電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載充電機(jī)測(cè)試解決方案

    引言

　　隨著現(xiàn)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(jié)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(dāng)然電動(dòng)汽車(chē)在發(fā)展的同時(shí)，對(duì)應(yīng)的電力供給系統(tǒng)的研究和生產(chǎn)也是必不可少的，車(chē)載充電機(jī)技術(shù)的成熟和發(fā)展，對(duì)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(yīng)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(duì)汽車(chē)充電機(jī)提供完整可靠方案的供應(yīng)商并不多，艾德克斯作為在新能源領(lǐng)域領(lǐng)先的測(cè)試測(cè)量方案供應(yīng)商，提供的測(cè)試方案不僅能夠完全滿(mǎn)足不同型號(hào)的車(chē)載充電機(jī)測(cè)試的需求，還配備了軟件來(lái)控制充電機(jī)和測(cè)試方案，具有其他廠商的測(cè)試方案所不具備的重要功能。

　　一、車(chē)載充電機(jī)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(yīng)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(jī)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(jī)的方案必須滿(mǎn)足耐高壓，高可靠，高效率（見(jiàn)圖一）。

　　充電機(jī)主要的應(yīng)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(jī)可分為車(chē)載式（隨車(chē)型）和固定式。固定式充電機(jī)一般為固定在充電站內(nèi)的大型充電機(jī)，主要以大功率和快速充電為主。而車(chē)載充電機(jī)安裝在車(chē)輛內(nèi)部，其優(yōu)勢(shì)就是可以在車(chē)庫(kù)，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(duì)較小。

　　車(chē)載充電機(jī)系統(tǒng)主要采用電壓、電流反饋的方法來(lái)達(dá)到恒流、恒壓充電的目的，同時(shí)要對(duì)充電過(guò)程的各種參數(shù)進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)。充電機(jī)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(duì)電壓、電流、溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，同時(shí)報(bào)告電池的漏電、熱管理、報(bào)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(tǒng)進(jìn)行輔助管控。

　　如何對(duì)充電電機(jī)和動(dòng)力電池一系列的屬性、工作狀況和參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控成為每一個(gè)動(dòng)力汽車(chē)廠商必須面對(duì)的難題，而艾德克斯的車(chē)載充電機(jī)測(cè)試方案可以完美解決這些困擾。

　　二、國(guó)內(nèi)外充電機(jī)方案和標(biāo)準(zhǔn)

　　目前，IEC和ISO都在加速制定充電基礎(chǔ)設(shè)施方面的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但是由于各國(guó)的電力基礎(chǔ)不一樣，所以各國(guó)所應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)也有不同。目前，充電接口的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)由IEC 62196-1，IEC62196-2和IEC 62196-3三部分組成（見(jiàn)圖二），后面由美國(guó)、德國(guó)、意大利三個(gè)國(guó)家整合定義為：type1、type2、type3方案。其中type1支持國(guó)家主要是美國(guó)和日本，type2支持的國(guó)家為德國(guó)，type3主要支持的國(guó)家為意大利和法國(guó)，中國(guó)的總體交流接口與type2較為接近，采用七芯結(jié)構(gòu)，可單相充電和三相充電。鎖止方案上，中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)方案比較一致，都首選機(jī)械鎖配合電子鎖，對(duì)此我國(guó)于2006年制定完成了一項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20234，該標(biāo)準(zhǔn)等效采用了IEC 62196-1。

　　在車(chē)載充電機(jī)和充電樁的市場(chǎng)方面，美國(guó)的chargepoint，日本的豐田、三菱、本田、日產(chǎn)，英國(guó)的chargemaster，德國(guó)的寶馬，中國(guó)的國(guó)家電網(wǎng)都在各自國(guó)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(guó)內(nèi)外各大汽車(chē)廠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(jī)測(cè)試方案介紹

　　艾德克斯作為在新能源領(lǐng)域的領(lǐng)先測(cè)試測(cè)量方案供應(yīng)商，艾德克斯測(cè)試方案符合GBT18487.1電動(dòng)汽車(chē)傳導(dǎo)充電系統(tǒng)三部分的要求：GBT20234.1、GBT20234.2、GBT20234.3，對(duì)充電機(jī)電氣性能及耐久性能的測(cè)試符合QC/T895-2011標(biāo)準(zhǔn)，具有諸多獨(dú)特且重要的功能，如：充電機(jī)電氣性能及耐久性能的測(cè)試，模擬車(chē)載控制系統(tǒng)，控制和監(jiān)控充電機(jī)的故障狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，方便用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品對(duì)各種運(yùn)行環(huán)境的模擬，艾德克斯的充電機(jī)測(cè)試方案兼容多種充電機(jī)的充電協(xié)議，適用于多款充電機(jī)測(cè)試。

　　艾德克斯車(chē)載充電機(jī)涵蓋了20多項(xiàng)測(cè)試，從輸入項(xiàng)的特性測(cè)試、靜態(tài)測(cè)試、電源效應(yīng)測(cè)試，輸出項(xiàng)的負(fù)載效應(yīng)測(cè)試、輸出電壓范圍測(cè)試、混合效應(yīng)測(cè)試再到各項(xiàng)保護(hù)項(xiàng)、時(shí)序和特殊項(xiàng)測(cè)試應(yīng)有盡有，并全部整合到系統(tǒng)中，客戶(hù)可以任意的選擇需要的項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試（見(jiàn)圖三）。

　　正如上文所提到的，整車(chē)控制器、電機(jī)控制器和電池管理系統(tǒng)是動(dòng)力汽車(chē)最重要的核心。艾德克斯車(chē)載機(jī)及充電接口的測(cè)試方案不但可以對(duì)充電機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，而且系統(tǒng)可依據(jù)電池管理系統(tǒng)（BMS）提供的數(shù)據(jù)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)充電機(jī)充電電流、電壓、功率參數(shù)，完全模擬智能充電。

　　艾德克斯車(chē)載充電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)具體是由內(nèi)置的各種艾德克斯精密儀器和上位機(jī)軟件組成，單個(gè)儀器的精度高，穩(wěn)定性好，更配備了其它廠商沒(méi)有的功能，如：

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

　　IT8800電子負(fù)載有高達(dá)25KHz的動(dòng)態(tài)模式可以完成任意電流變化模式，可調(diào)上升和下降速度，100組記憶容量，擁有動(dòng)態(tài)測(cè)試功能，自動(dòng)測(cè)試功能（見(jiàn)圖五）。

　　艾德克斯測(cè)試系統(tǒng)增加了導(dǎo)入DBC文件的功能，兼容CAN總線(xiàn)通訊方式，適合不同廠家，不用類(lèi)型的充電機(jī)測(cè)試。

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

　　市場(chǎng)上大部分的車(chē)載充電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)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(qiáng)的語(yǔ)言編程基礎(chǔ)才能操作，讓客戶(hù)需要付出長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行操作培訓(xùn)，并且很多軟件要求用戶(hù)自行編輯每個(gè)測(cè)試項(xiàng)的測(cè)試流程，測(cè)試效率低下，導(dǎo)致很多廠商對(duì)此望而卻步。與之不同的是，艾德克斯車(chē)載充電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的上位機(jī)軟件，在界面設(shè)計(jì)上更人性化和貼近需求。測(cè)試系統(tǒng)將充電機(jī)的電氣性能相關(guān)測(cè)試項(xiàng)全部?jī)?nèi)建到軟件中，用戶(hù)只需要拖選所需的測(cè)試項(xiàng)即可。并且每個(gè)測(cè)試項(xiàng)的流程在系統(tǒng)中已經(jīng)由艾德克斯在出廠前內(nèi)建完成，用戶(hù)只需要打開(kāi)對(duì)應(yīng)的測(cè)試項(xiàng)界面，填寫(xiě)相關(guān)等參數(shù)即可，當(dāng)測(cè)試完成后，軟件會(huì)自動(dòng)判定測(cè)試結(jié)果（見(jiàn)圖七）。

　　目前雖然有一些廠家提供車(chē)載充電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)方案供客戶(hù)自主測(cè)試， 但由于集成性較差，控制和測(cè)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(jī)測(cè)試系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試系統(tǒng)硬件的控制，也能實(shí)現(xiàn)對(duì)充電機(jī)本身的控制和監(jiān)控，大大簡(jiǎn)化了測(cè)試流程。（見(jiàn)圖八）。

　　在同類(lèi)測(cè)試方案中，艾德克斯測(cè)試系統(tǒng)涉及的測(cè)試項(xiàng)更全面，性?xún)r(jià)比更高，對(duì)智能充電的仿真測(cè)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(yàn)，是新能源動(dòng)力汽車(chē)測(cè)試的不二選擇。

　　總結(jié)：雖然電動(dòng)汽車(chē)為汽車(chē)行業(yè)帶來(lái)了諸多機(jī)遇，但與之配套的設(shè)施建設(shè)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定還存在很多不足，電動(dòng)汽車(chē)復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，嚴(yán)苛的安全標(biāo)準(zhǔn)使之能源供給的測(cè)試和檢驗(yàn)變得尤為重要。當(dāng)電子行業(yè)對(duì)新能源設(shè)備測(cè)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(yīng)用，為地球能源的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。