一种V2G桩并联测试仪器、测试系统以及测试方法

技术领域

本发明涉及检测领域，具体涉及一种V2G桩并联测试仪器、测试系统以及测试方法。

背景技术

V2G是电动汽车往电网输送能量的技术，现有的V2G检测设备为对单个V2G桩进行测试的设备，当多个V2G桩进行测试的时候，由于每个V2G桩的输出电压不一致，导致无法并联到直流母线上进行同时测试，这样限制了检测数量，因此获得一种可以对多个V2G桩进行测试的V2G桩并联测试仪器、测试系统以及测试方法十分重要。

发明内容

为解决上述技术问题，其一，本发明提供一种V2G桩并联测试仪器，包括主控制器、接口使能控制器、不止一个连接单元，所述连接单元包括V2G桩连接接口、接口功能检测模块、高压功能检测模块、DC侧连接接口，接口功能检测模块、高压功能检测模块分别与主控制器进行通讯，相邻两个所述DC侧连接接口之间连接有开关。

主控制器包括：用于与高压功能检测模块进行通讯的DI/DO；I2C总线控制器；用于接收接口功能检测模块信号的第一电压采样单元和第二电压采样单元；用于接收高压功能检测模块信号的电流采样单元、绝缘检测控制单元、预充控制单元和总压检测单元；用于为接收高压功能检测模块供电的电源单元。

接口功能检测模块包括CAN收发控制器、辅助电源、辅助电源检测单元、检测点电压检测单元，接口功能检测模块通过CAN收发控制器与主控制器建立通信，检测点电压检测单元将检测信息输送至主控制器，辅助电源检测单元将检测信息输送至主控制器，主控制器判断辅助电源是否满足要求。

高压功能检测模块包括分流器、接触器、预充回路、霍尔电压传感器、控制节点、绝缘检测、防反接保护，所述分流器输出信号至电流采样单元，霍尔电压传感器输出信号至总压监测单元，电源单元通过继电器为接触器供电，主控制器通过DI/DO控制继电器的动作，预充回路与继电器并联，绝缘检测将结果输出给绝缘检测控制单元。

本发明结构简单，相邻两个所述DC侧连接接口之间并联有开关，能够减少硬件的投入，本发明的主控制器能够根据接入的V2G桩的数量，利用容器技术虚拟出多个BMS管理单元。

其二，本发明提供一种V2G桩并联测试系统，包括上述V2G桩并联测试仪器，还包括PCS单元、上位机，每个所述DC侧连接接口配有单独的DC/DC转化单元，通过该DC/DC转化单元连接PCS单元，所述V2G连接接口处连接充电使能开关，每个所述V2G连接接口具有编号，V2G桩连接接口通过直流充放电电缆连接V2G桩，直流充放电电缆的公头与内置在接口功能检测模块的母头匹配。

其三，一种V2G桩并联测试方法，包括以下步骤：按下充电使能开关，主控制器根据接口的编号建立容器以保护其在没有BMS管理单元下独立运行，主控制器并将充放电参数通过上位机发送至DC/DC转化单元以及PCS单元，主控制器通过接口功能检测模块中的CAN收发控制器与V2G桩进行交互，协调DC/DC转化单元、PCS单元以满足V2G桩的能量需求。

以下将具体说明测试原理：当直流充放电电缆的公头与内置在接口功能检测模块的母头连接后，接口使能控制器输出使能信号至主控制器，主控制器识别该使能信号中的编号信息，并控制主控制器内的电源单元为所属接口功能检测模块供电；接口功能检测模块在得电后，主控制器通过I2C总线与接口功能检测模块建立通信，主控制通过I2C总线将与V2G充电桩交互的信息发送到CAN收发控制器，CAN收发控制器转换成CAN电平信号后与V2G桩交互；同时接口功能检测模块的检测点电压检测单元的信号输出到主控制器的第一电压采样单元，通过A/D转换后，主控制器通过当前检测点的电压值检测接口是否完全连接，该检测点的电压用于检测V2G桩是否与V2G桩并联测试仪器的接口连接完全；接口功能检测模块的辅助电源检测单元的信号输出至主控制器的第二电压采样单元，通过A/D转换后，主控制器通过检测辅助电源的值判断当前V2G充电桩的辅助电源功能是否满足要求。主控制器接收到V2G桩的充电结束信息后，通过判断第二电压采样单元的A/D采样值，判断V2G桩是否成功给辅助电源下电。

分流器串接在直流充放电电缆上，将电流值转化为电压信号通过分流器输出信号至主控制器的电流采样单元，电流采样单元经过A/D转化后，主控器计算出V2G桩的充放电电流，主控制器通过通讯线缆上报给上位机；上位机通过比较充放电过程中的V2G桩和主控制在同一时刻的电流值计算出V2G桩的电流相对误差范围霍尔电压传感器将充放电电压等比缩小后将电压信号通过电压传感器输出信号到主控制器的总压检测单元，总压检测单元经过A/D转化后，主控器计算出V2G桩的充放电电压，主控制器通过通讯线缆上报给上位机，上位机通过比较充放电过程中的V2G桩和主控制在同一时刻的电压值计算出V2G桩的电流相对误差范围

主控制器的电源单元通过继电器电源向接触器提供电源，主控制器通过DI/DO控制继电器的动作，预充回路在继电器闭合之前中控制器通过预充控制信号控制预充回路进行预充，同时总压检测单元检测电压值，在电压值达到预设电压值后再执行继电器闭合动作。，以保护接触器，延长接触器使用寿命。当电源正负极反接后，防反接保护电路通过反接输出信号线向主控制器输出干接点信号，主控制器将反接错误转发到上位机，在用户界面提示电缆线反接。主控制器通过绝缘检测控制信号将绝缘检测投入，上位机控制DC/DC输出绝缘电压，绝缘检测单元将绝缘检测结果通过控制节点输出给主控制器，以显示V2G充电桩的绝缘性能。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明主控制器、高压功能检测模块、接口功能检测模块结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，从而对本发明要求保护的范围作出更清楚地限定，下面就本发明的某些具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，以下仅是本发明构思的某些具体实施方式仅是本发明的一部分实施例，其中对于相关结构的具体的直接的描述仅是为方便理解本发明，各具体特征并不当然、直接地限定本发明的实施范围。

参阅附图所示，本发明采用以下技术方案，其一，本发明提供一种V2G桩并联测试仪器，包括主控制器、接口使能控制器、不止一个连接单元，所述连接单元包括V2G桩连接接口、接口功能检测模块、高压功能检测模块、DC侧连接接口，接口功能检测模块、高压功能检测模块分别与主控制器进行通讯，相邻两个所述DC侧连接接口之间连接有开关。

主控制器包括：用于与高压功能检测模块进行通讯的DI/DO；I2C总线控制器；用于接收接口功能检测模块信号的第一电压采样单元和第二电压采样单元；用于接收高压功能检测模块信号的电流采样单元、绝缘检测控制单元、预充控制单元和总压检测单元；用于为接收高压功能检测模块供电的电源单元。

接口功能检测模块包括CAN收发控制器、辅助电源、辅助电源检测单元、检测点电压检测单元，接口功能检测模块通过CAN收发控制器与主控制器建立通信，检测点电压检测单元将检测信息输送至主控制器，辅助电源检测单元将检测信息输送至主控制器，主控制器判断辅助电源是否满足要求。

高压功能检测模块包括分流器、接触器、预充回路、霍尔电压传感器、控制节点、绝缘检测、防反接保护，所述分流器输出信号至电流采样单元，霍尔电压传感器输出信号至总压监测单元，电源单元通过继电器为接触器供电，主控制器通过DI/DO控制继电器的动作，预充回路与继电器并联，绝缘检测将结果输出给绝缘检测控制单元。

本发明结构简单，相邻两个所述DC侧连接接口之间并联有开关，能够减少硬件的投入，本发明的主控制器能够根据接入的V2G桩的数量，利用容器技术虚拟出多个BMS管理单元。

其二，本发明提供一种V2G桩并联测试系统，包括上述V2G桩并联测试仪器，还包括PCS单元、上位机，每个所述DC侧连接接口配有单独的DC/DC转化单元，通过该DC/DC转化单元连接PCS单元，所述V2G连接接口处连接充电使能开关，每个所述V2G连接接口具有编号，V2G桩连接接口通过直流充放电电缆连接V2G桩，直流充放电电缆的公头与内置在接口功能检测模块的母头匹配。

其三，一种V2G桩并联测试方法，包括以下步骤：按下充电使能开关，主控制器根据接口的编号建立容器以保护其在没有BMS管理单元下独立运行，主控制器并将充放电参数通过上位机发送至DC/DC转化单元以及PCS单元，主控制器通过接口功能检测模块中的CAN收发控制器与V2G桩进行交互，协调DC/DC转化单元、PCS单元以满足V2G桩的能量需求。

以下将详细描述工作过程：当直流充放电电缆的公头与内置在接口功能检测模块的母头连接后，接口使能控制器输出使能信号至主控制器，主控制器识别该使能信号中的编号信息，控制主控制器内的电源单元为编号所属的接口功能检测模块供电。

接口功能检测模块在得电后，主控制器通过I2C总线与接口功能检测模块建立通信，主控制通过I2C总线将与V2G充电桩交互的信息发送到CAN收发控制器，CAN收发控制器转换成CAN电平信号后与V2G桩交互，同时接口功能检测模块的检测点电压检测单元的信号输出到主控制器的第一电压采样单元，通过A/D转换后，主控制器通过当前检测点的电压值检测接口是否完全连接。

接口功能检测模块的辅助电源检测单元的信号输出至主控制器的第二电压采样单元，通过A/D转换后，主控制器通过检测辅助电源的值判断当前V2G充电桩的辅助电源功能是否满足要求。主控制器接收到V2G桩的充电结束信息后，通过判断第二电压采样单元的A/D采样值，判断V2G桩是否成功给辅助电源下电。

分流器串接在直流充放电电缆上，将电流值转化为电压信号通过分流器输出信号至主控制器的电流采样单元，电流采样单元经过A/D转化后，主控器计算出V2G桩的充放电电流。

主控制器通过通讯线缆上报给上位机；上位机通过比较充放电过程中的V2G桩和主控制在同一时刻的电流值计算出V2G桩的电流相对误差范围，霍尔电压传感器将充放电电压等比缩小后将电压信号通过电压传感器输出信号到主控制器的总压检测单元，总压检测单元经过A/D转化后，主控器计算出V2G桩的充放电电压，主控制器通过通讯线缆上报给上位机，上位机通过比较充放电过程中的V2G桩和主控制在同一时刻的电压值计算出V2G桩的电流相对误差范围。

主控制器的电源单元通过继电器电源向接触器提供电源，主控制器通过DI/DO控制继电器的动作，预充回路在继电器闭合之前中控制器通过预充控制信号控制预充回路进行预充，同时总压检测单元检测电压值，在电压值达到预设电压值后再执行继电器闭合动作，以保护接触器，延长接触器使用寿命。

当电源正负极反接后，防反接保护电路通过反接输出信号线向主控制器输出干接点信号，主控制器将反接错误转发到上位机，在用户界面提示电缆线反接。主控制器通过绝缘检测控制信号将绝缘检测投入，上位机控制DC/DC输出绝缘电压，绝缘检测单元将绝缘检测结果通过控制节点输出给主控制器，以显示V2G充电桩的绝缘性能。

上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。