淺述艾德克斯車(chē)載充電機(jī)測(cè)試方案

　　數(shù)據(jù)顯示，2015年第一季度，在多重利好政策的刺激下，國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)市場(chǎng)增長(zhǎng)加快，僅第一季度新能源汽車(chē)乘用車(chē)銷(xiāo)售達(dá)到26581輛。當(dāng)然電動(dòng)汽車(chē)在發(fā)展的同時(shí)，離不開(kāi)與之配套的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè).車(chē)載充電機(jī)作為電動(dòng)汽車(chē)關(guān)鍵零部件之一，對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的普及起到了至關(guān)重要的作用。而在車(chē)載充電機(jī)測(cè)試方案方面，能提供專(zhuān)業(yè)方案的供應(yīng)商并不多。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，提供的測(cè)試方案不僅能夠完全滿足不同型號(hào)的車(chē)載充電機(jī)測(cè)試的需求，還能通過(guò)一套軟件來(lái)控制測(cè)試過(guò)程與充電機(jī)本身，具有其他廠商的測(cè)試方案所不具備的獨(dú)特且重要的功能。

　　車(chē)載充電機(jī)與BMS電池管理系統(tǒng)

　　充電機(jī)主要應(yīng)用給電動(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。

　　目前絕大多數(shù)的車(chē)載充電機(jī)都采用智能化的工作方式給動(dòng)力電池充電，這直接關(guān)系著動(dòng)力電池的壽命和充放電過(guò)程中的安全性。作為電動(dòng)汽車(chē)最核心的動(dòng)力電池，它是一個(gè)由多個(gè)單體電池封裝成的電池組，雖然通過(guò)單體電池的電流相同，但是放電的深度會(huì)有所不同，深度放電是對(duì)電池的一種損耗;并且如果深度放電后的電池還被按照常規(guī)的電流值充電，則是對(duì)電池的進(jìn)一步損耗。因此，BMS電池管理系統(tǒng)是電動(dòng)汽車(chē)的一個(gè)重要部分，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池電壓及剩余容量(SOC)等數(shù)據(jù)的監(jiān)控和管理。下圖中簡(jiǎn)單表示了車(chē)載充電機(jī)和BMS電池管理系統(tǒng)之間工作流程?？梢?jiàn)，當(dāng)車(chē)載充電機(jī)接上交流電后，并不是立刻將電能輸出給電池，而是通過(guò)BMS電池管理系統(tǒng)首先對(duì)電池的狀態(tài)進(jìn)行采集分析和判斷，進(jìn)而調(diào)整充電機(jī)的充電參數(shù)。

　　例如在充電前，BMS先對(duì)電池電壓進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)電池深度放電等原因出現(xiàn)電壓過(guò)低時(shí)，先要用小電流對(duì)其進(jìn)行修復(fù)性充電;若檢測(cè)電池電壓在正常范圍內(nèi)，則可跳過(guò)涓充這一步，直接進(jìn)入恒流充電模式。車(chē)載充電機(jī)和BMS電池管理系統(tǒng)，均采用CAN總線通信方式，目前市場(chǎng)應(yīng)用較多的為CAN2.0的協(xié)議。車(chē)載充電機(jī)除具備通信功能之外，還具備故障報(bào)警等機(jī)制。

　　艾德克斯車(chē)載充電機(jī)測(cè)試方案

　　根據(jù)市場(chǎng)的調(diào)研，目前充電機(jī)行業(yè)需求的方案應(yīng)具備如下功能：

　　(1)充電機(jī)電氣性能及耐久性能的測(cè)試

　　(2)模擬車(chē)載控制系統(tǒng)，可以控制和監(jiān)控充電機(jī)的故障狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)

　　(3)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

　　一般來(lái)說(shuō)，市場(chǎng)上的車(chē)載充電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)都能滿足(1)的需求，這也是方案應(yīng)具備的最基礎(chǔ)的功能。(2)的需求是為了在測(cè)試中通過(guò)一個(gè)系統(tǒng)一套軟件來(lái)完成控制與測(cè)試整體需求，達(dá)到最方便的測(cè)試過(guò)程和最佳的測(cè)試效果，(3)的需求則是因?yàn)槟壳笆袌?chǎng)上很多BMS只針對(duì)某一類(lèi)型甚至某一車(chē)型的電池設(shè)計(jì)制造，實(shí)際應(yīng)用于針對(duì)特定電池效果很理想，但應(yīng)用到其他型號(hào)或品牌的電池上，則失去應(yīng)有的作用，因此車(chē)載充電機(jī)的設(shè)計(jì)和研發(fā)也是有針對(duì)具體的車(chē)型或者BMS類(lèi)型。這也就意味著車(chē)載充電機(jī)的生產(chǎn)廠家，會(huì)有不同充電協(xié)議的車(chē)載充電機(jī)的測(cè)試需求，這時(shí)，一套能夠兼容多種充電機(jī)的充電協(xié)議的測(cè)試系統(tǒng)是非常必要的?？v觀整個(gè)車(chē)載充電機(jī)測(cè)試方案市場(chǎng)，能夠滿足這三個(gè)需求的方案可為鳳毛麟角，而艾德克斯是如何滿足這些測(cè)試需求的?下面將進(jìn)行逐一解析。

　　首先，艾德克斯車(chē)載充電機(jī)測(cè)試方案的配置，硬件方面有電子負(fù)載模擬電池的放電，還需AC電源模擬電網(wǎng)給充電機(jī)供電，除此之外，還需要示波器和功率分析儀等設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)充電機(jī)完整電氣性能的測(cè)試。當(dāng)然對(duì)于整個(gè)充電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，上位機(jī)軟件所能實(shí)現(xiàn)的測(cè)試功能，是尤為重要和關(guān)鍵的。

　　(1)充電機(jī)電氣性能及耐久性能的測(cè)試

　　艾德克斯車(chē)載充電機(jī)測(cè)試方案符合QC/T895-2011標(biāo)準(zhǔn)(該標(biāo)準(zhǔn)是適用于純電動(dòng)汽車(chē)和可外接充電的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)用的車(chē)載充電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)規(guī)范)，能夠做標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的電氣性能測(cè)試主要包含啟動(dòng)沖擊電流、電源調(diào)整率、電壓紋波系數(shù)、過(guò)載測(cè)試及充電效率等測(cè)試。

　　目前有一些大的測(cè)量設(shè)備廠商涉足車(chē)載充電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，大部分是基于電源測(cè)試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)而來(lái)，而這樣的測(cè)試系統(tǒng)能否完全滿足車(chē)載充電機(jī)的測(cè)試項(xiàng)?是否足夠?qū)I(yè)?研究表明，市場(chǎng)上大部分的車(chē)載充電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)都存在不專(zhuān)業(yè)或者軟件界面操作繁瑣等缺陷，需要操作人員有很強(qiáng)的語(yǔ)言編程基礎(chǔ)才能操作，并不為充電機(jī)廠商所青睞。并且很多軟件要求用戶自行編輯每個(gè)測(cè)試項(xiàng)的測(cè)試流程，測(cè)試效率低下。

　　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。此套系統(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，用戶只需要打開(kāi)對(duì)應(yīng)的測(cè)試項(xiàng)界面，填寫(xiě)輸入交流值，模擬拉載值等參數(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。

　　(2)模擬車(chē)載控制系統(tǒng)，可以控制和監(jiān)控充電機(jī)的故障狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)

　　在實(shí)際汽車(chē)應(yīng)用環(huán)境中，車(chē)載控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控充電機(jī)的狀態(tài)，通過(guò)CAN總線的傳輸方式，監(jiān)控充電機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù)和故障狀態(tài)。這是目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品普遍所欠缺的。這是由于充電機(jī)的報(bào)文協(xié)議是不外開(kāi)放給設(shè)備廠商的，在這種情況下，將上位機(jī)控制軟件，由通用的電源電氣性能測(cè)試系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?zhuān)業(yè)充電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)有一定的難度，缺乏協(xié)議的情況下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)于充電機(jī)的二次開(kāi)發(fā)控制。

　　所以國(guó)內(nèi)有部分比較先進(jìn)的新能源產(chǎn)業(yè)是這樣來(lái)完成充電機(jī)的測(cè)試的，分別使用兩套系統(tǒng)控制。一套是通用的電源測(cè)試系統(tǒng)，用于測(cè)試充電機(jī)的電氣性能;一套是專(zhuān)門(mén)的充電機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)充電機(jī)的控制和監(jiān)控，但同時(shí)反映這樣的測(cè)試方式不能提高效率。比如在測(cè)試過(guò)程中，充電機(jī)發(fā)生故障，關(guān)閉輸出，此時(shí)工程師需要首先通過(guò)控制充電機(jī)的上位機(jī)軟件重啟充電機(jī)，再切換到電氣性能的測(cè)試上位機(jī)軟件，重新運(yùn)行測(cè)試程序。

　　若有一款上位機(jī)軟件能夠在實(shí)現(xiàn)電氣性能測(cè)試的同時(shí)，引入對(duì)充電機(jī)的監(jiān)控和控制，并將故障狀態(tài)顯示在程序運(yùn)行界面，將實(shí)現(xiàn)真正的模擬車(chē)載應(yīng)用環(huán)境，形成更專(zhuān)業(yè)的測(cè)試方案。艾德克斯車(chē)載充電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)就是能實(shí)現(xiàn)同時(shí)控制測(cè)試過(guò)程與充電機(jī)本身的方案。

　　綜上所述，不久的將來(lái)，針對(duì)充電機(jī)的專(zhuān)業(yè)測(cè)試系統(tǒng)，應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于充電機(jī)的控制，同時(shí)需要在充電機(jī)廠商協(xié)議不外開(kāi)放的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)于充電機(jī)的測(cè)試和控制。

　　(3)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

　　車(chē)載充電機(jī)和BMS之間采用CAN2.0的協(xié)議，但具體的報(bào)文傳輸格式不同，換而言之，每個(gè)汽車(chē)廠商所使用配套的車(chē)載充電機(jī)之間，是不能互相交叉使用的。甚至同一汽車(chē)廠商，但是不同車(chē)型所使用的車(chē)載充電機(jī)也是單獨(dú)的。所以這對(duì)于充電機(jī)配套測(cè)試系統(tǒng)供應(yīng)商也帶來(lái)了新的技術(shù)挑戰(zhàn)，除了前面提到的在得不到協(xié)議的條件下，對(duì)充電機(jī)進(jìn)行控制，還需要做到兼容不同型號(hào)的充電機(jī)，這樣的技術(shù)是充電機(jī)行業(yè)的現(xiàn)狀所需求的，但是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)對(duì)滿足這類(lèi)需求的設(shè)備系統(tǒng)供應(yīng)商非常少。

　　充電機(jī)監(jiān)控單元與BMS之間的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　艾德克斯目前已經(jīng)引領(lǐng)行業(yè)先鋒，推出的專(zhuān)業(yè)車(chē)載充電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，可以在充電機(jī)廠商不提供協(xié)議的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)充電機(jī)的控制和監(jiān)控，并自動(dòng)解析運(yùn)行過(guò)程中的報(bào)文，獲取充電機(jī)的運(yùn)行和故障參數(shù)。相信不久，這也將成為充電機(jī)行業(yè)的主流測(cè)試方案。

　　總結(jié)：相對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)和車(chē)載充電機(jī)研制的高漲情形，電動(dòng)汽車(chē)及其電子零部件的測(cè)試設(shè)備的建設(shè)顯得有些不足。車(chē)載充電機(jī)的汽車(chē)應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜，安全性能要求高，沒(méi)有統(tǒng)一的協(xié)議等都是當(dāng)下測(cè)試所面臨的挑戰(zhàn)，更不是簡(jiǎn)單傳統(tǒng)的充電器測(cè)試方案可以套用的。艾德克斯在車(chē)載充電機(jī)等新能源電子設(shè)備測(cè)試方案的研究已經(jīng)走在了行業(yè)的最前端，以最專(zhuān)業(yè)的方案和系統(tǒng)支持此類(lèi)測(cè)試走向?qū)I(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化。