信，測試人員可實時把握測試進程及測試結果，發現問題可及時處理。

5）避免接入較多的測試線路，測試儀器功能集中于控制裝置，可有效減少接線量。

3 結論

隨著對電動汽車的大力推廣，充電設施也將隨之大力普及。如何保證安裝在各種環境下的充電樁安全可靠的運行，得到了越來越多的關注。所以對其現場檢測工作也越來越重要。本文提出的應用于現場的充電機、充電樁移動式檢測平臺測試方法，具有設備集成度高、布線固定于集裝箱內，避免每次測試的重復接線等優點，而且測試數據精確、測試速度快、測試可回溯程度高、測試人員工作量小，能更好的為充電設施的安全建設與運行提供優質服務。

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Mobile Integrated Test Method for Electric Vehicle Charging Facilities

Han Tongyi1Zhang Huadong2Huang Dexu3Zhang Jian2Li Jianxiang3
(1. State Grid Shandong Electric Power Research Institute, Ji’nan 250000;2. State Grid Shandong Electric Power Company, Ji’nan 250000;3. Shandong Luneng Intelligence Technology Co., Ltd, Ji’nan 250000)

With the promotion of electric vehicles, charging facilities construction is also in full swing. Charging pile installation site inspection work with the promotion of electric vehicles, charging facilities construction is also in full swing. Charging pile installation site detection work is also becoming more and more important. There has not been a high degree of integration of the test facility. Because the AC and DC charging pile installation fixed in a certain position, the traditional test the test equipment required to transport independently to the site, and then field wiring test work. Which leads to the reduction of test efficiency and precision. In order to solve the problems existing in the prior art, this paper in view of the existing problems, and puts forward the application to the scene of the charger, charging pile mobile detection platform, it has a high degree of equipment integration, wiring is fixed in the container, to avoid repeated wiring of each test. And accurate test data, test speed, test back degree is high, the advantages of small test workload.

electric vehicle; charging pile; testing

韓統一（1988-），男，碩士研究生，主要研究方向為電動汽車及充電設施應用。