張 晶，康錦萍，李濤永，李 斌，張元星，趙海森

（1. 中國電力科學(xué)研究院有限公司北京市電動汽車充換電工程技術(shù)研究中心，北京 100192；2. 華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，北京 102206）

0 引言

目前，我國正大力發(fā)展新能源電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈，新能源電動汽車可有效降低化學(xué)能的消耗［1］，對實現(xiàn)碳中和起到關(guān)鍵性作用，隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，其配套設(shè)備充電樁數(shù)量約168萬臺，其中公共類充電樁數(shù)量僅80萬臺［2］，充電樁缺口十分明顯。而在充電樁建設(shè)過程中，充電樁產(chǎn)品的安全性至關(guān)重要，這要求對不同充電樁產(chǎn)品需構(gòu)建一套完整可靠的測試體系。

當(dāng)前研究大多集中在電動汽車充電樁接入電網(wǎng)對電網(wǎng)運行和調(diào)度產(chǎn)生的影響方面，例如：文獻(xiàn)［3-4］分別研究了電動汽車規(guī)?；刖W(wǎng)后的動態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度以及電動汽車高滲透率接入電網(wǎng)后的電網(wǎng)規(guī)劃等問題；文獻(xiàn)［5］研究了電網(wǎng)各次諧波電流含有率、電流總諧波畸變率和功率因數(shù)隨電動汽車充電功率的變化規(guī)律及其隨充電機(jī)臺數(shù)增加的變化規(guī)律；文獻(xiàn)［6］提出采用集中式與分布式結(jié)合的優(yōu)化控制理念，建立協(xié)調(diào)控制模型。針對前述充電樁安全性和測試的問題，也有研究人員提出了充電樁測試技術(shù)及解決方案。國內(nèi)方面，文獻(xiàn)［7］提出了一種針對直流充電樁電磁兼容問題的測試方案；文獻(xiàn)［8］提出了一種大批量充電樁快速檢測平臺的設(shè)想，可同時對多臺充電樁進(jìn)行檢測；文獻(xiàn)［9］為提高直流充電樁的測試效率，設(shè)計了一種機(jī)柜式直流充電樁自動測試系統(tǒng)方案。國外很多公司都致力于充電樁測試技術(shù)的研究，且推出了高效安全的充電樁自動測試解決方案，其中美國福祿克公司在2018 年推出了非車載直流充電樁現(xiàn)場檢定裝置6658A，得到了廣泛應(yīng)用［10］。但是目前充電樁的測試系統(tǒng)受測試內(nèi)容和工作場景限制，大多存在軟件平臺不夠靈活、測試項目單一的缺點，難以滿足不同用戶的測試需求。

近年來，國家相關(guān)部門針對充電樁質(zhì)量安全問題出臺了多項國家標(biāo)準(zhǔn)，要求相關(guān)企業(yè)和機(jī)構(gòu)對充電樁進(jìn)行強制檢測，例如：GB／T 34657.1—2017標(biāo)準(zhǔn)用于規(guī)范充電樁的兼容性測試與生產(chǎn)制造過程控制［11］；GB／T 20234［12-14］系列標(biāo)準(zhǔn)對電動汽車的交直流充電接口功能與技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了規(guī)定。同時為了保證充電樁的質(zhì)量，需要建立檢測標(biāo)準(zhǔn)和檢測機(jī)構(gòu)對各個廠家生產(chǎn)的充電樁產(chǎn)品進(jìn)行型式試驗和檢測認(rèn)證［15］。盡管目前國內(nèi)充電樁測試裝備制造企業(yè)已具備充電樁測試解決方案，但在一定程度上存在產(chǎn)品功能不完善、測試自動化程度偏弱、操作流程復(fù)雜、規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化不夠等問題。直流充電樁現(xiàn)場測試裝置的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化也是亟待解決的問題。

針對上述問題，本文設(shè)計研發(fā)了一種便攜式模塊化直流充電樁測試裝置，該裝置采用兼顧電磁兼容和電磁屏蔽的模塊化設(shè)計，可對充電樁的互聯(lián)互通、輸出性能、計量計費等實現(xiàn)一體化、便攜式檢測，從而能保證充電樁的建設(shè)投入與穩(wěn)定運行。裝置中的模塊支持盲拔插，便于用戶的使用和維護(hù)，為直流充電樁現(xiàn)場測試裝置提供了一個合理的解決方案。

1 現(xiàn)有測試系統(tǒng)問題及解決方案

1.1 現(xiàn)有測試系統(tǒng)存在的問題

1）部分測試設(shè)備沒有集成化，一次完整的測試需要準(zhǔn)備多個測試儀器，前期準(zhǔn)備時間較長。

2）測試裝置多樣，現(xiàn)場測試攜帶不夠方便，通常至少需要2位操作人員完成，人工成本高。

3）裝置隨機(jī)擺放，沒有考慮電磁兼容問題，也沒有進(jìn)行屏蔽處理，容易產(chǎn)生電磁干擾，導(dǎo)致不同測試環(huán)境下的測試精度存在很大差別；同時多種裝置的復(fù)雜接線也會帶來安全隱患。

1.2 模塊化測試解決方案

電動汽車直流充電樁現(xiàn)場測試裝置架構(gòu)如圖1所示。測試裝置通過電流傳感器將充電過程中的電流信號傳送至計量模塊，計量模塊將數(shù)據(jù)處理后發(fā)送給工控機(jī)；通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN）通信卡采集充電過程中直流充電樁與測試裝置之間的交互CAN報文；工控機(jī)實現(xiàn)電流及CAN報文信息的自動分析、自動記錄及數(shù)據(jù)保存、自動顯示分析結(jié)果等功能。

圖1 電動汽車直流充電樁測試裝置架構(gòu)圖Fig.1 Structure diagram of test device for DC charging pile of electric vehicle

為了便于裝置的使用與維護(hù)，提高抗干擾檢測的精度以及運行可靠性，根據(jù)功能及架構(gòu)的不同，對裝置進(jìn)行模塊化設(shè)計。該裝置結(jié)構(gòu)可設(shè)計為包含電源模塊、計量模塊、控制模塊、通信模塊和中央處理單元共5 個功能獨立的模塊，限制裝置的整體結(jié)構(gòu)體積不超過600 mm（長）×440 mm（寬）×300 mm（高）。進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計時，根據(jù)模塊功能性要求，需綜合考慮測試線路及信號傳輸過程中的電磁兼容和電磁屏蔽特性問題，從而實現(xiàn)模塊間最優(yōu)布局設(shè)計，保證檢測精度與穩(wěn)定性，簡化操作程序、提高檢測效率，使裝置便于安裝、調(diào)試以及維護(hù)。

2 電磁兼容分析

2.1 傳輸線的電磁干擾

傳輸線輻射包括印刷電路板（PCB）上的信號環(huán)路輻射和線纜的輻射。計算PCB上的信號環(huán)路的輻射強度時，可將信號環(huán)路等效為環(huán)天線［16］；計算線纜的輻射強度時，可將線纜等效為單極天線。信號環(huán)路的輻射強度E1和線纜的輻射強度E2分別如式（1）、（2）所示。

式中：r為電流環(huán)路到測試點的距離；f為電流頻率；A為電流環(huán)路面積；I為電流強度；l為導(dǎo)線長度。從式（1）、（2）可以看出，線纜的輻射強度要比PCB信號環(huán)路的輻射大得多。

2.2 非平行傳輸線纜的電磁串?dāng)_分析

測試裝置內(nèi)部線纜的排布復(fù)雜無規(guī)律，多數(shù)為非平行結(jié)構(gòu)線纜，這些線纜之間產(chǎn)生的串?dāng)_響應(yīng)對裝置的正常工作會產(chǎn)生不利的影響。非平行傳輸線纜的分布參數(shù)會隨著線纜的位置發(fā)生變化，因此對非平行傳輸線纜進(jìn)行離散化處理，并使用階梯逼近的方法，建立基于平行傳輸線結(jié)構(gòu)計算方法的離散化非平行傳輸線纜結(jié)構(gòu)模型，利用平行傳輸線方程和時域有限差分法對非平行傳輸線纜的串?dāng)_特性進(jìn)行分析。

1）平行傳輸線分布參數(shù)方程。

建立平行傳輸線的微單元長度參數(shù)模型，根據(jù)麥克斯韋方程推導(dǎo)得到平行傳輸線分布參數(shù)方程為［17］：

式中：C為電容矩陣；L為電感矩陣；LW為線纜自電感；Lm為線纜間互感；hi、hj分別為線纜i、j與接地平板之間的距離；rwi為線纜i的半徑；Sij為線纜i、j之間的距離；μ和ε分別為傳輸線周圍介質(zhì)的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)。

2）非平行傳輸線纜的離散化處理。

非平行傳輸線纜模型如圖2 所示。圖中，L1和L2為2 條相互不平行的傳輸線纜，L1為干擾線，L2為受擾線；α為L1和L2之間的夾角；VS為L1的始端所接激勵源，其內(nèi)阻為RS1；RL1為L1終端所接負(fù)載；RS2和RL2為L2兩端所接負(fù)載。

圖2 非平行傳輸線模型Fig.2 Model of nonparallel transmission line

對圖2 中的非平行傳輸線沿傳輸方向進(jìn)行空間離散處理，離散步長為Δz/2（Δz為傳輸線沿傳輸方向的步長），非平行傳輸線被劃分為2N段，將每個離散段近似為相互平行的傳輸線，每個離散段之間的距離沿著傳輸方向增大，傳輸線始端、終端的采樣點距離分別為S1、S2N，則第k個離散段的間距Sk為：

3）非平行傳輸線纜分布參數(shù)計算。

非平行傳輸線纜的每個離散采樣段之間的距離沿著傳輸方向增大，因此傳輸線上單位長度的分布參數(shù)會根據(jù)采樣段的不同而發(fā)生變化，即非平行傳輸線電感、電容為關(guān)于k的函數(shù)。非平行傳輸線單位長度的自感分布參數(shù)同式（3）（為便于說明，一并將其作為式（7）列出），將式（6）代入式（4）、（5）中得到非平行傳輸線單位長度的線纜間互感和電容分布參數(shù)，分別如式（8）、（9）所示。

式中：V(z，t)、I(z，t)分別為傳輸線上t時刻點z處的電壓、電流響應(yīng)；R(z)、L(z)、G(z)、C(z)分別為非平行傳輸線單位長度的電阻、電感、電導(dǎo)、電容，其均為z的函數(shù)。

利用時域有限差分法對傳輸線方程進(jìn)行差分離散處理，將式（10）、（11）代入非平行傳輸線分布參數(shù)計算公式，即式（7）—（9），整理得出激勵下非平行傳輸線的時域有限差分迭代方程為：

3 非平行傳輸線串?dāng)_仿真計算

根據(jù)圖2 所示的非平行傳輸線模型設(shè)置模型參數(shù)：L1（干擾線）和L2（受擾線）的半徑均設(shè)置為1 mm，初始長度分別設(shè)置為30、30.11 mm；L1和L2與接地平板的距離均設(shè)置為5 mm；α=5°；S1=10 mm；RS1=0，RS2=158 Ω，RL1=RL2=158 Ω；采用雙指數(shù)脈沖作為干擾線L1始端的激勵源，公式和波形分別如式（16）和圖3 所示。對非平行傳輸線進(jìn)行離散化處理，將其每個離散段近似為平行傳輸線，依據(jù)2.2節(jié)中的時域有限差分迭代方程進(jìn)行仿真計算。

圖3 雙指數(shù)脈沖激勵源示意圖Fig.3 Schematic diagram of double exponential pulse excitation source

圖4 為非平行傳輸線在雙指數(shù)脈沖激勵下，受擾線的串?dāng)_電壓V的響應(yīng)曲線。圖中實線波形為離散化非平行傳輸線并將其每個離散段近似為平行傳輸線的時域有限差分法（FDTD）程序的計算結(jié)果；虛線波形為同一模型下，使用商業(yè)電磁軟件ANSYS Maxwell 的仿真結(jié)果。由圖可見，2 種方法的計算結(jié)果吻合較好，驗證了ANSYS Maxwell 軟件對串?dāng)_仿真計算的有效性。

圖4 L2串?dāng)_電壓變化曲線Fig.4 Crosstalk voltage curves of L2

利用ANSYS Maxwell軟件計算分析兩傳輸線夾角α、兩傳輸線與接地平板距離h、干擾線長度l1對非平行傳輸線結(jié)構(gòu)串?dāng)_特性的影響，結(jié)果如圖5 所示，具體分析如下。

1）兩傳輸線夾角對串?dāng)_特性的影響分析。保持非平行傳輸線的其他參數(shù)設(shè)置不變，α為5°、15°、30°、45°時受擾線的串?dāng)_電壓變化曲線如圖5（a）所示。由圖可見，隨著兩傳輸線夾角的不斷增大，受擾線串?dāng)_電壓逐漸變小，這是因為當(dāng)兩傳輸線間的夾角增大時，受擾線與干擾線之間的距離隨之增加，導(dǎo)致傳輸線之間的耦合效應(yīng)變?nèi)?，這也說明非平行傳輸線間的夾角大小對傳輸線串?dāng)_特性的影響較大。

2）與接地平板的距離對串?dāng)_特性的影響分析。保持非平行傳輸線的其他參數(shù)設(shè)置不變，h為5、10、20 mm 時受擾線的串?dāng)_電壓變化曲線如圖5（b）所示。由圖可見，隨著傳輸線與接地平板的距離增大，受擾線串?dāng)_電壓增大，這是由于隨著該距離的增加，傳輸線上每一離散段的自電感和互電感增大，從而導(dǎo)致串?dāng)_電壓增大。

3）干擾線長對串?dāng)_特性的影響分析。保持非平行傳輸線的其他參數(shù)設(shè)置不變，干擾線長為10、20、30 mm 時受擾線的串?dāng)_電壓變化曲線如圖5（c）所示。由圖可見，隨著干擾線長度不斷減小，受擾線串?dāng)_電壓逐漸變小，說明了干擾線越短受擾線的串?dāng)_響應(yīng)越小。

圖5 不同參數(shù)下串?dāng)_電壓的變化曲線Fig.5 Variation of crosstalk voltage under different parameters

4 電磁屏蔽仿真及方案設(shè)計

電磁屏蔽是抑制電磁干擾的手段，通過屏蔽體將電磁波控制在指定的空間中，防止外部能量進(jìn)入，防止內(nèi)部能量泄出，原理是利用電磁波的反射和衰減達(dá)到防止干擾的目的。采用屏蔽效能SE度量電磁屏蔽性能，其定義為屏蔽體安放前的電場強度E、磁場強度H和屏蔽體安放后的比值。

式中：SE和SH分別為屏蔽體對電場強度和磁場強度的屏蔽效能；E0、H0和ES、HS分別為屏蔽體安放前和安放后的電場強度、磁場強度。

采用ANSYS Maxwell軟件對電磁屏蔽設(shè)計進(jìn)行分析，通過建立符合物理原型的模型，采用有限元離散形式將電磁場計算轉(zhuǎn)換為矩陣求解，從而得到電場強度E和磁場強度H的仿真云圖。本節(jié)通過分析屏蔽體拼接寬度、散熱通孔形狀和材料對電磁屏蔽性能的影響，完成測試裝置的電磁屏蔽設(shè)計。

4.1 屏蔽體拼接寬度的影響

由于拼接平面的不平整和拼接板材變形，屏蔽體板材之間的拼接處不可避免地會存在縫隙，導(dǎo)致屏蔽效能下降。拼接縫隙傳輸損耗AadB為：

式中：d為拼接寬度，如圖6 所示；lg為縫隙長度［18］；AadB的單位為dB。由式（18）可見，增加拼接寬度d可以提高框架拼接縫隙的屏蔽效能。

圖6 拼接寬度示意圖Fig.6 Schematic diagram of splicing width

依據(jù)屏蔽體拼接物理原型在ANSYS Maxwell軟件中建立二維仿真模型，在屏蔽體外側(cè)圓形導(dǎo)體中添加300 A 電流激勵，邊界條件設(shè)置為Balloon，通過電場和磁場求解仿真得到增加拼接長度前、后的電場強度E和磁場強度H的仿真云圖，如附錄A 圖A1所示。由圖可見，在拼接縫隙處，電場強度和磁場強度顏色在增加拼接長度前、后由黃紅變?yōu)闇\綠，說明增加屏蔽體拼接長度后，電場強度和磁場強度都得到了抑制，提高了屏蔽體的電磁屏蔽效能。

4.2 屏蔽體散熱孔形狀的影響

最常見的散熱孔形狀有方孔和圓孔，散熱通孔通常采用若干小圓孔或方孔矩形陣列模式。在散熱孔面積相等的情況下，通過ANSYS Maxwell 軟件對比分析不同形狀散熱孔對屏蔽效能帶來的影響。

在ANSYS Maxwell軟件中分別建立圓孔和方孔的三維仿真模型，如附錄A 圖A2所示。屏蔽板尺寸為64 mm×64 mm，采用5 行5 列的散熱孔矩形陣列模式，圓孔半徑為2 mm，方孔邊長為3.544 mm，孔中心間距為12 mm；屏蔽板干擾線添加1 000 V 電壓激勵；在屏蔽板另一側(cè)2 mm 處添加一塊等面積的電磁感應(yīng)板，用于檢測通過散熱孔泄漏電磁所感應(yīng)的電流密度J；采用自然邊界條件。通過求解三維仿真模型磁場得到電磁感應(yīng)板上的感應(yīng)電流密度J的仿真分布云圖，如附錄A 圖A3 所示。由圖可知，方孔的電流密度要高于圓孔，說明圓孔的電磁泄漏較少，所以本文裝置的屏蔽體選用圓形散熱孔，可以增加屏蔽效果，提高屏蔽效能。

4.3 屏蔽體材料的影響

金屬屏蔽體對入射電磁波具有反射損耗和吸收損耗，因此屏蔽體可以抑制輻射電磁場的電磁耦合。透入導(dǎo)體的電磁波在導(dǎo)體內(nèi)感應(yīng)產(chǎn)生渦流，引起功率損耗，故電磁波在導(dǎo)體內(nèi)的傳播過程中將不斷衰減［19］。因此，屏蔽體材料的選取對屏蔽體的屏蔽效能有重要的影響，常用的金屬屏蔽體材料主要有鋁、銅、鐵3 種，相對磁導(dǎo)率分別為1.000 021、0.999991、200。

在ANSYS Maxwell 軟件中分別建立材料為鋁、銅、鐵的屏蔽體二維仿真模型，屏蔽體外圓形導(dǎo)體中添加有效值為300 A、頻率為5 MHz、相角為0°的低頻正弦交流電，邊界條件設(shè)置為Balloon，通過渦流磁場求解器進(jìn)行仿真運算，得到不同屏蔽材料下磁場強度H的仿真云圖，如附錄A 圖A4 所示?？梢钥闯?，在低頻時，采用鋁和銅作為屏蔽體材料時的磁場強度幾乎相同，且屏蔽效果不明顯，而采用鐵作為屏蔽材料時，屏蔽效果很明顯，屏蔽板另一側(cè)的磁場強度明顯變小，說明鐵材料在低頻時的屏蔽效果更好。鐵的相對磁導(dǎo)率明顯高于鋁和銅，因此在低頻時，金屬的相對磁導(dǎo)率這一屬性對屏蔽效果影響較大，所以本文裝置的屏蔽體選擇相對磁導(dǎo)率高的材料。

5 測試裝置模塊化設(shè)計

5.1 測試裝置模塊單元設(shè)計

1）電源模塊。依據(jù)前文的設(shè)計方案，將不間斷電源、直流可調(diào)電源、直流升壓模塊和直流降壓模塊整合為電源模塊，電源器件的集中化設(shè)計縮短了接線長度，降低了線路與其他器件間的空間干擾，同時便于電源故障排查和模塊更換。為了便于散熱，電源模塊上方面板配有散熱風(fēng)機(jī)，可有效地集中降低所有器件的運行溫度，提高運行可靠性。

2）計量模塊。依據(jù)設(shè)計要求，將電流傳感器、示波器、差分探頭和電量計量模塊整合為計量模塊，上述器件位于一個相對獨立的空間布局內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝與維護(hù)，同時計量模塊的輸入信號基本為弱電信號，通過空間抗電磁干擾可有效集中降低信號干擾，提高系統(tǒng)的計量精度。計量模塊上方面板配有散熱風(fēng)機(jī)，與電源模塊上方面板的散熱風(fēng)機(jī)形成對流，有助于測試裝置內(nèi)部溫度的整體控制。

3）通信、控制模塊和中央處理單元。CAN 模塊作為通信模塊，CAN 通信接口和工控機(jī)之間采用光電耦合器進(jìn)行電氣隔離，保證裝置系統(tǒng)穩(wěn)定運行；依據(jù)設(shè)計要求，將2 個32 路繼電器控制卡和多路功率電阻板整合為控制模塊，這樣便于與其他模塊的連接以及控制模塊故障排查與更換，且可以保護(hù)控制模塊；工控機(jī)與顯示器構(gòu)成中央處理單元，顯示器加裝柔性透明導(dǎo)電膜片，導(dǎo)電膜片直接貼在液晶屏幕表面且周邊接地，實現(xiàn)電磁干擾屏蔽［14］。

5.2 裝置總裝配設(shè)計

1）屏蔽體設(shè)計。測試裝置框架由4 塊立筋板、底板和面板拼接而成，其結(jié)構(gòu)的三維模型如附錄A圖A5 所示。本文裝置采用表面附有金屬導(dǎo)電涂料的高強度鐵板作為測試裝置框架，同時也作為屏蔽體，框架采用矩形陣列圓孔作為散熱孔，框架板拼接處留有9 mm 拼接寬度。在框架表面噴涂混合有金屬纖維的微米鎳粉涂料，使框架對電磁波電子矢量的吸收和散射能力強、磁矢量衰減幅度大，且抗氧化和抗化學(xué)腐蝕能力強。

2）模塊裝配設(shè)計。模塊裝配設(shè)計如附錄A 圖A6 所示。圖中，淺藍(lán)色透明框為電源模塊，洋紅色透明框為計量模塊，淺灰色透明框為通信模塊，金色透明框為控制模塊。

電動汽車直流充電樁現(xiàn)場測試裝置裝配實物圖如圖附錄A圖A7所示。其中圖A7（a）展示了測試裝置外觀；圖A7（b）—（d）為電源模塊、計量模塊、通信模塊、控制模塊的具體位置及硬件組成，每個模塊都采用獨立的空間布局，這樣設(shè)計便于日后的組裝、維護(hù)和升級。圖A7（b）中的裝置立筋板帶有散熱圓孔，圖A7（d）中的橙色線為干擾線，從圖中可以看出，干擾線被兩側(cè)和后側(cè)立筋板隔離在單獨的空間中，起到電磁屏蔽作用的同時最大限度地縮短了干擾線的長度，且干擾線貼近后立筋板，有助于減弱電磁輻射，測試裝置內(nèi)部采用模塊化設(shè)計，有效地縮短了傳輸線，同時有助于增大模塊傳輸線與干擾線的夾角，符合第4 節(jié)分析得到的結(jié)論，從而實現(xiàn)測試裝置內(nèi)部的電磁兼容。

6 測試裝置的現(xiàn)場應(yīng)用

結(jié)合現(xiàn)場應(yīng)用需求，在詳細(xì)理論分析、仿真與實驗驗證的基礎(chǔ)上，提出了電動汽車直流充電樁測試裝置產(chǎn)業(yè)化、模塊化工業(yè)裝配設(shè)計方案，并完成了樣機(jī)開發(fā)設(shè)計。該樣機(jī)可實現(xiàn)充電過程通信數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控與采集、數(shù)據(jù)可視化和圖形高速傳輸，以及實時顯示信號變化過程和充電全過程參數(shù)感知功能，并通過現(xiàn)場應(yīng)用對樣機(jī)設(shè)計功能進(jìn)行驗證，應(yīng)用情況表明達(dá)到設(shè)計要求。附錄A 圖A8 為試驗人員利用模塊化測試裝置對電動汽車直流充電樁進(jìn)行性能測試的現(xiàn)場情況。

測試裝置測試前首先進(jìn)行參數(shù)設(shè)置（見附錄A圖A9），參數(shù)設(shè)置完成后開始測試，測試項包括協(xié)議一致性測試、互操作測試和計量功能測試。測試完成后點擊數(shù)據(jù)上傳，根據(jù)測試數(shù)據(jù)系統(tǒng)會輸出報文和測試波形（見附錄A 圖A10），并按照GB／T 27930—2015標(biāo)準(zhǔn)自動翻譯報文內(nèi)容［20］?，F(xiàn)場試驗的測試裝置箱體顯示屏結(jié)果表明，圖像質(zhì)量良好，清晰度高，顯示無誤差；指針式儀表指示準(zhǔn)確，無抖動和亂擺現(xiàn)象；控制系統(tǒng)沒有出現(xiàn)失控、誤控或誤動作；電氣量參數(shù)測試準(zhǔn)確度均滿足現(xiàn)場測試需求，其中電壓精度為±（0.02%RD+0.002 5%RG）（RD為測試讀數(shù)，RG為滿量程），電流精度為±（0.05%RD+0.004%RG），功率精度為±0.05%RD。箱體模塊化設(shè)計在測試使用過程中較大程度地提高了通用性、便捷性和易操作性，也便于運行維護(hù)。該成果為后續(xù)實現(xiàn)直流充電樁快速、高精度的現(xiàn)場測試奠定了基礎(chǔ)。

7 結(jié)論

電動汽車充電樁測試系統(tǒng)的模塊化設(shè)計使得測試裝置走向小型化、集成化和便捷化，同時也可提高裝置可靠性，便于運行維護(hù)，具有很好的應(yīng)用價值。為此，本文設(shè)計并研發(fā)了一套模塊化電動汽車直流充電樁現(xiàn)場性能測試裝置。

1）提出了測試裝置模塊化整體設(shè)計方案，并完成了電源模塊、計量模塊、通信模塊、控制模塊以及中央處理單元模塊的獨立設(shè)計及集成組裝。

2）基于模塊化設(shè)計方案，研制了一套直流充電樁現(xiàn)場檢測裝置，該裝置具有良好的電磁兼容特性和電磁屏蔽功能，具有結(jié)構(gòu)簡單、集成度高、便于操作等優(yōu)點，可在較低損耗下實現(xiàn)直流充電樁性能及參數(shù)的快速、精確檢測；同時也驗證了直流充電樁通信協(xié)議與GB／T 27930—2015 標(biāo)準(zhǔn)的一致性，大幅降低了直流充電樁的測試成本。

本文所研制的直流充電樁模塊化現(xiàn)場檢測裝置不僅可以用于投運充電樁的檢測，而且可以用于充電樁的工廠檢測，具有廣闊的應(yīng)用前景。

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