电动汽车充电控制系统仿真测试平台研究
发布时间：2021-07-17 13:06
随着日益突出的能源和环境问题,国内各大城市开始推广电动汽车为主的新能源汽车,配套的能源补给基础设施也在大力推行。充电设备安全可靠运行是电动汽车能够在日常生活中推广使用的前提。归根结底,充电设备使用中出现的问题大部分是生产厂家产品设计的缺陷和出厂测试的不完善导致的。充电设备的主要测试项目包括电气特性、协议一致性、互操作性。除了一些电气特性测试,如充电桩的接地电阻、内部接线规范度、接触器安全性等项目,其他的测试项目多是针对充电桩的控制系统对各类故障的处理机制,对用户的各项操作是否响应等,即对充电桩充电控制系统的测试。因此,开发一套以电动汽车充电控制系统为测试对象的仿真测试平台,对于提高充电设备厂家各阶段的测试效率具有很重要的意义。所以本文研究并实现了一种电动汽车充电控制系统仿真测试平台。首先,通过对不同类型充电设备的功能组成和工作原理进行分析,结合充电设备国家标准,给出了一种通用充电控制系统仿真测试平台的总体设计方案,对平台的总体结构、各部分之间的接口、上位机的软件处理进行了分析设计。接着,对下位机数据采集板的各个功能模块,包括互操作性测试模块、BMS模拟通信模块、协议转发模块和整个数据通...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
充电站工作结构示意图
硕士学位论文电动汽车充电控制系统仿真测试平台研究3气特性测试，如充电桩的接地电阻、内部接线规范度、接触器安全性等项目，其他的测试项目多是针对充电控制系统对各类故障的处理机制，对用户的各项操作是否响应等，即对充电控制系统主板和板载控制程序的测试。目前，国内多家机构都有研发充电桩整桩功能的测试系统，对各厂家出品的充电桩进行质检认证，如图1.3所示；然而辅助各生产厂家对充电控制系统在开发测试时期进行试验的平台还处于空白阶段，厂家试验测试多是采用实际环境法[4]，通过与实际的外部设备连接，对其特性进行测试。这样的方法有如下的弊端：（1）研发阶段，充电桩各外设模块与控制器之间的接线频繁插拔，容易松动出错，试验效率低下；（2）研发阶段，无法在测试过程中实时监控和判断充电设备控制器的工况；（3）测试阶段，无法快速进行重复测试，客观获得测试结果；（4）各阶段连接真实负载测试，测试的成本较高，且负载充放电需耗时。（5）整桩自动测试系统虽然能对整桩性能进行评估，但是无法定位到具体错误原因，且由于时间和经济成本限制，厂家在修复某细节问题后并不能频繁去质检机构进行验证。图1.3某机构充电桩自动测试系统所以，可以服务于充电设备完整生命周期的高效率低成本的测试方法对各厂家来说非常必要，研究与设计一套针对于充电控制系统的仿真测试平台具有重要意义。1.2国内外研究现状充电桩测试的发展与现状我国充电站目前配备的充电设施主要是直流充电设备和交流充电设备。电动汽车通过交流充电接口与交流桩连接后，通过车载充电机进行供电，车载充电机再给动力蓄电池组供电；直流充电设备则与电动汽车电池管理系统（BMS）通过电动汽车直流充电接口进行通信，直接对车辆动力蓄电池组供电[5]。
1绪论硕士学位论文6拟测试环境的方法来实现对嵌入式软件的自动化测试。这种方法无需考虑到目标环境，并且测试过程中不需要依赖硬件支持，虚拟环境均由软件来模拟实现。从目前已有的嵌入式软件测试仿真工具来看，一些嵌入式软件产品通用测试仿真软件已经出现在各类业务场景中，如德国的TechS.A.T公司推出的航电设备开发仿真系统ADS-2系统如图1.5所示、北京航空航天大学研发的通用嵌入式软件测试环境GESTE系统如图1.6等，都可以为嵌入式软件提供一个虚拟的仿真测试环境。嵌入式软件开发也会自带一类测试工具，如GNUTools等，这些开源的嵌入式软件仿真测试工具，用于模拟各种嵌入式软件测试所需的虚拟机环境，极大地提高了嵌入式软件测试的效率。图1.5ADS-2仿真系统图1.6GESTE嵌入式软件测试系统本文在设计通用充电控制系统仿真测试平台时，从嵌入式软件设计测试的方法出发，设计出能支持单元测试、集成测试和系统测试的方案，实现充电控制系统测试工作的最大便捷和可靠化。1.3本文的主要工作本文主要设计具有通用性的电动汽车充电控制系统测试平台，按照国标等行业通用标准对充电控制系统进行高效便捷的测试。对充电控制系统的测试项目主要包括互操作性和协议一致性等。本文所研究的通用模拟测试平台的工作内容主要分为以下几个方面：分析各类充电设备的结构组成及其测试需求；模拟测试系统的总体方案设计；电动汽车模拟设备的设计和虚拟桩的搭建；模拟测试系统上位机测试方案及软件可信性评估的设计。具体内容如图1.7所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]简析电动汽车行业发展现状[J]. 朱德桥. 南方农机. 2018(21)
[2]基于CAN通信的电动汽车BMS测试平台设计[J]. 李顶根,唐晓峰,刘士杰. 电源技术. 2018(10)
[3]电动汽车充电设施检测技术及故障分析[J]. 徐广腾,杜科,张涛,周成龙. 供用电. 2018(10)
[4]有关电动汽车充电桩的标准及要求[J]. 本刊编辑部. 电气工程应用. 2018(03)
[5]交流充电桩互操作性测试系统设计研究[J]. 徐学钒,姜正德,徐帅,张静,蒋林洳,程本立. 科技创新与应用. 2018(22)
[6]直流充电桩互操作性测试系统设计研究[J]. 周俊,万伟江,丁霄寅,刘岗,李涛永,张元星,程本立. 电工技术. 2018(13)
[7]基于故障字典法的交流充电桩故障检测[J]. 金勇,梁立新,刘廷章,邢琛. 电子技术应用. 2018(06)
[8]浅谈充电桩的测试系统及相关研究[J]. 沈骏清. 科技创新导报. 2018(11)
[9]一种FPGA与PC通信方法及其应用[J]. 许波,赵佳. 电子测量技术. 2018(02)
[10]直流充电桩的基本工作原理及技术发展趋势[J]. 张奇志. 电子产品世界. 2017(10)
硕士论文
[1]直流充电桩测试系统设计与开发[D]. 周林.西南交通大学 2018
[2]电动汽车直流充电桩自动测试平台的设计与实现[D]. 陶显峰.电子科技大学 2018
[3]基于SSM框架的智慧社区系统设计与实现[D]. 杨帆.武汉邮电科学研究院 2018
[4]基于可信的某嵌入式软件自动化测试平台的设计与实现[D]. 赵繁华.北京工业大学 2015
[5]基于嵌入式Linux的农民金融自助终端开发[D]. 尹瑞.山东大学 2015
[6]半实物仿真系统中软件可靠性测试[D]. 王威.电子科技大学 2014
[7]基于STM32的电动汽车交流充电桩的设计与实现[D]. 何圣权.浙江工业大学 2013
[8]基于ARM的服务机器人人机交互界面的设计与实现[D]. 裴鸿刚.暨南大学 2012
[9]基于Qt的SCADA系统数据服务器软件设计[D]. 熊道辉.西南交通大学 2011
[10]基于DL/T645的模拟电能表软件的研究[D]. 王坤乾.华北电力大学 2011
本文编号：3288232
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
充电站工作结构示意图
硕士学位论文电动汽车充电控制系统仿真测试平台研究3气特性测试，如充电桩的接地电阻、内部接线规范度、接触器安全性等项目，其他的测试项目多是针对充电控制系统对各类故障的处理机制，对用户的各项操作是否响应等，即对充电控制系统主板和板载控制程序的测试。目前，国内多家机构都有研发充电桩整桩功能的测试系统，对各厂家出品的充电桩进行质检认证，如图1.3所示；然而辅助各生产厂家对充电控制系统在开发测试时期进行试验的平台还处于空白阶段，厂家试验测试多是采用实际环境法[4]，通过与实际的外部设备连接，对其特性进行测试。这样的方法有如下的弊端：（1）研发阶段，充电桩各外设模块与控制器之间的接线频繁插拔，容易松动出错，试验效率低下；（2）研发阶段，无法在测试过程中实时监控和判断充电设备控制器的工况；（3）测试阶段，无法快速进行重复测试，客观获得测试结果；（4）各阶段连接真实负载测试，测试的成本较高，且负载充放电需耗时。（5）整桩自动测试系统虽然能对整桩性能进行评估，但是无法定位到具体错误原因，且由于时间和经济成本限制，厂家在修复某细节问题后并不能频繁去质检机构进行验证。图1.3某机构充电桩自动测试系统所以，可以服务于充电设备完整生命周期的高效率低成本的测试方法对各厂家来说非常必要，研究与设计一套针对于充电控制系统的仿真测试平台具有重要意义。1.2国内外研究现状充电桩测试的发展与现状我国充电站目前配备的充电设施主要是直流充电设备和交流充电设备。电动汽车通过交流充电接口与交流桩连接后，通过车载充电机进行供电，车载充电机再给动力蓄电池组供电；直流充电设备则与电动汽车电池管理系统（BMS）通过电动汽车直流充电接口进行通信，直接对车辆动力蓄电池组供电[5]。
1绪论硕士学位论文6拟测试环境的方法来实现对嵌入式软件的自动化测试。这种方法无需考虑到目标环境，并且测试过程中不需要依赖硬件支持，虚拟环境均由软件来模拟实现。从目前已有的嵌入式软件测试仿真工具来看，一些嵌入式软件产品通用测试仿真软件已经出现在各类业务场景中，如德国的TechS.A.T公司推出的航电设备开发仿真系统ADS-2系统如图1.5所示、北京航空航天大学研发的通用嵌入式软件测试环境GESTE系统如图1.6等，都可以为嵌入式软件提供一个虚拟的仿真测试环境。嵌入式软件开发也会自带一类测试工具，如GNUTools等，这些开源的嵌入式软件仿真测试工具，用于模拟各种嵌入式软件测试所需的虚拟机环境，极大地提高了嵌入式软件测试的效率。图1.5ADS-2仿真系统图1.6GESTE嵌入式软件测试系统本文在设计通用充电控制系统仿真测试平台时，从嵌入式软件设计测试的方法出发，设计出能支持单元测试、集成测试和系统测试的方案，实现充电控制系统测试工作的最大便捷和可靠化。1.3本文的主要工作本文主要设计具有通用性的电动汽车充电控制系统测试平台，按照国标等行业通用标准对充电控制系统进行高效便捷的测试。对充电控制系统的测试项目主要包括互操作性和协议一致性等。本文所研究的通用模拟测试平台的工作内容主要分为以下几个方面：分析各类充电设备的结构组成及其测试需求；模拟测试系统的总体方案设计；电动汽车模拟设备的设计和虚拟桩的搭建；模拟测试系统上位机测试方案及软件可信性评估的设计。具体内容如图1.7所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]简析电动汽车行业发展现状[J]. 朱德桥. 南方农机. 2018(21)
[2]基于CAN通信的电动汽车BMS测试平台设计[J]. 李顶根,唐晓峰,刘士杰. 电源技术. 2018(10)
[3]电动汽车充电设施检测技术及故障分析[J]. 徐广腾,杜科,张涛,周成龙. 供用电. 2018(10)
[4]有关电动汽车充电桩的标准及要求[J]. 本刊编辑部. 电气工程应用. 2018(03)
[5]交流充电桩互操作性测试系统设计研究[J]. 徐学钒,姜正德,徐帅,张静,蒋林洳,程本立. 科技创新与应用. 2018(22)
[6]直流充电桩互操作性测试系统设计研究[J]. 周俊,万伟江,丁霄寅,刘岗,李涛永,张元星,程本立. 电工技术. 2018(13)
[7]基于故障字典法的交流充电桩故障检测[J]. 金勇,梁立新,刘廷章,邢琛. 电子技术应用. 2018(06)
[8]浅谈充电桩的测试系统及相关研究[J]. 沈骏清. 科技创新导报. 2018(11)
[9]一种FPGA与PC通信方法及其应用[J]. 许波,赵佳. 电子测量技术. 2018(02)
[10]直流充电桩的基本工作原理及技术发展趋势[J]. 张奇志. 电子产品世界. 2017(10)
硕士论文
[1]直流充电桩测试系统设计与开发[D]. 周林.西南交通大学 2018
[2]电动汽车直流充电桩自动测试平台的设计与实现[D]. 陶显峰.电子科技大学 2018
[3]基于SSM框架的智慧社区系统设计与实现[D]. 杨帆.武汉邮电科学研究院 2018
[4]基于可信的某嵌入式软件自动化测试平台的设计与实现[D]. 赵繁华.北京工业大学 2015
[5]基于嵌入式Linux的农民金融自助终端开发[D]. 尹瑞.山东大学 2015
[6]半实物仿真系统中软件可靠性测试[D]. 王威.电子科技大学 2014
[7]基于STM32的电动汽车交流充电桩的设计与实现[D]. 何圣权.浙江工业大学 2013
[8]基于ARM的服务机器人人机交互界面的设计与实现[D]. 裴鸿刚.暨南大学 2012
[9]基于Qt的SCADA系统数据服务器软件设计[D]. 熊道辉.西南交通大学 2011
[10]基于DL/T645的模拟电能表软件的研究[D]. 王坤乾.华北电力大学 2011
本文编号：3288232
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