陳浩，曲鈺，黃海寧，魏征宇，李國(guó)勝

（1.國(guó)網(wǎng)溫州供電公司，浙江溫州，325000；2.浙江圖盛輸變電工程有限公司溫州科技分公司，浙江溫州，325000）

0 引言

我國(guó)目前針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電樁互操作進(jìn)行測(cè)試的系統(tǒng)在高效性、便捷性、高集成化方面具有的功能缺乏健全性，通常情況下需要配合工作人員的手動(dòng)操作，并且以人工計(jì)算方式對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電樁互操作性有效檢測(cè)，對(duì)充電樁性能是否滿足相關(guān)要求進(jìn)行確定。本研究設(shè)計(jì)一種能夠?qū)﹄妱?dòng)車(chē)直流充電樁進(jìn)行有效測(cè)試的系統(tǒng)，不僅能夠?qū)鹘y(tǒng)測(cè)試時(shí)間大幅度縮減，而且還能使充電樁的工作效率得到了進(jìn)一步提高，確保充電樁相關(guān)設(shè)施具有的合格率能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，提高充電樁的安全性。

1 直流充電樁檢測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)原理

對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)試方式而言，不僅無(wú)法同時(shí)采集控制信號(hào)和充電樁報(bào)文發(fā)送時(shí)間，人工分析具有的復(fù)雜性和繁瑣性難以降低，而且測(cè)試結(jié)果具有的統(tǒng)一性較差，利用人工方式進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)記錄容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。對(duì)此，本研究設(shè)計(jì)一種具有較高自動(dòng)化特點(diǎn)的測(cè)試系統(tǒng)，不僅能夠同時(shí)采集控制信號(hào)和報(bào)文發(fā)送時(shí)間，而且還具有自動(dòng)比較和分析的能力，測(cè)試系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

圖1 直流充電樁檢測(cè)系統(tǒng)原理圖

在圖1中，系統(tǒng)的控制線路用虛線表示，可控開(kāi)關(guān)器件用K1-K11表示，充電樁輸出正極用DC+表示，充電樁輸出負(fù)極用DC-表示，接地線用PE表示，通信線用S+和S-表示，充電連接確認(rèn)線用CC1和CC2表示，低壓輔助電源線用A+和A-表示[1]。

該系統(tǒng)所采集的信號(hào)主要包括：進(jìn)線交流信號(hào)、急停信號(hào)、泄放開(kāi)關(guān)投切信、K1和K2反饋信號(hào)、電子鎖信號(hào)、 K1和K2后端信號(hào)、 K1和K2前端信號(hào)、 S+和S-信號(hào)、電流信號(hào)、K3和K4信號(hào)。系統(tǒng)在采集完信號(hào)之后，能夠?qū)⑾嚓P(guān)內(nèi)容傳輸?shù)娘@示界面，技術(shù)人員通過(guò)對(duì)相關(guān)信號(hào)發(fā)出的時(shí)間差進(jìn)行查看，利用數(shù)字通訊技術(shù)，就能將采集到的信號(hào)準(zhǔn)確上傳到上位機(jī)中。將開(kāi)關(guān)器件 K1-K9設(shè)置在每一路控制導(dǎo)引連接線上，由上位機(jī)對(duì)具體開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制，從而對(duì)各種故障問(wèn)題進(jìn)行模擬，有效實(shí)現(xiàn)故障模擬器測(cè)試目的[2]。

2 直流充電樁測(cè)試系統(tǒng)工作流程

2.1 正常系統(tǒng)測(cè)試

根據(jù)對(duì)充電樁測(cè)試系統(tǒng)展開(kāi)的詳細(xì)分析能夠知道，其具有的正常測(cè)試流程：

第一，操作人員首先要將正常測(cè)試流程所需的內(nèi)容全部導(dǎo)入到上位機(jī)系統(tǒng)中，對(duì)其發(fā)出開(kāi)始測(cè)試的指令。

第二，信號(hào)采集顯示系統(tǒng)在上位機(jī)的作用下，接收到重置命令，從而對(duì)信號(hào)采集系統(tǒng)進(jìn)行重置操作。

第三，將閉合指令發(fā)送給接口模擬器控制導(dǎo)引電路，確?？刂茖?dǎo)引電路具有的信號(hào)回路處于閉合導(dǎo)通狀態(tài)。

第四，結(jié)合具體測(cè)試指令，對(duì)電池模擬器的電壓進(jìn)行合理調(diào)整，等待接收充電樁發(fā)出的握手指令。

第五，在接收到直流充電樁發(fā)出的握手報(bào)文之后，測(cè)試系統(tǒng)需要第一時(shí)間對(duì)BHM報(bào)文進(jìn)行回復(fù)，從而進(jìn)入正常啟動(dòng)狀態(tài)。

第六，當(dāng)測(cè)試系統(tǒng)處于正常流程測(cè)試階段時(shí)，可以通過(guò)對(duì)BCL報(bào)文中電壓、電流的合理調(diào)整，使充電樁輸出的電流量能夠滿足電動(dòng)車(chē)實(shí)際充電需求。

第七，在對(duì)電流調(diào)整時(shí)間進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程中，當(dāng)測(cè)試結(jié)束的第一時(shí)間，測(cè)試系統(tǒng)會(huì)發(fā)出BST停止充電的指令，從而結(jié)束測(cè)試。

上位機(jī)在對(duì)最終結(jié)果是否正常進(jìn)行判斷時(shí)，要對(duì)沖擊電流是否小于20安A、充電樁輸出電流停止速率是否在100A/s以上、電流變化值在20A以下時(shí)對(duì)應(yīng)的下降調(diào)整是否在1s以?xún)?nèi)、終止充電時(shí)序時(shí)報(bào)文中停止充電的原因是否符合實(shí)際動(dòng)作情況、電池電壓在符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)是否能夠啟動(dòng)充電、絕緣監(jiān)測(cè)過(guò)程是否符合要求等內(nèi)容進(jìn)行綜合考量，從全方位、多角度入手，提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而實(shí)現(xiàn)安全充電 。

2.2 異常系統(tǒng)測(cè)試

在對(duì)充電樁測(cè)試系統(tǒng)具有的異常流程進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程中，啟動(dòng)階段所開(kāi)展的各項(xiàng)工作與正常流程測(cè)試相關(guān)內(nèi)容基本相同，具體如圖2所示。

圖2 異常流程測(cè)試

在正式啟動(dòng)充電樁之后，相關(guān)測(cè)試開(kāi)關(guān)處于導(dǎo)通還是關(guān)斷狀態(tài)，主要由上位機(jī)進(jìn)行控制，通過(guò)對(duì)顯示系統(tǒng)記錄內(nèi)容的采集，能夠?qū)﹂_(kāi)關(guān)狀態(tài)在導(dǎo)通或關(guān)斷變化過(guò)程中，對(duì)測(cè)試信號(hào)引起的變化情況明確掌握，從而對(duì)充電設(shè)備的具體工作進(jìn)行繼續(xù)記錄，從而對(duì)信號(hào)在實(shí)際運(yùn)作過(guò)程中所需的時(shí)間明確掌握。通過(guò)對(duì)以上數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析，就能對(duì)充電樁實(shí)際運(yùn)動(dòng)變化是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行快速、準(zhǔn)確判斷，具體如表1所示[3]。

表1 異常流程測(cè)試判定表

斷開(kāi)K1-K3時(shí)序不符合要求，未見(jiàn)3次握手辨識(shí)。中斷通信后再次充電，無(wú)需重新安裝連接裝置保護(hù)節(jié)地導(dǎo)體連續(xù)性丟失通信中斷斷開(kāi)K1-K4時(shí)序符合要求，出現(xiàn)3次握手辨識(shí)。中斷通信，再次充電，需要將連接裝置重新插好將K1、K2斷開(kāi)（10ms），結(jié)束充電，出現(xiàn)告警提示超時(shí)斷開(kāi)K1、K2，停止充電，未見(jiàn)告警提示開(kāi)關(guān)s斷開(kāi) 將K1、K2斷開(kāi)（50ms），結(jié)束充電，出現(xiàn)告警提示超時(shí)斷開(kāi)K1、K2，結(jié)束充電，未見(jiàn)告警提示車(chē)輛接口斷開(kāi) 斷開(kāi)K1-K4，結(jié)束充電，出現(xiàn)告警提示輸出電壓＞車(chē)輛最大值斷開(kāi)K1、K2，停止充電，未見(jiàn)告警提示其他K1、K2斷開(kāi)時(shí)序，或者泄放，無(wú)法繼續(xù)本次充電，且無(wú)法繼續(xù)發(fā)送充電階段報(bào)文。K1、K2斷開(kāi)時(shí)序，或者泄放，能夠繼續(xù)本次充電，且能夠繼續(xù)發(fā)送充電階段報(bào)文。

2.3 測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用

將上文所介紹的電動(dòng)汽車(chē)直流充電樁互操作性檢測(cè)系統(tǒng)與傳統(tǒng)人工截取數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)的模式進(jìn)行比較，不僅具有較高的自動(dòng)化特點(diǎn)，而且相關(guān)功能的完善程度較高，測(cè)試工作具有較快速度和較高效率，以及精準(zhǔn)的測(cè)試程度，能夠?qū)鹘y(tǒng)人工操作方式存在的問(wèn)題和差異最大程度避免，使測(cè)試時(shí)間大幅度縮短，二者區(qū)別如表2所示。

表2 測(cè)試系統(tǒng)對(duì)比表

測(cè)試簡(jiǎn)易性 具有固定測(cè)試系統(tǒng)，無(wú)需人工搭建 需人工搭建測(cè)試環(huán)境人員需求 1人 2-3人測(cè)試結(jié)果復(fù)見(jiàn)性 能夠復(fù)現(xiàn)全部測(cè)試過(guò)程以及數(shù)據(jù)僅能對(duì)最終測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)現(xiàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度 高 主觀性較強(qiáng)

通過(guò)對(duì)直流充電樁檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù)圖展開(kāi)的詳細(xì)分析能夠知道，該圖將縱軸作為信號(hào)發(fā)送軸，將橫軸作為時(shí)間軸，通過(guò)對(duì)波形圖的分析，能夠?qū)Ω鞒潆姌冻潆妶?bào)文的發(fā)送時(shí)間和停止時(shí)間、采集信號(hào)的變化狀態(tài)明確掌握。各階段報(bào)文電流信號(hào)、電壓信號(hào)、控制信號(hào)的發(fā)送時(shí)間在上位機(jī)的控制下，能夠準(zhǔn)確判斷充電樁控制時(shí)序是否能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，并且通過(guò)對(duì)各信號(hào)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的有效采集，能夠?qū)Τ潆姌毒哂械男阅苁欠駶M足標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行判斷 。

3 結(jié)束語(yǔ)

在2017版互操作測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)正式頒布之后，電動(dòng)汽車(chē)充電樁互操作測(cè)試相關(guān)內(nèi)容具有的復(fù)雜程度越來(lái)越高，需要專(zhuān)業(yè)檢測(cè)人員的有效配合才能確保直流充電樁互操作功能測(cè)試工作順利完成。為了確保相關(guān)工作流程得到有效簡(jiǎn)化，提高測(cè)試結(jié)果的精準(zhǔn)性，本研究設(shè)計(jì)了一種能夠?qū)﹄妱?dòng)汽車(chē)直流充電樁互操作性能進(jìn)行測(cè)試的系統(tǒng)。該系統(tǒng)憑借測(cè)試結(jié)果具有的較高精準(zhǔn)性、可回溯程度較高、檢測(cè)速度較快等優(yōu)勢(shì)，不僅能夠使從業(yè)人員在檢測(cè)工作中具有的壓力和強(qiáng)度大幅度降低，而且還能夠確保工作效率不斷提高，使經(jīng)過(guò)檢測(cè)并投放到市場(chǎng)中的所有電動(dòng)汽車(chē)充電樁都具有較高合格率，促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)在充電過(guò)程中具有的安全性的進(jìn)一步提升。