1. 基 本 描 述... 3 1.1. 交 流 充 电 模 拟 器... 3 1.2. 直 流 充 电 模 拟 器... 3 2. 系 统 方 案... 4 2.1. 整 体 架 构... 4 2.2. 系 统 硬 件 方 案... 5 2.3. 系 统 软 件 方 案... 17 3. 系 统

PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 BEIJING PHIEAN SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD

1. 基 本 描 述... 3 1.1. 交 流 充 电 模 拟 器... 3 1.2. 直 流 充 电 模 拟 器... 3 2. 系 统 方 案... 4 2.1. 整 体 架 构... 4 2.2. 系 统 硬 件 方 案... 5 2.3. 系 统 软 件 方 案... 17 3. 系 统 主 要 零 件 组 成... 21 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 2

1. 基 本 描 述 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器, 能 够 有 效 的 模 拟 真 实 世 界 的 电 动 汽 车 充 电 系 统, 用 于 验 证 车 载 控 制 器 交 直 流 的 充 电 逻 辑 总 线 通 信 等 功 能 该 模 拟 器 能 够 同 时 满 足 车 载 电 池 的 交 流 充 电 和 直 流 充 电 模 拟, 可 以 有 效 的 支 持 BMS 系 统 的 开 发 与 应 用 1.1. 交 流 充 电 模 拟 器 交 流 充 电 模 拟 器 由 高 压 电 源 通 信 系 统 控 制 单 元 测 量 系 统 充 电 接 口 软 件 控 制 程 序 及 相 关 电 气 回 路 组 成 ; 交 流 充 电 模 拟 器 作 为 一 个 标 准 的 充 电 站, 应 符 合 GB/T20234 的 要 求, 并 能 作 为 基 准 对 车 辆 的 充 电 系 统 进 行 测 试, 具 备 以 下 特 性 : 高 压 电 源 : 为 车 辆 提 供 交 流 电 源,220V/50Hz, 基 本 配 置 3.6kw, 输 出 16A, 外 带 扩 展 接 口, 可 扩 展 至 7kw 通 信 系 统 : 为 CP 线 提 供 与 车 辆 通 信 的 PWM 信 号, 以 及 12V 直 流 电 源 ( 信 号 源 ) 测 量 系 统 : 可 在 线 实 时 监 测 记 录 总 线 上 电 压 电 流 和 CP 信 号 电 压, 采 样 率 在 10us 以 上, 并 可 以 图 形 化 显 示 控 制 单 元 : 用 于 控 制 高 压 电 源 通 信 系 统 测 量 系 统 的 做 动, 并 与 上 位 机 PC 之 间 通 信 充 电 接 口 : 与 测 试 车 辆 连 接 相 关 电 气 回 路 : 符 合 GB/T20234 的 相 关 要 求, 控 制 回 路 与 充 电 回 路 相 互 独 立 异 常 操 作 测 试 : 可 通 过 软 件 控 制 主 回 路 和 通 信 回 路 通 断 1.2. 直 流 充 电 模 拟 器 直 流 充 电 模 拟 器 由 高 压 直 流 电 源 低 压 辅 助 电 源 通 信 系 统 控 制 单 元 测 量 系 统 充 电 接 口 软 件 控 制 程 序 及 相 关 电 气 回 路 组 成 直 流 充 电 模 拟 器 作 为 一 个 标 准 的 充 电 站, 应 符 合 GB/T20234 及 GB/T27930 的 要 求, 并 能 作 为 基 准 对 车 辆 的 充 电 系 统 进 行 测 试, 具 备 以 下 特 性 : 高 压 直 流 电 源 : 为 车 辆 提 供 直 流 电 源, 电 压 范 围 为 200V~700V, 基 本 配 置 2kw, 可 输 出 最 大 10A; 系 统 外 带 扩 展 接 口, 可 扩 展 至 10kw; 通 信 系 统 : 作 为 与 车 辆 BMS 通 信 的 ECU, 采 用 CAN 总 线 通 信, 通 信 协 议 符 合 GB/T27930 的 要 求 的 同 时, 可 开 放 给 用 户 进 行 自 定 义, 可 实 现 以 下 操 作 : 报 文 的 发 送 周 期 用 户 可 调 报 文 的 IP 号 优 先 级 可 调 报 文 的 发 送 与 否 可 以 自 由 选 择 报 文 发 送 的 条 件 可 以 选 择 ( 比 如 CST 的 发 送 条 件 是 收 到 停 机 命 令 或 收 到 BST 报 文 ) 报 文 内 的 每 个 字 节 每 一 位 可 由 用 户 设 置 测 量 系 统 : 可 在 线 实 时 监 测 记 录 总 线 上 电 压 电 流 CC1 CC2 A+ A- 以 及 总 线 信 号, 采 样 率 在 10us 以 上, 并 可 以 图 形 化 显 示 低 压 辅 助 电 源 : 用 于 为 车 辆 提 供 12V 电 源, 为 BMS 或 其 他 车 载 部 件 供 电 控 制 单 元 : 用 于 控 制 直 流 电 源 输 出 通 信 系 统 测 量 系 统 的 做 动, 并 与 上 位 机 PC 之 间 通 信 充 电 接 口 : 与 测 试 车 辆 连 接 相 关 电 气 回 路 : 符 合 GB/T20234 的 相 关 要 求 异 常 操 作 测 试 : 电 阻 R3 接 口 线 S+ S- CC2 通 断 可 控 制, 模 拟 充 电 中 断 线 测 试 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 3

2. 系 统 方 案 2.1. 整 体 架 构 交 直 流 充 电 模 拟 器 硬 件 系 统 架 构 如 图 所 示, 主 要 包 含 了 功 率 驱 动 板 信 号 采 集 板 通 信 控 制 板 等 交 流 充 电 模 拟 器 驱 动 板 DO 信 号 直 流 充 电 模 拟 器 驱 动 板 AD 信 号 系 统 控 制 & 通 信 板 CAN 交 流 充 电 模 拟 器 采 集 板 AD 直 流 充 电 模 拟 器 采 集 板 系 统 中 功 率 驱 动 板 和 信 号 监 控 采 集 是 独 立 的, 强 电 功 率 部 分 与 弱 电 监 控 部 分 在 物 理 布 置 上 也 是 相 互 独 立 的 针 对 功 率 输 出 部 分, 基 本 原 理 如 下 : 交 流 输 出 K1,K2 控 制 信 号 驱 动 放 大 电 路 交 流 接 触 器 (50A) 直 流 输 出 K1,K2 控 制 信 号 驱 动 放 大 电 路 直 流 接 触 器 (50A) 其 他 开 关 控 制 信 号 驱 动 放 大 电 路 信 号 继 电 器 驱 动 控 制 板 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 4

驱 动 控 制 板 接 收 控 制 单 元 的 信 号, 通 过 驱 动 放 大 电 路, 放 大 信 号 驱 动 各 类 控 制 开 关, 主 要 包 括 : 交 流 直 流 输 出 的 控 制 开 关 和 各 种 通 信 输 出 的 控 制 开 关 系 统 通 信 控 制 板 用 于 模 拟 产 生 车 辆 电 池 充 电 管 理 系 统 所 需 的 各 种 握 手 信 号 建 立 与 车 辆 电 池 充 电 管 理 系 统 的 CAN 通 讯 与 上 位 机 软 件 通 讯 : CP 信 号 模 拟 : 模 拟 CP 信 号 与 车 辆 建 立 通 信, 包 含 12V 直 流 电 源 CP 信 号 采 集 : 在 线 实 时 监 测 CP 信 号 电 压 值, 并 在 上 位 机 软 件 中 图 形 化 显 示 低 压 直 流 12V 供 电 继 电 器 控 制 : 控 制 低 压 12V 直 流 供 电 的 通 断, 断 电 时 间 最 短 为 1s, 断 电 时 间 可 调 节 低 压 直 流 12V 供 电 采 集 : 在 线 时 间 监 测 供 电 线 电 压 与 电 流, 并 在 上 位 机 软 件 中 图 形 化 显 示 快 充 信 号 CC1 CC2 模 拟 : 控 制 继 电 器 S 的 通 断 ( 断 电 时 间 最 短 1s, 可 调 节 ), 调 节 电 阻 R3 阻 值 ( 最 小 900ohm, 最 大 1100ohm), 从 而 模 拟 充 电 中 断 异 常 操 作 接 口 线 S+ S- 通 断 控 制 : 控 制 通 信 回 路 的 通 断 ( 断 电 时 间 最 短 1s, 可 调 节 ), 从 而 模 拟 通 信 中 断 异 常 情 况 2.2. 系 统 硬 件 方 案 2.2.1 IO 板 卡 选 型 DO 输 出 : 用 于 控 制 各 硬 件 接 口 的 通 断, 包 括 : 序 号 类 型 用 途 数 量 1 DO 源 输 出,TTL 电 平 交 流 模 拟 器 K1 继 电 器 控 制 1 2 DO 源 输 出,TTL 电 平 交 流 模 拟 器 K2 继 电 器 控 制 1 3 DO 源 输 出,TTL 电 平 交 流 模 拟 器 S1 继 电 器 控 制 1 4 DO 源 输 出,TTL 电 平 直 流 模 拟 器 K1 继 电 器 控 制 1 5 DO 源 输 出,TTL 电 平 直 流 模 拟 器 K2 继 电 器 控 制 1 6 DO 源 输 出,TTL 电 平 直 流 模 拟 器 S 继 电 器 控 制 2 7 DO 源 输 出,TTL 电 平 低 压 直 流 12V 电 源 K1 继 电 器 控 制 1 8 DO 源 输 出,TTL 电 平 低 压 直 流 12V 电 源 K2 继 电 器 控 制 1 9 DO 源 输 出,TTL 电 平 通 信 接 口 线 S+ 通 断 控 制 1 10 DO 源 输 出,TTL 电 平 通 信 接 口 线 S- 通 断 控 制 1 11 DO 源 输 出,TTL 电 平 预 留 2 AD 采 集 : 采 集 各 监 测 电 路 的 电 气 特 性 ( 电 压 或 电 流 ),AD 采 集 板 卡 分 辨 率 为 16 位, 电 压 范 围 0-10V, 采 样 速 率 在 10 us 以 上 序 号 类 型 用 途 数 量 1 单 端 输 入 交 流 模 拟 器 L 线 电 压 采 集 1 2 单 端 输 入 交 流 模 拟 器 N 线 电 压 采 集 1 3 单 端 输 入 交 流 模 拟 器 PE 线 电 压 采 集 1 4 单 端 输 入 交 流 模 拟 器 L 线 电 流 采 集 1 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 5

5 单 端 输 入 交 流 模 拟 器 N 线 电 流 采 集 1 6 单 端 输 入 交 流 模 拟 器 PE 线 电 流 采 集 1 7 单 端 输 入 交 流 模 拟 器 CP 线 电 压 采 集 1 8 单 端 输 入 直 流 模 拟 器 DC+ 线 电 压 采 集 1 9 单 端 输 入 直 流 模 拟 器 DC- 线 电 压 采 集 1 10 单 端 输 入 直 流 模 拟 器 DC+ 线 电 流 采 集 1 11 单 端 输 入 直 流 模 拟 器 DC- 线 电 流 采 集 1 12 单 端 输 入 直 流 模 拟 器 PE 线 电 压 采 集 1 13 单 端 输 入 直 流 模 拟 器 PE 线 电 流 采 集 1 14 单 端 输 入 直 流 模 拟 器 S+ 信 号 电 压 采 集 1 15 单 端 输 入 直 流 模 拟 器 S- 信 号 电 压 采 集 1 16 单 端 输 入 直 流 模 拟 器 CC1 信 号 电 压 采 集 1 17 单 端 输 入 直 流 模 拟 器 CC2 信 号 电 压 采 集 1 18 单 端 输 入 直 流 模 拟 器 低 压 12V 直 流 电 源 电 压 采 集 1 19 单 端 输 入 直 流 模 拟 器 低 压 12V 直 流 电 源 电 流 采 集 1 20 单 端 输 入 预 留 2 PWM 输 入 输 出 : 包 括 直 流 高 压 采 集 以 及 CP 信 号 模 拟 : 一 般 情 况 下, 充 电 桩 系 统 需 要 功 率 地 和 控 制 地 相 隔 离, 那 么 就 需 要 直 流 高 压 采 集 隔 离, 否 则 无 法 达 到 功 率 地 和 控 制 地 隔 离 的 目 的 ; 另 一 方 面, 如 果 采 用 隔 离 采 集 的 方 式, 由 于 隔 离 变 压 器 的 缘 故, 采 集 精 度 难 以 保 证 为 了 解 决 这 一 矛 盾, 系 统 设 计 两 种 实 现 方 式 : 第 一, 采 集 系 统 通 过 CAN 报 文 发 送 给 上 位 机 软 件 ; 第 二, 将 采 集 电 压 转 换 成 隔 离 PWM 输 出, 硬 件 板 卡 采 集 PWM 占 空 比 从 而 实 时 读 取 采 集 电 压 对 于 CP 信 号 模 拟,CP 信 号 作 为 开 漏 输 出, 上 拉 电 阻 R1 固 定, 硬 件 板 卡 输 出 PWM 信 号 经 调 理 模 块 后 实 现 开 漏 输 出 ; 输 出 电 压 可 调 节, 如 需 要 输 出 负 电 压, 则 可 通 过 DA 模 块 产 生 ;PWM 波 周 期 占 空 比 均 可 调 节 ;PWM 波 10%-90% 电 平 上 升 时 间 和 下 降 时 间 均 在 10 us 内 PHDNTC8.0 系 统, 选 择 NI PCI-6289 多 功 能 板 卡 和 定 制 的 调 理 板 实 现 对 电 压 电 流 的 输 出 采 集 以 及 IO 信 号 模 拟 采 集 一 块 NI PCI-6289 加 上 调 理 板 卡 即 可 满 足 ABS ECU 功 能 耐 久 测 试 系 统 针 对 IO 的 全 部 需 求 NI PCI-6289 是 一 款 高 精 度 多 功 能 M 系 列 数 据 采 集 (DAQ) 板 卡, 经 优 化 可 提 供 18 位 模 拟 输 入 精 度 该 精 度 相 当 于 5½ 位 的 直 流 测 量 NI-PGIA 2 放 大 器 技 术 以 其 优 化 的 高 线 性 和 18 位 快 速 建 立 时 间 的 特 性, 确 保 了 测 量 的 精 确 度 其 可 编 程 低 通 滤 波 器 能 降 低 高 频 率 噪 声 并 减 少 频 率 混 叠 高 精 度 M 系 列 设 备 的 模 拟 输 出 通 道 具 有 可 编 程 偏 移 及 电 压 参 考, 使 得 所 有 自 定 义 信 号 都 可 达 16 位 最 大 精 度 这 些 设 备 适 用 于 设 备 测 试 和 特 征 记 述 要 求 达 到 仪 器 级 精 确 度 的 感 应 器 和 信 号 测 量 等 应 用 M 系 列 设 备 可 在 多 种 操 作 系 统 上 使 用, 有 三 个 驱 动 软 件 可 供 选 择, 包 括 NI-DAQmx NI-DAQmx Base 和 测 量 硬 件 DDK 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 6

板 卡 特 性 : 18 位, 500 ks/s ( 多 通 道 ), 625 ks/s ( 单 通 道 ), 32 路 模 拟 输 入 4 路 16 位 模 拟 输 出 (2.8MS/s) 48 路 数 字 I/O; 2 个 32 位 80 MHz 的 计 数 器 ; 模 拟 和 数 字 触 发 关 联 (Correlated) DIO (32 条 时 钟 线, 10 MHz) 可 编 程 的 40 khz 低 通 滤 波 器 NI-MCal 校 准 技 术 提 高 了 测 量 精 度 NI-DAQmx 驱 动 软 件 和 NI LabVIEW SignalExpress LE 交 互 式 数 据 记 录 软 件 2.2.2 通 信 板 卡 选 型 电 动 汽 车 充 电 桩 系 统 中 存 在 以 下 CAN 通 信 节 点 : 功 率 控 制 及 采 集 节 点 该 节 点 用 于 控 制 高 压 直 流 电 压 产 生, 以 及 与 上 位 机 软 件 的 通 信 ( 控 制 及 采 集 数 据 的 发 送 故 障 信 息 发 送 等 ); 通 信 及 控 制 节 点 节 点 用 于 CP 信 号 可 调 电 压 输 出 可 变 电 阻 模 拟 输 出, 以 及 与 上 位 机 软 件 的 通 信 ( 控 制 数 据 的 传 送 故 障 信 息 发 送 等 ); 车 辆 BMS 节 点 用 于 与 车 辆 BMS 系 统 交 互, 从 而 实 现 充 电 控 制 以 及 故 障 信 息 读 取 等 PHDNTC8.0 系 统 采 用 一 个 双 通 道 PCI-CAN 卡 Advantech PCI 1680 完 成 数 据 通 信 控 制, 其 中 功 率 控 制 及 采 集 节 点 与 通 信 及 控 制 节 点 共 用 一 个 通 道, 车 辆 BMS 节 点 独 占 一 个 通 道 PCI-1680 是 台 湾 研 华 提 供 的 工 业 级 PCI 总 线 CAN 板 卡, 是 连 接 控 制 器 局 域 网 (CAN) 和 PC 的 专 用 通 讯 卡 由 于 带 有 内 置 的 CAN 控 制 器,PCI-1680 能 够 提 供 总 线 仲 裁 和 差 错 功 能, 可 以 在 检 查 到 错 误 时 自 动 重 发 数 据 这 样 就 极 大 的 降 低 了 数 据 丢 失 的 几 率, 有 效 确 保 了 系 统 的 可 靠 性 PCI-1680 带 有 一 个 通 用 的 PCI 接 口, 能 够 兼 容 3.3V 信 号 系 统 和 5V 信 号 系 统 PCI-1680 指 定 了 一 个 内 存 地 址, 能 够 提 供 高 速 的 数 据 访 问 功 能 卡 上 带 有 光 耦 隔 离 器, 能 够 保 护 PC 和 设 备 免 受 接 地 回 路 的 破 坏, 大 大 的 增 强 了 系 统 在 恶 劣 环 境 下 的 可 靠 性 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 7

具 体 规 格 : 总 线 接 口 : 兼 容 PCI 总 线 2.2 规 格 端 口 数 :2 协 议 :CAN2.0 A/B CAN 控 制 器 :SJA-1000 CAN 收 发 器 :82C250 信 号 支 持 :CAN-H,CAN-L 速 率 :1Mbps( 最 大 ) 隔 离 保 护 :1000VDC 功 耗 :5V@400mA( 典 型 ) 接 口 :2 个 标 准 DB9(M) 接 口 2.2.3 测 试 电 脑 选 型 测 试 工 控 机 要 高 速 处 理 各 控 制 信 号, 同 时 支 持 PCI 板 卡 的 运 行, 所 以 必 须 选 用 可 靠 的 高 性 能 的 CPU 处 理 器 及 底 板 来 满 足 系 统 软 件 和 硬 件 板 卡 运 行 需 求 PHDNTC8.0 采 用 研 华 的 IPC-610H 工 控 机 该 工 控 机 使 用 4U14 槽 上 架 式 机 箱, 其 实 物 和 机 箱 特 性 如 图 所 示, 易 于 桌 面 放 置 和 上 架 安 装 工 控 机 使 用 LGA 1155 Intel Core i5 ATX 母 板, 该 母 板 特 性 和 技 术 指 标 如 下 : 支 持 Intel Core i7/i5/i3/pentium 处 理 器,H61 芯 片 组 2 个 DIMM 插 槽,DDR3 1066/1333, 最 大 支 持 16GB 支 持 VGA/DVI-D 双 显, 双 GbE 网 口 支 持 RS232/422/485, 带 自 动 数 据 流 控 制 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 8

支 持 1 个 PCIex16 和 5 个 PCI 扩 展 插 槽 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 9

此 外, 工 控 机 配 备 电 源 无 线 键 鼠 DVD 光 驱 等 外 设 以 满 足 使 用 需 要 工 控 机 安 装 在 机 柜 内, 无 线 键 鼠 和 显 示 器 ( 通 过 较 长 VGA 线 缆 ) 放 置 在 工 作 台 上, 可 以 满 足 实 验 室 布 置 和 操 作 需 要 显 示 器 采 用 戴 尔 (DELL) E2214Hv 21.5 英 寸 宽 屏 LED 背 光 MVA 液 晶 显 示 器 2.2.4 外 围 硬 件 设 计 由 于 无 法 直 接 使 用 板 卡 对 高 压 等 信 号 进 行 监 控, 因 而 必 须 设 计 外 围 电 路, 对 各 信 号 进 行 调 理 处 理 或 电 气 隔 离 等 操 作 具 体 有 以 下 几 项 : CP 信 号 模 拟 及 采 集 信 号 技 术 参 数 为 : 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 10

CP 信 号 为 PWM 输 出 信 号, 要 求 电 压 频 率 占 空 比 均 可 调 节, 用 于 测 试 不 同 车 辆 对 PWM 信 号 的 兼 容 性 和 检 测 精 度, 实 现 方 案 如 下 : PWM 信 号 产 生 单 元 信 号 放 大 单 元 车 辆 AD 采 集 单 元 信 号 调 理 单 元 PWM 信 号 产 生 单 元 输 出 TTL 电 平 的 PWM 信 号, 经 过 信 号 放 大 单 元 产 生 电 压 可 调 (6V 9V 12V) 的 PWM 信 号, 可 通 过 控 制 在 车 辆 与 信 号 输 出 单 元 间 的 继 电 器 实 现 PWM 信 号 独 立 输 出 或 终 止 输 出, 继 电 器 断 电 时 间 最 短 1s, 可 通 过 上 位 机 软 件 设 置 断 电 时 间 输 出 的 PWM 信 号 经 信 号 调 理 单 元 后 送 入 AD 采 集 单 元, 从 而 实 现 CP 信 号 电 压 的 在 线 实 时 监 测 低 压 直 流 12V 电 源 低 压 辅 助 电 源 用 于 为 车 辆 提 供 12V 电 源, 为 BMS 或 其 他 车 载 部 件 供 电, 其 通 电 控 制 及 采 样 示 意 图 如 图 所 示, 通 过 控 制 正 负 端 继 电 器 的 通 断 可 实 现 供 电 是 否 接 入, 继 电 器 断 电 时 间 最 短 1s, 断 电 时 间 可 调 节 AD 采 集 单 元 实 时 采 集 供 电 电 压 及 回 路 电 流, 从 而 实 现 供 电 电 压 电 流 在 线 实 时 监 测 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 11

电 压 电 流 DC 车 辆 CC1 及 CC2 信 号 模 拟 充 电 模 拟 器 中 电 阻 R3 阻 值 可 调, 其 标 称 值 为 1000 ohm, 最 大 值 为 1100 ohm, 最 小 值 为 900 ohm, 电 阻 调 节 实 现 方 案 如 下, 电 阻 回 路 由 16 个 功 率 精 密 电 阻 串 接 而 成, 根 据 用 户 设 定 的 电 阻 值, 通 过 控 制 不 同 的 继 电 器 通 断 选 择 相 应 的 精 密 电 阻 接 入 回 路, 从 而 实 现 电 路 的 连 续 可 调, 最 小 调 节 精 度 可 达 10 ohm, 便 于 用 户 模 拟 不 同 的 测 试 环 境 根 据 直 流 充 电 模 拟 器 电 气 图 可 知, 系 统 将 通 过 控 制 继 电 器 S 的 通 断 实 现 CC1 信 号 与 PE 的 通 断, 继 电 器 断 电 时 间 最 短 1s, 断 电 时 间 可 配 置 车 辆 BMS 系 统 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 12

S+ 与 S- 通 信 充 电 系 统 将 通 过 CAN 总 线 与 车 辆 BMS 系 统 通 信, 在 S+ 与 S- 信 号 中 均 串 入 继 电 器, 用 于 实 现 通 信 接 口 的 通 断 ( 断 电 时 间 最 短 为 1s, 时 间 可 配 置 ), 从 而 模 拟 充 电 中 断 测 试 2.2.5 充 电 接 口 交 流 及 直 流 充 电 接 口 均 有 国 家 标 准 依 据, 相 关 的 引 脚 定 义 及 结 构 尺 寸 可 参 照 标 准 文 件 交 流 充 电 接 口 依 据 GBT 20234.2-2011 电 动 汽 车 传 导 充 电 用 连 接 装 置 第 2 部 分, 接 口 示 意 图 为 : 引 脚 定 义 如 下 : 2.4.2 直 流 充 电 接 口 依 据 GBT 20234.3-2011 电 动 汽 车 传 导 充 电 用 连 接 装 置 第 2 部 分, 接 口 示 意 图 为 : 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 13

引 脚 定 义 : 2.2.6 机 柜 PHDNTC8.0 仿 真 测 试 机 柜 采 用 进 口 全 球 第 一 大 品 牌 - 美 国 奔 泰 旗 下 的 SCHROFF 机 柜 ( 德 国 品 牌, 被 Pentair 收 购 ) SCHROFF 公 司 是 世 界 上 首 屈 一 指 的 高 级 网 络 及 IP 控 制 柜 生 产 商, 也 是 世 界 排 名 第 一 的 副 机 架 ( 机 箱 ) CPCI 系 统 ATCA 及 附 件 供 应 商, 以 高 科 技 先 进 的 设 计 和 高 质 量 享 有 盛 名 SCHROFF 公 司 的 产 品 设 计 可 以 满 足 高 端 客 户 的 不 同 需 求 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 14

针 对 此 测 试 系 统, 采 用 25U 高 度 的 SCHROFF Eurorack 系 列 机 柜, 机 柜 配 置 有 前 门 ( 玻 璃 门 ) 和 后 门 ( 钢 ) 2.2.7 交 流 充 电 模 拟 器 驱 动 板 交 流 充 电 模 拟 器 电 气 图 如 图 所 示 : 交 流 充 电 模 拟 器 驱 动 板 用 于 控 制 交 流 充 电 回 路 中 继 电 器 K1 K2 的 通 断, 从 而 实 现 充 电 故 障 的 模 拟, 继 电 器 断 电 时 间 最 短 为 1s, 断 电 时 间 可 调 节 对 于 功 率 控 制 部 分, 拟 采 用 主 要 器 件 : 作 用 器 件 厂 家 规 格 输 入 断 路 器 T2N160R63LS4P ABB 63A 三 相 断 路 器 交 流 接 触 器 LC1D40008M5 施 耐 德 50A 交 流 接 触 器 直 流 接 触 器 GL50 国 力 50A/1000V 对 于 功 率 采 样 部 分, 拟 采 用 主 要 器 件 : 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 15

作 用 器 件 厂 家 规 格 交 流 电 压 互 感 器 DL-PT202D UP 0.1% 精 度 4000V 隔 离 交 流 电 流 互 感 器 LMK1-0.66/30 人 民 电 气 0.2% 精 度 直 流 / 交 流 电 流 互 感 器 LEM LTS15-NP LEM 50A 2.2.8 直 流 充 电 模 拟 器 直 流 充 电 模 拟 器 电 气 图 如 图 所 示 : Vcc EXT SIGNA;L 3 PHASE INPUT INPUT PDU MCU LED&LCD DISPLAY KEY INPUT Power line PSU Signal line Bias line Controller line OUTPUT PDU DC OUT 交 流 输 入 EMI 滤 波 模 块 APFC 模 块 DC-DC 模 块 直 流 充 电 控 制 芯 片 DC-DC 模 块 直 流 充 电 系 统 控 制 芯 片 通 信 信 号 直 流 模 拟 器 驱 动 板 用 于 控 制 充 电 回 路 继 电 器 K1 K2 的 通 断, 从 而 实 现 充 电 故 障 的 模 拟, 继 电 器 断 电 时 间 最 短 为 1s, 断 电 时 间 可 调 节 具 体 可 提 供 电 器 特 性 如 下 : 输 入 : 三 相 交 流 电 (380VAC); 50HZ; PF 值 :0.99 ( 满 载 ) ATHD: <5% ( 满 载 ) 输 出 : 电 压 :200-700VDC 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 16

电 流 : 最 大 15A 功 率 :5KW, 系 统 可 以 扩 展 到 10KW 稳 压 精 度 :+/-0.5% 稳 流 精 度 :+/-0.5% 纹 波 系 数 :+/-0.5% 保 护 功 能 : 输 入 欠 压 输 入 过 压 输 出 短 路 电 池 反 接 输 出 过 压 过 温 电 池 故 障 等 保 护 功 能 特 色 功 能 : 可 以 通 过 CAN 通 信 设 置 衡 流 充 电 的 电 流 大 小 均 冲 电 压 大 小 各 种 保 护 点 电 压 和 电 流 参 数 直 流 充 电 模 拟 器 拟 采 用 主 要 器 件 : Name Model Quantity Vendor Common Choke T38*19*13 A10 6 ACME BD LL25XB60 3 Shindengen PFC Choke MS130060 6 Arnold PFC MOSFET IPW60R099 6 Infineon Boost Diode CSD10060 6 Cree PFC controller 56F8013 3 FREESCALE Cr MPP 1250V 33nF 4 EPCOS Lr PQ26/25 1 DMR95 T PQ40/28 2 DMR95 DC-DCcontroller 56F8037 1 FREESCALE 2.2.9 系 统 安 全 用 电 管 理 模 块 系 统 配 置 电 源 管 理 模 块 (Power Management Unit), 主 要 实 现 对 设 备 的 电 源 进 行 控 制 分 配 保 护 等 功 能 该 PMU 不 仅 可 以 对 AC 电 源 (220VAC 和 380VAC) 进 行 保 护 和 分 配, 同 时 输 出 多 路 12VDC 和 5V DC 等 直 流 电 源 供 系 统 设 备 使 用 2.3. 系 统 软 件 方 案 2.3.1. 软 件 功 能 可 以 配 置 导 入 已 有 的 CAN 总 线 数 据 库 文 件 ( 支 持.dbc 格 式 ) 针 对 交 流 充 电 模 拟 器, 可 在 线 实 时 监 测 记 录 总 线 上 和 充 电 机 模 拟 器 上 输 出 电 流 输 出 电 压 输 出 功 率 和 CP 信 号 电 压 等 信 息, 并 且 可 以 用 图 形 化 实 时 显 示 出 来 针 对 直 流 充 电 模 拟 器, 可 在 线 实 时 监 测 和 记 录 充 电 模 拟 器 接 口 线 路 (DC+ DC- S+ S- A+ A- CC1 CC2) 可 以 实 时 检 测, 并 用 图 形 化 显 示 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 17

可 以 实 现 故 障 注 入 操 作, 包 含 硬 件 接 口 故 障 和 总 线 仿 真 故 障 2.3.2. CAN 总 线 功 能 导 入 CAN 总 线 数 据 库 文 件, 测 试 软 件 可 以 导 入 已 经 设 计 好 的 CAN 总 线 数 据 库 文 件 快 充 总 线 逻 辑 图 形 化 显 示, 软 件 提 供 标 准 的 图 形 可 视 的 快 充 总 线 逻 辑, 用 户 可 以 逻 辑 图 中 实 现 : 报 文 的 IP 号 优 先 级 可 调 报 文 的 发 送 与 否 可 以 自 由 选 择 报 文 发 送 的 条 件 可 以 选 择 ( 比 如 CST 的 发 送 条 件 是 收 到 停 机 命 令 或 收 到 BST 报 文 ) 快 充 信 号 的 图 形 显 示, 对 于 系 统 总 线 上 的 输 出 电 压 电 流 和 CP 信 号 电 压 可 以 被 实 时 记 录 下 来, 同 时 也 能 进 行 图 形 化 显 示, 不 同 的 变 量 以 不 同 的 颜 色 和 坐 标 显 示 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 18

2.3.3. 故 障 注 入 测 试 软 件 可 以 通 过 设 置 系 统 的 故 障 继 电 器, 实 现 接 口 线 S+ S- CC2 可 控 制 通 断, 从 而 完 成 相 应 的 充 电 中 断 线 测 试 用 户 可 以 在 软 件 中 选 择 相 应 的 通 道, 并 设 置 相 应 的 断 开 时 间 等 操 作 界 面 你 采 用 电 器 结 构 图, 相 关 部 件 位 置 提 供 操 作 控 件, 可 选 择 设 置 故 障 2.3.4. 电 阻 输 出 控 制 测 试 软 件 可 以 通 过 图 形 化 窗 体 对 自 己 的 电 阻 板 卡 设 置 不 同 的 电 阻 输 出 2.3.5. 充 电 模 拟 控 制 交 流 充 电 针 对 直 流 充 电 模 拟 器, 按 照 用 户 给 定 的 交 流 充 电 控 制 流 程, 实 现 对 车 辆 的 充 电 用 户 可 以 编 辑 保 存 和 导 入 不 同 的 充 电 控 制 流 程, 进 行 快 速 的 试 验 交 流 充 电 模 拟 器 作 为 一 台 标 准 充 电 机, 可 以 进 行 常 规 充 电 测 试 : 物 理 连 接 参 数 配 置 启 动 充 电 命 令 CP 9V 6V PWM K1K2 闭 合 电 流 输 出 停 止 充 电 命 令 CP 6V PWM 6V 充 电 停 止 直 流 充 电 针 对 直 流 充 电 模 拟 器, 按 照 用 户 给 定 的 交 流 充 电 控 制 流 程, 实 现 对 车 辆 的 充 电, 用 户 可 以 编 辑 保 存 和 导 入 不 同 的 充 电 控 制 流 程, 进 行 快 速 的 试 验 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 19

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3. 系 统 主 要 零 件 组 成 序 号 货 物 名 称 厂 家 型 号 规 格 数 量 1 交 流 功 率 驱 动 板 卡 JHY-XL-ACPO 1 2 交 流 功 率 采 集 板 卡 JHY-XL-ACM 1 3 直 流 功 率 驱 动 板 JHY-XL-DCPO 1 4 直 流 功 率 采 集 板 JHY-XL-DCM 1 5 工 控 机 Advantech IPC610H 1 6 标 准 机 柜 Schroff Eurack-25U 1 7 电 源 管 理 模 块 JHY-PMU 1 8 IO 板 卡 NI PCI-6289 1 9 总 线 板 卡 Advantech PCI-1680 1 10 充 电 插 头 及 线 缆 JHY-PLUG 1 11 显 示 器 Dell E2214Hv 1 12 无 线 键 鼠 Logitech MK260 1 北 京 飞 翼 科 技 有 限 公 司 PHDNTC8.0 电 动 汽 车 交 直 流 充 电 模 拟 器 21