艾德克斯車(chē)載充電機測試解決方案

引言

隨著(zhù)現代技術(shù)的發(fā)展和世界資源、環(huán)境難題的突出，電動(dòng)汽車(chē)以其環(huán)保、節能、高效的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為汽車(chē)工業(yè)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)主題。當然電動(dòng)汽車(chē)在發(fā)展的同時(shí)，對應的電力供給系統的研究和生產(chǎn)也是必不可少的，車(chē)載充電機技術(shù)的成熟和發(fā)展，對于電動(dòng)汽車(chē)的普及起到了至關(guān)重要的作用，目前，電動(dòng)汽車(chē)由于高成本，應用難度大等原因其市場(chǎng)價(jià)值并未完全發(fā)揮，因此能對汽車(chē)充電機提供完整可靠方案的供應商并不多，艾德克斯作為在新能源領(lǐng)域領(lǐng)先的測試測量方案供應商，提供的測試方案不僅能夠完全滿(mǎn)足不同型號的車(chē)載充電機測試的需求，還配備了軟件來(lái)控制充電機和測試方案，具有其他廠(chǎng)商的測試方案所不具備的重要功能。

一、車(chē)載充電機工作原理

動(dòng)力汽車(chē)最核心的動(dòng)力來(lái)源是動(dòng)力電池，目前應用最多的是鋰離子電池，它是一個(gè)由多個(gè)單體電池封裝成的電池組組成。因此車(chē)載充電機既要考慮鋰電池充電的實(shí)際需求，又要考慮車(chē)載電瓶的惡劣環(huán)境;所以車(chē)載充電機的方案必須滿(mǎn)足耐高壓，高可靠，高效率(見(jiàn)圖一)。

圖一 動(dòng)力汽車(chē)供電系統

充電機主要的應用是給電動(dòng)汽車(chē)上的動(dòng)力電池充電，按是否安裝在車(chē)上，充電機可分為車(chē)載式(隨車(chē)型)和固定式。固定式充電機一般為固定在充電站內的大型充電機，主要以大功率和快速充電為主。而車(chē)載充電機安裝在車(chē)輛內部，其優(yōu)勢就是可以在車(chē)庫，路邊或者住宅等任何有交流電源供電的地方隨時(shí)充電，功率相對較小。

車(chē)載充電機系統主要采用電壓、電流反饋的方法來(lái)達到恒流、恒壓充電的目的，同時(shí)要對充電過(guò)程的各種參數進(jìn)行控制和監測。充電機的電路由主充電路和輔助電路組成。主充電路采用的是全橋逆變電路，另一方面為了對電壓、電流、溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，同時(shí)報告電池的漏電、熱管理、報警、剩余容量等一系列狀態(tài)，車(chē)載動(dòng)力電池需要有電池管理系統進(jìn)行輔助管控。

如何對充電電機和動(dòng)力電池一系列的屬性、工作狀況和參數進(jìn)行監控成為每一個(gè)動(dòng)力汽車(chē)廠(chǎng)商必須面對的難題，而艾德克斯的車(chē)載充電機測試方案可以完美解決這些困擾。

二、國內外充電機方案和標準

目前，IEC和ISO都在加速制定充電基礎設施方面的國際標準，但是由于各國的電力基礎不一樣，所以各國所應用的標準也有不同。目前，充電接口的國際標準由IEC 62196-1，IEC62196-2和IEC 62196-3三部分組成(見(jiàn)圖二)，后面由美國、德國、意大利三個(gè)國家整合定義為：type1、type2、type3方案。其中type1支持國家主要是美國和日本，type2支持的國家為德國，type3主要支持的國家為意大利和法國，中國的總體交流接口與type2較為接近，采用七芯結構，可單相充電和三相充電。鎖止方案上，中國的標準和美國方案比較一致，都首選機械鎖配合電子鎖，對此我國于2006年制定完成了一項國家標準GB/T 20234,該標準等效采用了IEC 62196-1。

圖二 國內外充電接口方案

在車(chē)載充電機和充電樁的市場(chǎng)方面，美國的chargepoint，日本的豐田、三菱、本田、日產(chǎn)，英國的chargemaster，德國的寶馬，中國的國家電網(wǎng)都在各自國家市場(chǎng)推行了一系列的動(dòng)力汽車(chē)供電方案。而在汽車(chē)端，國內外各大汽車(chē)廠(chǎng)商也將目光紛紛投向了動(dòng)力汽車(chē)這一新興產(chǎn)業(yè)。

三、艾德克斯車(chē)載充電機測試方案介紹

艾德克斯作為在新能源領(lǐng)域的領(lǐng)先測試測量方案供應商，艾德克斯測試方案符合GBT18487.1電動(dòng)汽車(chē)傳導充電系統三部分的要求：GBT20234.1、GBT20234.2、GBT20234.3，對充電機電氣性能及耐久性能的測試符合QC/T895-2011標準，具有諸多獨特且重要的功能，如：充電機電氣性能及耐久性能的測試，模擬車(chē)載控制系統，控制和監控充電機的故障狀態(tài)和運行參數，方便用戶(hù)對產(chǎn)品對各種運行環(huán)境的模擬，艾德克斯的充電機測試方案兼容多種充電機的充電協(xié)議，適用于多款充電機測試。

艾德克斯車(chē)載充電機涵蓋了20多項測試，從輸入項的特性測試、靜態(tài)測試、電源效應測試，輸出項的負載效應測試、輸出電壓范圍測試、混合效應測試再到各項保護項、時(shí)序和特殊項測試應有盡有，并全部整合到系統中，客戶(hù)可以任意的選擇需要的項目進(jìn)行測試(見(jiàn)圖三)。

圖三 艾德克斯車(chē)載充電機測試系統

正如上文所提到的，整車(chē)控制器、電機控制器和電池管理系統是動(dòng)力汽車(chē)最重要的核心。艾德克斯車(chē)載機及充電接口的測試方案不但可以對充電機的工作狀態(tài)進(jìn)行監控，而且系統可依據電池管理系統(BMS)提供的數據，進(jìn)行動(dòng)態(tài)調節充電機充電電流、電壓、功率參數，完全模擬智能充電。

艾德克斯車(chē)載充電機測試系統具體是由內置的各種艾德克斯精密儀器和上位機軟件組成，單個(gè)儀器的精度高，穩定性好，更配備了其它廠(chǎng)商沒(méi)有的功能，如：

l艾德克斯的高功率寬范圍直流電源IT6500C，支持主從并聯(lián)，擴展高達30kW輸出能力，搭配功率耗散器滿(mǎn)足達90kW的放電測試要求，支持list序列，輸出阻抗設定，高分辨率和精度，保護措施齊全(見(jiàn)圖四)。

圖四 IT6500C高功率寬范圍直流電源(30KW)

lIT8800電子負載有高達25KHz的動(dòng)態(tài)模式可以完成任意電流變化模式，可調上升和下降速度，100組記憶容量，擁有動(dòng)態(tài)測試功能，自動(dòng)測試功能(見(jiàn)圖五)。

圖五 IT8800直流電子負載

lIT9503開(kāi)關(guān)分析儀，供16通道可搭配IT-E191 IO卡，IT-E186繼電器卡，IT-E196數據采集卡?？蓪Τ潆姍C開(kāi)關(guān)進(jìn)行全方位測試(見(jiàn)圖六)。

圖六 IT9503開(kāi)關(guān)分析儀前面板

l艾德克斯測試系統增加了導入DBC文件的功能，兼容CAN總線(xiàn)通訊方式，適合不同廠(chǎng)家，不用類(lèi)型的充電機測試。

l艾德克斯測試系統還配備如示波器、接口模擬板卡、DVM、功率分析儀表等諸多測量模擬設備，為客戶(hù)的測試提供了諸多方便。

市場(chǎng)上大部分的車(chē)載充電機測試系統都存在操作繁瑣，軟件界面上手難度高甚至需要操作人員有很強的語(yǔ)言編程基礎才能操作，讓客戶(hù)需要付出長(cháng)時(shí)間進(jìn)行操作培訓，并且很多軟件要求用戶(hù)自行編輯每個(gè)測試項的測試流程，測試效率低下，導致很多廠(chǎng)商對此望而卻步。與之不同的是，艾德克斯車(chē)載充電機測試系統的上位機軟件，在界面設計上更人性化和貼近需求。測試系統將充電機的電氣性能相關(guān)測試項全部?jì)冉ǖ杰浖?，用?hù)只需要拖選所需的測試項即可。并且每個(gè)測試項的流程在系統中已經(jīng)由艾德克斯在出廠(chǎng)前內建完成，用戶(hù)只需要打開(kāi)對應的測試項界面，填寫(xiě)相關(guān)等參數即可，當測試完成后，軟件會(huì )自動(dòng)判定測試結果(見(jiàn)圖七)。

圖七 車(chē)載充電機測試系統軟件界面

目前雖然有一些廠(chǎng)家提供車(chē)載充電機測試系統方案供客戶(hù)自主測試， 但由于集成性較差，控制和測試功能不能合并操作，大大操作難度和成本，與之相比，艾德克斯充電機測試系統不僅可以實(shí)現對測試系統硬件的控制，也能實(shí)現對充電機本身的控制和監控，大大簡(jiǎn)化了測試流程。(見(jiàn)圖八)。

圖八 艾德克斯方案的測試流程更為簡(jiǎn)潔

在同類(lèi)測試方案中，艾德克斯測試系統涉及的測試項更全面，性?xún)r(jià)比更高，對智能充電的仿真測試更接近實(shí)際情況而且軟件使用方便，還有一些附加的實(shí)用功能，簡(jiǎn)化了操作，大大提升了用戶(hù)體驗，是新能源動(dòng)力汽車(chē)測試的不二選擇。

總結：雖然電動(dòng)汽車(chē)為汽車(chē)行業(yè)帶來(lái)了諸多機遇，但與之配套的設施建設和行業(yè)標準制定還存在很多不足，電動(dòng)汽車(chē)復雜的應用環(huán)境，嚴苛的安全標準使之能源供給的測試和檢驗變得尤為重要。當電子行業(yè)對新能源設備測試普遍正在摸索時(shí)，艾德克斯已經(jīng)走在了最前沿，以最完善的方案助力新能源汽車(chē)的普及和應用，為地球能源的可持續發(fā)展做出貢獻。