电动自行车充电桩计量测试用电池模拟器的研究

朱江; 张丽娟; 魏朋飞

doi:10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0123

电动自行车充电桩计量测试用电池模拟器的研究

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0123

1.
郑州市质量技术监督检验测试中心，郑州 450006
2.
中电科信息产业有限公司，郑州 450000

基金项目: 2021年度河南省地方计量技术法规制定计划项目。

详细信息

作者简介:
朱江（1970-），郑州市质量技术监督检验测试中心高级工程师，研究方向：时间频率计量及电子测量技术，邮箱：zjkjfz@126.com

计量
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出版历程
- 网络出版日期: 2022-09-13
- 刊出日期: 2022-09-30

Research on Battery Simulator for Measurement and Test of Electric Bicycle Charging Pile

1.
Zhengzhou Quality and Technology Supervision, Inspection and Testing Center, Zhengzhou 450006, China
2.
China Electronics Technology Information Co.Ltd., Zhengzhou 450000, China

摘要

摘要: 为解决电动自行车充电桩计量测试过程中存在的充放电时间长、效率低、成本高、复现性差等问题，避免使用蓄电池带来的安全隐患，提高检测效率和计量结果的可靠性，设计了一种基于STM32和数字可调电源的电池模拟器。该模拟器由MCU控制单元、数字可调电源、采样电路、通道通断及极性切换电路、程控负载等部分组成。本文介绍了电池模拟器的工作原理、各模块组成和软件控制流程，并给出了测试数据。测试结果表明，该电池模拟器具有连续稳定的可调电源输出以及可调负载，能较好地模拟蓄电池的三段式充电模式，可满足充电桩的计量测试需要。
- 电动自行车 /
- 充电桩 /
- 计量测试 /
- 电池模拟器
Abstract: To solve the problems of long charging and discharging time, low efficiency, high cost, and poor reproducibility in the measurement and test of electric bicycle charging pile, avoid potential safety hazards caused by the use of battery and improve the detection efficiency and reliability of measurement results, a battery simulator based on STM32 and digital adjustable power supply is designed. The simulator consists of MCU control unit, digital adjustable power supply, sampling circuit, channel on/off and polarity switching circuit, programmable load, and other parts. The working principle, module composition, and software control flow of the battery simulator are introduced, and the test data are given. The test results show that the battery simulator has continuous and stable adjustable power supply output and adjustable load, which can better simulate the three-stage charging mode of the battery and meet the measurement and testing needs of the charging pile.
- electric bicycle /
- charging pile /
- measurement and test /
- battery simulator

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图 1 蓄电池充电过程

Figure 1. Lead acid battery charging process

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图 2 电池模拟器系统框图

Figure 2. System block diagram of battery simulator

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图 3 数字可调电源结构图

Figure 3. Structure diagram of digital adjustable power supply

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图 4 电压和电流反馈采样电路

Figure 4. Voltage and current feedback sampling circuit

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图 5 电池模拟器的通道通断电路和通道极性切换电路

Figure 5. Channel on-off and polarity switching circuit of battery simulator

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图 6 电池模拟器的程控负载电路

Figure 6. Programmable load circuit of battery simulator

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图 7 软件设计总体流程图

Figure 7. Overall process of software design

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表 1 充电桩的输出电压和电流

Table 1. Output voltage and current of charging pile

电池模拟器电压/V	电池模拟器程控负载/Ω	充电桩输出电压/V	充电桩输出电流/A
44	17.1	46.1	2.375
45	18.5	46.8	2.374
46	20.0	50.6	2.374
47	21.8	55.2	2.374
49	40.0	59.0	1.415
51	48.0	58.9	1.194
52	60.0	58.9	0.955
52	80.0	58.9	0.714
55	240	55.7	0.232

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