电动车交流充电模拟器

2024年3月3日发(作者：汽车镀膜和镀晶的区别)

电动车交流充电测试

一．概述

随着新能源车的发展，越来越多的油电混合动力和纯电动汽车相继问世。新能源汽车是一个蓬勃的产业，它的发展需要很多软硬件因素的配合，大力发展电动车充电站是新能源汽车能否走得更远的前提。而电动汽车在研发和生产过程中，必须了解其充电装置在实际充电过程中的状态。电动车交流充电测试装置的产生就满足了汽车电气研发工程师的需求。本文讲述了将PPS测试电源改装成电动车交流充电测试装置的可能性。

二．设备硬件组成

a) 交流电源主机

3120ASX-UPC3E

电压输出单相220±15%；

额定电流：32A

可接受电平信号，控制电源电压的输出和关闭（ON/OFF）

b) 电动机充电控制装置

功能：产生电压输出ON/OFF信号；产生PWM信号，并可手动调节占空比；检测电压值判断是否接口连接充分，充电信号灯提示及故障灯提示。

c) 交流电源充电接口

i. 端子功能定义及布置方式

交流充电接口共有7个端子，以下为各端子的功能描述

端子编号名称功能定义

交流电源(L) 电源火线

中线（N）电源零线

保护接地（PE）连接供电设备地线和车辆底盘地线

控制确认（CP）判断充电接口是否连接完成

控制确认2（PP）根据PWM波形的占空比来判断电源可供的最大额定电流

备用（NC1）备用端子

备用（NC2）备用端子

表一为充电接口各端子功能描述

电动车交流充电测试

图一为交流充电接口的布局图

ii.

充电接口机构图

正面

电动车交流充电测试

侧面

电动车交流充电测试

孔径图1

孔径图2

电动车交流充电测试

孔径图3

三．测试项目

a) 谐波含量测试

如果电力系统中电压和电流存在非正弦周期的分量，检测其是否对车载充电器有影响。一般而言，任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波。PPS电源的“谐波分析合成”选项，能产生2-51次的任意谐波以及间谐波。依据GB/T 17626.13交流电源端口谐波、谐间波及电网信号的低频抗扰度试验的要求进行测试

b) 总谐波畸变测试(THD)

一般情况下，非正弦含量不超过额定值的10%

c) 充电电压精度测试

交流电压即使在额定充电电压的±15%范围内变化，直流充电输出电流在0-100%变化范围内，输出电压也应保持相应的稳定。

d) 充电电流精度测试

电压即使在额定充电电压的±15%范围内变化，输出电压在充电电压调节范围内变化，输出电流在其额定值20%～100%范围内任一数值上保持稳定。

e) 均流及均流不平衡度

充电时候，可能会有几辆车同时充电，这时候就要考虑到，交流充电电流的分配是否平均。这个测试是检测同型号同类型的车载充电器交流出入端的均流不平衡度。

电动车交流充电测试

f) 电源电压暂降和中断

依据GB/T 17626.11-2008中试验方法6～10的要求测试

g) 快速瞬变脉冲群

依据 GB/T 17626.4进行测试，对所有电源电缆、输入/输出信号线和控制电缆(如果有的话)应进行测试，在充电期间把它们接到电动车充电器。对输入/输出信号和控制电缆的电平级别应减半

h) 输入电压保护

输入大于等于设定电压值时关闭输出；输入小于等于设定电压值时可关闭输出或降低输出功率

四．控制引导电路

对于交流电充电，有两种模式，一种是使用电网220V 直接来充电，第二种是使用非电网的电源设备间接地给电动汽车充电。

充电模式额定电压额定电流备注

1 220VAC 16A

适用符合GB2099.1要求的额定电流不小于16A的标准插头插座连接交流电网

2 220VAC 32A

通过特定的供电设备为电动汽车提供交流电源。

第二种充电模式下使用如下描述控制电路：

该电路由充电控制电路、电阻R1、电阻R2、二极管D1、供电设备开关S1组成。其中开关S1为供电设备内部开关。电路实现两个功能

１．充电接口连接状态判断

２．充电额定电流值判断

电动车交流充电测试

图A1

A.1.1 确认充电接口的连接

电动汽车的车辆控制装置能够通过测量图A1 所示的检测点2 的电压值判断充电插头与充电插座是否已充分连接。供电设备的充电控制装置能够通过测量图A1 所示的检测点1 的电压值判断充电插头与充电插座是否已充分连接（如果采用固定式充电电缆，则是判断充电电缆与供电设备是否完好间接）。

A.1.2 额定电流的判断

车辆控制装置通过测量检测点2 的电压值来确认充电电缆的额定电流，并通过判断CP

的占空比确认当前供电设备能提供的最大电流值。电动汽车的车辆控制装置对供电设备、充电电缆及车载充电机额定电流值进行比较后，按照其中的最小电流值对电动汽车进行充电。

A.1.3 充电过程的监测

车辆控制装置应对检测点2 的电压值及CP 的占空比进行不间断的监测。当接收的PWM

信号占空比有变化时，车辆控制装置应实时调整车载充电机的输出功率。

A.1.4 充电系统的停止

在充电过程中，检测点2 的电压值或CP 的占空比一旦出现异常，车辆控制装置应立即关闭车载充电机的输出。在充电过程中，供电设备的充电控制装置通过检测点1 的电压值判断充电电缆与供电设备的连接状态，一旦出现异常，充电控制装置应立即关闭交流供电回路。

A.2 充电过程的工作控制逻辑

充电模式2 的工作逻辑顺序必须如下所示。

A.2.1 电动汽车驱动系统断电

在将充电电缆连接到电动汽车的过程完成之前，电动汽车应在接收到某种触发条件（如打开充电门）后自动切断其驱动系统供电，以防止车辆在充电过程中移动。

电动车交流充电测试

A.2.2 供电设备准备

在供电设备无故障情况下，其内部开关S1 为常闭状态。当使用充电电缆将供电设备与电动汽车连接完毕后，供电设备通过测量检测点1 的电压值判断充电电缆是否连接完毕。当供电设备接收到启动信号（如刷卡等）后，闭合其交流输出端的接触器或开关，为电动汽车的车载充电机进行供电。

A.2.3 确认充电接口已充分连接

电动汽车的车辆控制装置通过测量图A1 所示的检测点2 的电压值，判断充电插头与充电插座是否已充分连接。当已充分连接后，检测点2 的峰值电压应为U2*R1/(R1+R2)。

A.2.4 充电系统的启动

在电动汽车和供电设备建立电气连接后，车辆控制装置通过测量检测点2 的电压值，确认充电电缆的额定电流。表A1 说明电阻R1 的阻值与充电电缆额定电流的对应关系。车辆控制装置通过判断CP端子输入PWM 信号的占空比确认供电设备当前能提供的最大充电电流值。车辆控制装置对供电设备、充电电缆及车载充电机的额定电流值进行比较，将其最小值设定为当前最大允许供电电流。当判断充电接口已充分连接并设置完当前最大允许充电电流后，车载充电机开始对电动汽车进行充电。

充电电缆状态电压峰值（V）

R2（Ω）

R1（Ω）

（由电动汽车检测）

U*R1/(R1+R2)

状态A

充电电缆额定电流1000 3000

16A

U*R1/(R1+R2)

状态B

充电电缆额定电流1000 1000

状态C