直流充电桩测试系统ATE-806EV-XXKW

电网侧市电经电网模拟器调压、调频模拟电网扰动，为待测直流充电桩供电，电池模拟器模拟车载蓄电池吸收充电桩输出的直流电能;在上述过程中工业计算机控制高精度功率分析仪采集直流充电桩输入侧、输出侧的电压、电流、电压峰峰值、有效值等参数，并根据标准规定的算法计算出直流充电桩的各项电气性能，同时控制 CANscope 分析仪监控 CAN 数据线路，模拟充电汽车电池管理系统与充电桩进行协议通信，对通信协议进行一致性验证。可以实现直流充电桩的稳压精度测试、稳流精度测试、纹波系数、效率试验、功率因数、电压整定误差试验、电流整定误差试验、限流试验、限压试验、谐波含量、通信协议一致性测试等十几项电气性能项目试验。

　　系统工作流程：

　　右图为直流充电接口基本方案示意图，其中连接控制线路(CC1、CC2)、辅助供电线路(A+/A-)、CAN 通信线路(S+/S-)及直流充电线路(D+/D-)的信号状态在整个充电过程中的变化时序 。

　　1.充电枪未插入电动汽车充电插座，开关 S 断开时，系统处于处于初始状态，此时控制线路 CC1 电压为 12V。见右图 第一阶段。

　　2.充电枪未插入电动汽车充电插座，闭合开关 S 后，控制线路 CC1 电压变为 6V，此时开关 K1、K2、K3、K4 处于断开状态。进入图 第二阶段。

　　3.当充电枪插入电动汽车充电插座后，控制线路 CC1 电压为 4V，此时 CC2 线路导通，电压为 6V，进入接口初始化阶段。见图 第三阶段。

　　4.接口完全连接后，充电桩开始自检，自检通过后，闭合开关 K3 和 K4，开始为汽车提供辅助电源，并通过 CAN 通信线路向电动汽车发送充电桩识别报文。充电汽车获得辅助电源后，确认检测点 2 处电压为 6V，然后开始接受充电桩识别报文，发送车辆控制报文，建立协议通信。见图 第四阶段。

　　5.充电桩与汽车 BMS 系统通信经过配置阶段后，充电桩闭合充电开关 K1 和 K2，电动汽车闭合开关 K3 和 K4，正式进入充电状态，如图第五阶段。

　　6.当达到充电结束条件或用户手动终止结束后，充电桩停止充电，开关 K1 ~ K6 断开，充电枪拔出，此时各控制线路恢复到初始阶段。测试系统使用“连接确认测试”验证上述阶段 1)~3)的功能正常;使用“协议一致性测试”用于验证阶段 4)~6)阶段协议通信的正确性;“充电参数测试”主要集中在第 5阶段;“异常流程测试”用于验证充电过程中，遇到异常情况而进行状态变迁的正确

　　系统测试项目：

　　测试共分为 4 个部分：

　　连接确认测试：即功能表中第 9 项测试内容，针对充电桩和电动汽车充电线路连接

　　过程中的各项指标进行测试;

　　协议一致性测试：验证充电桩与汽车 BMS 系统的协议通信是否符合标准规定;

　　充电参数测试：参照标准文档，对充电桩工作过程(充电过程)中各项参数进行验证;协议稳定性测试：测试 CAN 通信线路物理层信号的稳定性;

　　异常流程测试：模拟一些特殊的异常情况，验证待测设备异常处理流程是否符合标准的要求。

　　1. 连接确认测试：“充电桩”及“电动汽车”都提供了自动识别线缆连接状态的能力，在确定线缆连接成功后才能开始协议通信，进行后续的充电操作“连接确认测试”就是对充电桩(及电动汽车)识别线缆连接状态的能力进行测试。在充电枪插入汽车充电插座过程中，检测设备采集相关监测点的电压值及各控制开关的状态，验证是否符合标准的规定，并确认待测设备能否正常进入下一阶段。

　　2. 协议一致性测试充电桩检测到与电动汽车连接成功后，便开始进行协议通信。用于识别设备类型、配置充电参数、监视充电状态、控制充电进度等。协议一致性测试指对充电桩及汽车 BMS 系统的协议通信过程进行监视，获取并解析通信报文，验证“报文内容”与“通信流程”是否符合标准规定。测试项目及测试流程如图所示。标准文档中将设备充电过程分为“低压辅助上电及充电握手”、“充电参数配置”、“充电”和“充电结束”四个阶段。测试系统针对四个阶段定制了对应的测试用例，验证待测设备的通信过程是否符合标准的规定。

　　3. 充电参数测试当充电桩与电动汽车协议通信正常，进入充电阶段后，充电桩正式输出直流电压给汽车电池组充电。标准中协议一致性测试规定了一些充电参数用于保证充电桩输出电压/电流及电能转换的质量。系统支持的充电参数种类如下表：

　　4.协议稳定性测试 为了保证协议通信的稳定，测试系统对标准进行了扩展，增加对 CAN 通信线路的物理层进行测试(依照国网 Q/GDW 1591-2014 电动汽车非车载充电机检验技术规范)，用于验证通信协议网络的稳定性。具体测试项目见下表所示。