本發(fā)明基于交流充電國標(biāo)GB/T 18487.1-2015(下文簡稱新國標(biāo))，提供一種模擬交流充電樁、車載充電機與BMS交互實現(xiàn)充電過程測試的設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著電動汽車的發(fā)展與普及，國家頒布了交流充電國家標(biāo)準(zhǔn)并且做為新能源汽車準(zhǔn)入法規(guī)強制執(zhí)行，對應(yīng)于BMS的開發(fā)測試過程中，有必要發(fā)明一種模擬交流充電樁的測試設(shè)備和方法，滿足新國標(biāo)的控制要求，在BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM的簡稱，中文為電池管理系統(tǒng)，是一種軟硬件結(jié)合的模塊)開發(fā)完成并且裝入動力電池包之前，進行模擬交流充電過程測試，避免BMS因交流充電異常導(dǎo)致后續(xù)拆包甚至拆車整改的可能，以達(dá)到提高開發(fā)測試效率、節(jié)約人力物力的目的。

目前BMS交流充電控制的測試方法主要有兩種：一種是將BMS安裝到動力電池包上，然后整個電池包再安裝到電動汽車上，通過交流充電樁對電動汽車整車操作，完成交流充電測試，即搭建與BMS實際使用時完全一致的系統(tǒng)測試BMS的功能；另一種也需要將BMS安裝在動力電池包上，由電池包外接車載充電機和交流充電樁組成交流充電系統(tǒng)，然后按照新國標(biāo)流程完成交流充電測試。車載充電機具有為電動汽車動力電池，安全、自動充滿電的能力，與BMS通過CAN網(wǎng)絡(luò)通信，車載充電機依據(jù)BMS提供的數(shù)據(jù)，能動態(tài)調(diào)節(jié)充電電流或電壓參數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)的動作，完成充電過程。第二種方法相比于第一種方法，省去了電動汽車整車，而只采用了車載充電機來發(fā)揮同樣作用，所以系統(tǒng)搭建成本有所降低，但還是涉及充電樁等設(shè)備的購買，系統(tǒng)整體造價還是偏高。另外兩種方法都要將BMS安裝到動力電池包里，而拆裝電池包是非常繁瑣的，當(dāng)然，第一種方法還涉及電池包整體在整車內(nèi)的拆裝，則更加復(fù)雜?？傊?，兩種方法測試系統(tǒng)的搭建都相當(dāng)復(fù)雜，耗費大量人力物力。

電動汽車交流充電過程為：

電動汽車交流充電口外接交流充電樁(插槍插入交流充電口)，交流充電樁通過CP回路電壓檢測充電樁插槍槍頭是否插接良好，確認(rèn)無問題后閉合高壓接觸器給車載充電機OBC交流輸入供電。OBC上電后，自檢無故障后，輸出低壓輔助電源，BMS和整車控制器VCU激活上電。VCU檢測到“充電激活信號”和BMS發(fā)出的“交流充電連接”后，吸合“慢充高壓繼電器”并控制慢充電子鎖執(zhí)行“閉鎖邏輯”。BMS通過CP回路電壓檢測車端槍頭是否插接良好并通過檢測CC回路阻值識別“電纜的額定容量”，通過檢測CP回路的PWM信號確認(rèn)交流充電樁的最大供電電流，BMS將前兩者與OBC發(fā)送的“額定輸入電流值”進行取小設(shè)定為OBC的“最大允許輸入電流值”設(shè)定車載充電機輸入電流，并將充電電壓及充電電流信息發(fā)送OBC。BMS吸合充電繼電器，并通過CAN報文發(fā)送“車載充電機控制命令”，OBC收到后啟動充電。當(dāng)BMS檢測到電池達(dá)到“滿充狀態(tài)”或收到OBC發(fā)送的“車載充電機中止充電報文”時，斷開充電繼電器；VCU檢測到BMS斷開充電繼電器后，斷開“慢充高壓繼電器”并控制慢充電子鎖執(zhí)行“解鎖邏輯”。

新國標(biāo)提供了完整的交流充電流程，要求廠家按其流程步驟開發(fā)設(shè)計交流充電樁和電動汽車，聚焦到BMS的測試，只要確認(rèn)BMS滿足充電新國標(biāo)要求即可，此時，是否通過動力電池包真實的充電過程來測試BMS并不重要，所以應(yīng)考慮如何用最小的代價達(dá)到BMS測試的目的。顯然，上面兩種方法都采用了最為粗陋的做法，即將BMS裝到電池包里面，甚至將整個電池包再裝到電動車?yán)?，用充電樁為電池包充電，利用電池包的真實充電過程這種代價非常高的方式來測試BMS。上面兩種方法代價太高還反應(yīng)在，動力電池包的內(nèi)部組成非常復(fù)雜，光螺絲就有幾百顆，水帶、線排等結(jié)構(gòu)件更甚，而且涉及到高壓，新能源汽車的動力電池包，電壓高達(dá)幾百伏，車載交流車載充電機的輸入電壓(對應(yīng)交流充電樁的輸出)是220V或380V交流電，拆裝時需要專業(yè)工具，專業(yè)人士，多次拆裝還可能導(dǎo)致電池包螺絲滑牙，這樣對應(yīng)結(jié)構(gòu)件就報廢了，為了測試BMS，結(jié)果致使昂貴的電池包報廢?？傊?，現(xiàn)有的BMS測試方法，成本太高。

這種方法除前面提到的系統(tǒng)搭建耗費大量人力物力外，還存在居多問題：

1.耗時長

上面兩種方法，都是要等待電池充滿，BMS檢測到電池充滿后，才上傳CAN消息“電池充滿”，測試系統(tǒng)通過接收該消息對BMS進行驗證，所以測試時間大量耗在等待電池充滿上，這個過程對于一般交流充電樁而言，需要8小時以上。

2.測試問題定位不便

測試問題定位需要反復(fù)拆裝電池包以取出BMS進行整改驗證，而拆裝電池包過程繁瑣，耗時長。

3.測試不全面

在BMS開發(fā)設(shè)計時，需要匹配滿足新國標(biāo)要求的所有類型的交流充電樁，如不同線纜容量的交流充電樁，但現(xiàn)有測試方法，由于效率太低，一般只測試一臺充電樁，沒有進行連接不同線纜容量的充電樁的測試。

前面提到，BMS通過檢測CC回路阻值識別“電纜的額定容量”。圖1表示電動汽車充電時，供電設(shè)備(充電樁)與電動汽車的電路連接原理圖。如圖1所示，充電樁連接電動汽車，實質(zhì)即是實現(xiàn)供電線路、CC、CP回路以及CAN線路(未畫出)的連接。特別說明的是，圖中電阻R2和R3、開關(guān)S2、二極管D1都屬于BMS電路的設(shè)計內(nèi)容，PE表示地線，不用模擬。圖2為新國標(biāo)中車輛接口連接狀態(tài)及RC、R4的電阻值的對照表截圖，表中RC、R4、S3如圖1所示。要測試BMS是否滿足新國標(biāo)要求的所有類型的交流充電樁，即是要在測試時，CC回路能模擬從狀態(tài)C到狀態(tài)F'的全部狀態(tài)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能降低BMS開發(fā)測試成本的測試設(shè)備。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案解決其技術(shù)問題：一種模擬交流充電樁、車載充電機與BMS交互實現(xiàn)充電過程測試的設(shè)備，該設(shè)備由電源模塊、控制模塊、顯示模塊、CAN信號收發(fā)電路、顯示模塊連接電路、BMS供電電路、CC信號電路、CP信號電路和CP信號反饋電路以及用于與BMS接頭對接的接口構(gòu)成；

所述電源模塊為設(shè)備內(nèi)其余各需電模塊、電路提供工作電源，所述顯示模塊通過所述顯示模塊連接電路與所述控制模塊相連，所述控制模塊還與所述CAN信號收發(fā)電路、BMS供電電路、CC信號電路、CP信號電路分別相連，所述CP信號反饋電路連接所述CP信號電路與所述控制模塊，采樣所述CP信號電路的輸出并反饋給所述控制模塊，所述CAN信號收發(fā)電路、BMS供電電路、CC信號電路、CP信號電路分別與所述接口中相應(yīng)的管腳連接，在所述接口與BMS接頭對接時，接口中與這些電路連接的管腳剛好與BMS的POWER、CAN、CC、CP管腳連接，所述接口中還包括接地管腳，在所述接口與BMS接頭對接時，該接地管腳也剛好與BMS接頭的接地管腳連接；

在連接BMS并啟動測試后，所述設(shè)備能模擬電動汽車交流充電過程中交流充電樁和車載充電機與BMS的交互方式，對BMS進行交流充電過程測試。

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點，提供了一種模擬交流充電樁和車載充電機及接口的設(shè)備，利用其與BMS交互實現(xiàn)交流充電過程測試，可以模擬車載充電機為BMS供電，可以模擬交流充電樁輸出的CC和CP信號，可以模擬車載充電機發(fā)出CAN消息和響應(yīng)收到CAN消息與BMS交互等，具體通過編程所述控制模塊執(zhí)行如下步驟實現(xiàn)：

S1)在連接BMS并啟動測試后，控制通過BMS供電電路輸出12V電壓為BMS供電；

S2)控制通過CP信號電路輸出頻率為1KHz、具有一定占空比、幅值為12V的PWM信號，PWM信號的占空比與交流充電樁最大充電電流對應(yīng)；

S3)控制CC信號電路輸出的阻值，所述阻值對應(yīng)于新國標(biāo)10A、16A、32A、63A四種電纜容量中的一種；

S4)控制通過CAN信號收發(fā)電路輸出CAN消息，該CAN消息用于表示車載充電機額定輸入電流值；

S5)通過CAN信號收發(fā)電路接收CAN消息，該CAN消息用于表示車載充電機輸入電流設(shè)定值，根據(jù)是否收到以及是否對應(yīng)步驟2)、3)、4)表征的電流值的最小值輸出相應(yīng)的提示信息到所述顯示模塊；

S6)根據(jù)CP信號反饋電路采樣的CP電壓幅值的變化，發(fā)送BMS請求充電和開始充電的提示信息到所述顯示模塊；

S7)控制通過CP信號電路輸出12V電壓，模擬交流充電樁請求停止充電，發(fā)送交流充電樁停止充電的提示信息到所述顯示模塊；

S8)根據(jù)CP信號反饋電路采樣的CP電壓幅值的變化，發(fā)送BMS響應(yīng)充電結(jié)束的提示信息到所述顯示模塊。

針對現(xiàn)有BMS交流充電控制的測試系統(tǒng)只能輸出對應(yīng)一種電纜容量的阻值，本發(fā)明改進如下：

所述CC信號電路包括電阻矩陣，所述電阻矩陣由多個電阻(兩個以上)和一個以上的開關(guān)器件連接而成，所述控制模塊通過控制所述開關(guān)器件的開關(guān)，改變所述電阻矩陣的整體阻值，從而使CC信號電路輸出不同的阻值，所述不同的阻值對應(yīng)不同充電電纜容量。

作為所述電阻矩陣的推薦實施方式：

所述電阻矩陣由電阻R1-R7以及開關(guān)器件K11、K12、K21、K22、K31、K41、K51、K61構(gòu)成，R1-R7的阻值依次取為1.8KΩ、1.5KΩ、2.7KΩ、680Ω、3.3KΩ、220Ω、100Ω；

R1與K11串聯(lián)形成串聯(lián)支路1，R3與K21串聯(lián)形成串聯(lián)支路2，R5與K31串聯(lián)形成串聯(lián)支路3，串聯(lián)支路1、2、3以及開關(guān)器件K61并聯(lián)形成并聯(lián)單元1；

K12與R2串聯(lián)形成串聯(lián)支路4，K22與R4串聯(lián)形成串聯(lián)支路5，K41與R6串聯(lián)形成串聯(lián)支路6，K51與R7串聯(lián)形成串聯(lián)支路7，串聯(lián)支路4、5、6、7并聯(lián)形成并聯(lián)單元2；

并聯(lián)單元1一端接地，另一端與所述并聯(lián)單元2的一端連接，而并聯(lián)單元2的另一端作為CC信號輸出端與所述接口的相應(yīng)管腳連接。

所述控制模塊被編程執(zhí)行如下步驟：

模擬10A的充電電纜容量時，所述控制模塊控制開關(guān)器件K11、K12、K61閉合，K21、K22、K31、K41、K51斷開；

模擬16A的充電電纜容量時，所述控制模塊控制開關(guān)器件K21、K22、K61閉合，K11、K12、K31、K41、K51斷開；

模擬32A的充電電纜容量時，所述控制模塊控制開關(guān)器件K31、K41、K61閉合，K11、K12、K21、K22、K51斷開；

模擬63A的充電電纜容量時，所述控制模塊控制開關(guān)器件K31、K51、K61閉合，K11、K12、K21、K22、K41斷開。

模擬不同充電電纜容量時，各開關(guān)器件的開、合狀態(tài)控制參見表1。

基于上述電阻矩陣，利用本發(fā)明對BMS進行測試時，可檢測BMS對新國標(biāo)中全部充電電纜容量的識別情況(新國標(biāo)中只包括了10A、16A、32A、63A這四種充電電纜容量)。為了簡化測試流程和節(jié)省測試時間，本發(fā)明控制模塊被編程將整個交流充電過程測試分成了充電電纜容量模擬測試和充電流程模擬測試兩個階段。

在充電電纜容量模擬測試時，所述控制模塊被編程以執(zhí)行如下步驟：

S101)控制通過BMS供電電路輸出12V電壓為BMS供電；

S102)模擬充電電纜容量IA，IA表示10A、16A、32A、63A中的一種；

S103)控制CP信號電路輸出的PWM信號的占空比，要求其對應(yīng)的交流充電樁最大充電電流不小于IA；

S104)控制CAN信號收發(fā)電路輸出CAN消息，要求其對應(yīng)的車載充電機額定輸入電流值不小于IA；

S105)定時n1S；

S106)根據(jù)是否在設(shè)定時間(n1S)內(nèi)收到車載充電機輸入電流設(shè)定值為IA的CAN消息，判斷BMS是否成功識別充電電纜容量，收到，則發(fā)送充電電纜容量識別成功的提示信息到所述顯示模塊，未收到，則發(fā)送充電電纜容量識別失敗的提示信息到所述顯示模塊；

S107)控制BMS供電電路停止為BMS供電；

S108)IA取10A、16A、32A、63A中的另一個值，重復(fù)步驟S101)-S107)，直到IA取完這四個電流值。

該步驟中，對CP信號電路輸出的PWM信號的占空比的要求，及對CAN信號收發(fā)電路輸出CAN消息的要求，用于確?？刂颇K收到的BMS返回的CAN消息中，對車載充電機輸入電流設(shè)定值的設(shè)定為IA，從而直觀的反應(yīng)的BMS是否成功識別充電電纜容量。

推薦步驟2)中交流充電樁最大充電電流和車載充電機額定輸入電流值都設(shè)定為63A，如此無論IA如何取值，設(shè)定的交流充電樁最大充電電流和車載充電機額定輸入電流值都可以保持不變。

所述控制模塊能輸出占空比0～100％可調(diào)的PWM信號，在占空比設(shè)定為100％時，通過CP信號電路輸出12V電壓。本發(fā)明直接通過將PWM信號占空比設(shè)置為100％輸出12V電壓，在此節(jié)省了一個開關(guān)器件。

在另一個階段，即在充電流程模擬測試中，所述控制模塊被編程依次執(zhí)行如下步驟：

S201)控制通過BMS供電電路輸出12V電壓為BMS供電；

S202)控制CP信號電路輸出的PWM信號的占空比為100％；

S203)分兩步模擬iA的充電電纜容量，iA表示10A、16A、32A、63A中的一種，第一步，閉合模擬iA的充電電纜容量時所需閉合的除K61之外的開關(guān)器件；如模擬63A的充電電纜容量時，所需閉合的開關(guān)器件包括K31、K51、K61，在此先僅閉合K31、K51；

S204)CP電壓幅值檢測：根據(jù)CP信號反饋電路采樣的CP電壓幅值的變化，判斷充電電纜是否連接，CP電壓幅值變化，輸出充電電纜確認(rèn)連接的提示信息到所述顯示模塊，CP電壓幅值不變，發(fā)送充電電纜連接異常的提示信息到所述顯示模塊，測試結(jié)束；

S205)閉合K61，完成模擬iA的充電電纜容量的第二步；

S206)設(shè)定CP信號電路輸出的PWM信號的占空比，從而設(shè)定交流充電樁最大充電電流；

S207)控制CAN信號收發(fā)電路輸出CAN消息，從而設(shè)定車載充電機額定輸入電流值；S208)延時n2秒；

S209)根據(jù)CP信號反饋電路采樣的CP電壓幅值的變化，判斷BMS中S2是否閉合，CP電壓幅值變化，表明S2閉合，輸出BMS請求充電和開始充電的提示信息到所述顯示模塊，未變化，表明S2閉合失敗，輸出BMS電纜識別異常的提示信息到所述現(xiàn)實模塊，測試結(jié)束；

S210)控制CP信號電路輸出的PWM信號的占空比為100％；

S211)延時n3秒；

S212)輸出交流充電樁停止充電的提示信息到所述顯示模塊；

S213)根據(jù)CP信號反饋電路采樣的CP電壓幅值的變化，判斷BMS中S2是否斷開，CP電壓幅值變化，表明S2斷開，發(fā)送BMS響應(yīng)充電結(jié)束的提示信息到所述顯示模塊，測試結(jié)束，未變化，發(fā)送BMS響應(yīng)停止充電失敗的提示信息到所述顯示模塊，測試結(jié)束。

上述n1、n2、n3推薦的取值為2。

本發(fā)明充電流程模擬測試的步驟設(shè)計，很好的匹配了圖3所示的新國標(biāo)中的控制時序圖，使得模擬測試更加充分。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：

1)本發(fā)明直接由一臺設(shè)備實現(xiàn)對BMS的測試，不需要購買交流充電樁、車載充電機、電池包等，系統(tǒng)造價低，省去了繁瑣的電池包拆裝等工作，測試系統(tǒng)搭建簡單，省時省力，而且不需要電池包，也就避免了損壞電池包的風(fēng)險，總之，利用本發(fā)明設(shè)備進行BMS測試，可大大降低了BMS的開發(fā)測試成本；而且測試系統(tǒng)不涉及高壓，更加安全可靠；

2)利用本發(fā)明設(shè)備測試BMS，只需連接本發(fā)明設(shè)備與BMS，在測試時如有異常，可直接判斷為BMS原因，對BMS進行分析和測量，測試問題定位方便，不需要反復(fù)拆裝電池包以取出BMS進行整改驗證，過程簡單，耗時短，降低了整改成本；

3)本發(fā)明設(shè)備不包括電池包，在進入充電流程后，設(shè)備直接上傳交流充電樁請求停止充電的CP信號(CP信號電路輸出12V)，快速結(jié)束充電過程，從而繼續(xù)后續(xù)測試，通過這種方式，數(shù)分鐘就可以完成整個測試過程，相比于現(xiàn)有技術(shù)中，需要等待電池充滿電，耗時8小時以上的測試流程來說，本發(fā)明可大大減少BMS測試的耗時；

4)本發(fā)明設(shè)備能夠模擬不同充電電纜容量(10A、16A、32A和63A)，使得測試更加全面；

5)本發(fā)明充電流程模擬測試的步驟設(shè)計，很好的匹配了圖3所示的新國標(biāo)中的控制時序圖，使得模擬測試更加充分。

附圖說明

圖1表示電動汽車充電時，供電設(shè)備(充電樁)與電動汽車的電路連接原理圖(新國標(biāo)控制導(dǎo)引原理圖)；

圖2為新國標(biāo)中車輛接口連接狀態(tài)及RC的電阻值的對照表截圖；

圖3為新國標(biāo)控制時序圖；

圖4為本發(fā)明較佳實施例中的設(shè)備在接口與BMS接頭對接時，與BMS的電路連接關(guān)系示意圖；

圖5為本發(fā)明較佳實施例中的設(shè)備的電路框圖；

圖6為電阻矩陣的電路原理圖；

圖7為充電電纜容量模擬測試流程總圖；

圖8為充電電纜容量10A識別測試流程圖；

圖9為充電電纜容量16A識別測試流程圖；

圖10為充電電纜容量32A識別測試流程圖；

圖11為充電電纜容量63A識別測試流程圖；

圖12為交流充電模擬測試流程圖。

具體實施方式

圖4為本實施例模擬交流充電樁、車載充電機與BMS交互實現(xiàn)充電過程測試的設(shè)備(下文簡稱本實施例設(shè)備,即圖4中的模擬設(shè)備)，在接口與BMS接頭對接時，與BMS的電路連接關(guān)系示意圖。本實施例中采用PC作為顯示模塊，本實施例設(shè)備通過其UART端與PC連接。將本實施例設(shè)備接口與BMS接頭對接后，即是實現(xiàn)了圖4中模擬設(shè)備與BMS之間的對接關(guān)系。圖4中模擬設(shè)備的PWR_CTRL、CAN、CC、CP表示接口中分別與BMS供電電路、CAN信號收發(fā)電路、CC信號電路、CP信號電路相連的管腳，BMS的POWER、CAN、CC、CP則分別表示BMS接頭中的電源輸入管腳、CAN通信管腳、CC信號管腳和CP信號管腳。

圖5為本實施例設(shè)備的電路框圖。如圖所示，本實施例設(shè)備包括電源模塊(未畫出)、控制模塊1、PC(未畫出)、CAN信號收發(fā)電路2、顯示模塊連接電路3、BMS供電電路4、CC信號電路5、CP信號電路6和CP信號反饋電路7。電源模塊為設(shè)備內(nèi)其余各模塊或電路中的有源器件提供工作電源，顯示模塊連接電路3采用RS232總線，控制模塊1采用MCU，PC通過RS232總線與MCU的UART管腳連接。MCU通過其CAN管腳與CAN信號收發(fā)電路2連接，MCU通過管腳GPIO_7與BMS供電電路4連接。BMS供電電路4主要由PMOS管構(gòu)成，MCU控制PMOS導(dǎo)通時，即輸出12V電壓，從而為BMS供電。CC信號電路由6個NMOS管和1個電阻矩陣構(gòu)成，5個NMOS管并聯(lián)在電阻矩陣與MCU之間，分別與MCU的管腳GPIO_1-6連接。CP信號電路5主要由高端驅(qū)動和一個1K的電阻構(gòu)成，與MCU的PWM管腳連接。CP信號反饋電路7由電壓跟隨器和分壓電阻構(gòu)成，用于采樣CP信號電路6的輸出并反饋給MCU的AD管腳。

本實施例能實現(xiàn)的功能及具體實現(xiàn)方式介紹如下：

交流充電樁通過CC、CP信號與BMS交互，本實施例設(shè)備能模擬交流充電樁輸出CC、CP信號與BMS交互。

1)CC信號模擬

BMS根據(jù)CC信號即CC信號電路輸出的阻值識別充電電纜容量，在新國標(biāo)里，該阻值與充電電纜容量存在對應(yīng)關(guān)系，如圖2所示。本實施例通過MCU控制繼電器，使電阻矩陣輸出不同的阻值，從而模擬不同充電電纜容量。

圖6為電阻矩陣的內(nèi)部電路原理圖。圖5中MCU通過管腳GPIO_1-6分別控制6個增強型N溝道MOS管的狀態(tài)，在NMOS導(dǎo)通時，繼電器G1-G6輸入回路導(dǎo)通(繼電器線圈與三極管主電流回路串聯(lián))，其輸出回路的觸點K11-K61閉合。其中，K11與K12為一個繼電器的兩個觸點，K21與K22類同，同一繼電器的觸點狀態(tài)同步改變。

下面為電纜容量規(guī)格真值表，用于表示觸點K11-K61狀態(tài)與其對應(yīng)的電纜容量的對應(yīng)關(guān)系。

表1電纜容量規(guī)格真值表

圖6中電阻矩陣在表1中狀態(tài)1-4時，其阻值剛好與圖2中相應(yīng)充電電纜容量對應(yīng)的阻值相等。

2)CP信號模擬

交流充電機輸出的CP信號即通過其PWM端輸出的PWM信號或通過其高電平端輸出12V電壓信號，如圖1所示。本實施例通過占空比0-100％可調(diào)的PWM信號模擬交流充電樁的CP信號，以占空比100％的PWM信號模擬圖1中S1打到高點平端的情況。BMS通過檢測PWM信號的占空比，確認(rèn)交流充電樁最大充電電流，和確認(rèn)交流充電樁請求停止充電。

圖5中MCU型號MC9S08DZ60，其能輸出頻率為1KHz,占空比0～100％可調(diào)的PWM信號，經(jīng)過高端驅(qū)動型號為LTC7000的IC提高PWM信號的驅(qū)動能力和幅值后，將PWM信號幅值調(diào)整為12V，然后再串接1K電阻(模擬圖1中的電阻R1)后作為CP信號電路的輸出。同時CP信號電路的輸出經(jīng)過CP信號反饋電路7的電壓跟隨器，再經(jīng)過分壓電阻后接到微處理器的AD管腳，進行AD轉(zhuǎn)換和PWM信號幅值采樣，以便根據(jù)采樣的幅值變化情況，識別BMS內(nèi)S2的狀態(tài)，如圖1所示。上述電壓跟隨器用于增強輸入阻抗，避免電阻直接分壓導(dǎo)致拉低CP信號幅值的問題。

表2為本實施例設(shè)備頻率和占空比誤差與新國標(biāo)相應(yīng)誤差標(biāo)準(zhǔn)的對比表，可見，本實施例設(shè)備滿足交流充電新國標(biāo)中的頻率和占空比精度要求。

表2頻率和占空比誤差對比表

3)車載充電機模擬

車載充電機與BMS通過CAN消息進行交互，車載充電機發(fā)送額定輸入電流值CAN消息給BMS,BMS在充電電纜容量，交流充電樁最大充電電流和車載充電機額定輸入電流值三者之間取小，然后發(fā)送車載充電機輸入電流設(shè)定值CAN消息給車載充電機。本實施例設(shè)備能模擬車載充電機與BMS進行CAN消息交互。

4)交流充電測試過程模擬

交流充電測試過程分為充電電纜容量模擬測試和充電流程模擬測試。

本實施例設(shè)備充電電纜容量模擬測試總流程圖如圖7所示。測試開始時，MCU通過控制電阻矩陣依次模擬10A、16A、32A和63A這四種不同的充電電纜容量(圖7中測試順序只是本實施例設(shè)備的一種選擇，測試順序不受限制)，考察BMS是否能被喚醒并正確識別出電纜容量，結(jié)果具體根據(jù)BMS的反饋信號判斷，過程詳見圖8-10。

(4-1)電纜容量識別測試

下面以圖8為例，對本發(fā)明電纜容量識別測試的過程進行講解，圖9-10所示的過程可參考如下講解。需要指出的是，圖8-10中，將交流充電樁最大充電電流和車載充電機額定輸入電流直接設(shè)置成了63A，該取值只是為了方便在四個充電電纜容量的識別測試過程中可以保持它們的取值不變。實際上，對它們的取值可不作限制，但它們的取值大于或等于充電電纜容量，利于更直觀的反應(yīng)BMS對充電電纜容量的識別情況。

圖8為本實施例設(shè)備10A的充電電纜容量識別測試的流程圖，其控制模塊被編程以執(zhí)行如下步驟：

S101：控制通過BMS供電電路輸出12V電壓為BMS供電；即MCU控制PMOS導(dǎo)通輸出12V電壓給BMS上電(參考圖5)，模擬交流充電樁通過車載充電機給BMS上電；

S102：閉合繼電器K11、K12和K61，此時，電阻矩陣模擬10A的充電電纜容量，此時CC信號電路對外輸出的阻值為1.5KΩ，剛好對應(yīng)圖2中的狀態(tài)C；

S103:控制CP信號電路輸出的PWM信號的占空比為89.2％；按照新國標(biāo)中的計算公式，PWM信號占空比為89.2％時，對應(yīng)的交流充電樁最大充電電流為63A；

S104:控制通過CAN信號收發(fā)電路發(fā)送車載充電機額定輸入電流為63A的CAN消息；

S105：定時2S，即設(shè)定等待接收BMS反饋信號的時限為2S；

S106：根據(jù)是否在設(shè)定時間內(nèi)收到BMS發(fā)送的設(shè)定車載充電機輸入電流為10A的CAN消息，判斷BMS是否成功識別充電電纜容量，收到則通過UART接口反饋給PC，PC界面顯示“充電電流容量10A識別成功”，如果2S內(nèi)沒有收到，則通過UART接口反饋給PC，PC界面顯示“充電電流容量10A識別失敗”，

S107：然后控制BMS下電，即控制圖5中PMOS截止，完成測試。

(4-2)充電流程模擬測試

充電流程模擬測試的流程如圖12所示，所有通過UART反饋給PC的信息，都通過PC界面顯示出來。

在充電流程模擬測試時，控制模塊被編程以執(zhí)行如下步驟：

S201：控制通過BMS供電電路輸出12V電壓為BMS供電；

S202：控制CP信號電路輸出的PWM信號的占空比為100％，模擬交流充電新國標(biāo)中的S1開關(guān)切換到12V上，如圖1所示；

S203：閉合繼電器K11和K12；

S204：CP電壓幅值檢測：根據(jù)CP信號反饋電路采樣的CP電壓幅值的變化，即是否由12V變?yōu)?V，判斷充電電纜是否連接，變?yōu)?V，則輸出充電電纜確認(rèn)連接的提示信息到所述顯示模塊，若CP電壓幅值還為12V，發(fā)送充電電纜連接異常的提示信息到所述顯示模塊，測試結(jié)束；CP信號電路輸出電壓幅值為12V,若正常連接BMS的CP管腳，如圖1所示，因為有電阻R3對地分壓，檢測到的CP信號幅值將為9V；

S205：閉合繼電器K61；

S206：設(shè)定CP信號電路輸出的PWM信號的占空比為20％，模擬新標(biāo)準(zhǔn)中的S1打到PWM檔，并且按照新國標(biāo)中的計算公式，模擬充電樁最大充電電流12A；

S207：發(fā)送車載充電機額定輸入電流為63A的CAN消息給BMS

S208：延時2S；

S209：根據(jù)CP信號反饋電路采樣的CP電壓幅值的變化，即是否由9V變成6V，判斷BMS中S2是否閉合，變成6V，表明S2閉合，輸出BMS請求充電和開始充電的提示信息到所述顯示模塊；未變化，還是9V，表明S2閉合失敗，輸出BMS電纜識別異常的提示信息到所述現(xiàn)實模塊，測試結(jié)束；BMS收到三個電流值后，下一步會吸合其內(nèi)S2，如圖1所示，若S2合上，CP信號反饋電路采樣點電壓會進一步降低，將變成6V；

S210)控制CP信號電路輸出的PWM信號的占空比為100％，模擬新標(biāo)準(zhǔn)中將S1打到12V，如圖1所示，示意充電樁停止充電；

S211)延時2S；

S212)輸出交流充電樁停止充電的提示信息到所述顯示模塊；

S213)根據(jù)CP信號反饋電路采樣的CP電壓幅值的變化，即根據(jù)是由6V變成9V，判斷BMS中S2是否斷開，CP電壓幅值變化，表明S2斷開，發(fā)送BMS響應(yīng)充電結(jié)束的提示信息到所述顯示模塊，測試結(jié)束，未變化，發(fā)送BMS響應(yīng)停止充電失敗的提示信息到所述顯示模塊，測試結(jié)束。BMS收到充電樁停止充電信號后，會斷開S2，此時電壓幅值應(yīng)該恢復(fù)成9V。

需要說明的是，充電流程模擬測試的目的只是測試BMS對充電流程的控制是否有誤，所以可隨意選擇一種充電電纜容量、交流充電樁最大充電電流和車載充電機額定輸入電流，可不受圖12中選擇的限制。

本發(fā)明充電流程模擬測試的步驟嚴(yán)格匹配了圖3中所示的新國標(biāo)控制時序圖，使得模擬測試更加充分。