交流充电桩控制导引互操作性测试方法及其便携模拟装置与流程

本发明涉及电动汽车充电设备测试，具体的说是一种交流充电桩控制导引互操作性测试方法及其便携模拟装置。

背景技术：

1、iec 61851-1:2023（对应国标gb/t 18487.1）是电动汽车传导充电系统的核心国际标准，定义了交流充电桩（evse）与电动汽车（ev）之间通过控制导引（control pilot，简称cp）信号和近端检测（proximity pilot，简称pp）信号进行通信的完整协议。

2、标准附录a定义了控制导引等效电路及工作状态，主要包括以下内容：

3、1、cp信号状态定义

4、状态a（+12v dc）：车辆未连接，evse端输出+12v直流。

5、状态b（+9v / -12v pwm）：车辆已连接但未请求充电，ev侧接入电阻r3（约2740ω），使cp正半周电压降至约+9v。

6、状态c（+6v / -12v pwm）：车辆请求充电且无需通风，ev侧进一步并联接入电阻r2（约1300ω），正半周电压降至约+6v。

7、状态d（+3v / -12v pwm）：车辆请求充电且需要通风，r2取值约270ω，正半周电压降至约+3v。

8、状态e（0v）：错误条件。

9、状态f（-12v）：故障条件。

10、evse端通过1khz pwm信号的占空比通知ev最大允许充电电流，占空比与电流的对应关系如下：10%～85%：电流 = 占空比 × 0.6a；85%～96%：电流 = （占空比 - 64）×2.5a。

11、ev侧等效电路通常包含：开关s2（控制状态b向状态c/状态d切换）、电阻r2和r3（实现分压状态指示）、二极管d（如1n4934-t，用于产生负半周-12v特性），以及电容cv（约1.4nf）和cc（约1.5nf）用于滤波和波形整形。

12、2、pp信号（近端检测/电缆电流编码）

13、标准附录b定义pp线与pe线之间的电阻值用于编码电缆的额定电流容量，典型关系如下：1500ω → 13a；680ω → 20a；220ω → 32a；100ω → 63a（三相）/ 70a（单相）。

14、因此，在交流充电桩的互操作测试过程中，除了需要验证cp的电压状态、pwm波形、二极管导通和滤波特性外，还需要验证pp对应的电缆编码识别功能。

15、现有交流充电桩控制导引功能的测试方案如下：

16、现有测试方案一：基于mcu的充电桩控制导引检测系统

17、如中国专利cn111422091a公开的方案，采用mcu主控单元（stm32f107rct6）、车辆插座、cc信号采集模块、cp信号采集模块、电阻选择网络、rs485串口通信模块、can通信模块和上位机组成完整的检测系统。该方案通过mcu控制电阻网络的接入状态来模拟不同充电状态，并通过上位机软件进行状态监控与数据显示。

18、现有测试方案二：电动汽车交流充电桩连接装置控制导引测试仪

19、如中国专利cn202886486u公开的方案，采用控制器、接口单元（含多个电压比较器u2-u7）、电源模块（220v市电供电）、人机交互模块（触摸式液晶显示屏）、总线驱动模块（rs485）和继电器组成测试仪。该方案通过电压比较器检测cp信号电平是否在标准阈值范围内，并通过液晶屏显示测试结果。

20、现有测试方案三：专业充电桩互操作性测试平台

21、如itech等厂商提供的新能源汽车测试解决方案，需要交流电子负载、开关分析仪、功率分析仪、示波器、交流电源等多台设备组合使用，并配合上位机软件完成测试，构成完整的实验室级测试系统。

22、现有测试方案四：直流充电桩接口电路模拟器

23、如中国专利cn105548780a公开的方案，针对直流充电桩设计了包含9个触头检测单元、可变电阻网络、隔离开关阵列等的复杂模拟器系统，封装在专用的模拟器安装机箱内，用于直流充电桩的互操作一致性检测。

24、上述现有交流充电桩控制导引功能的测试方案存在以下不足：

25、其一，依赖mcu和软件控制，系统复杂度高。现有方案一（cn111422091a）和方案二（cn202886486u）均采用mcu作为核心控制器，需要编写嵌入式固件程序来控制电阻网络切换和信号采集。该类系统存在固件版本管理、程序错误、死机等潜在问题，增加了系统复杂度和维护难度；同时，mcu本身的adc精度和采样率在高频信号测量时可能引入额外误差。

26、其二，需要上位机或显示系统配合，无法真正独立现场使用。现有方案一需要rs485串口连接上位机进行状态监控，方案二需要触摸液晶屏显示，方案三需要多台仪器协同工作。这些方案均无法仅凭模拟装置本身独立完成现场测试，实际使用时需要携带电脑或专用显示终端，显著降低了便携性。

27、其三，体积大、成本高，不便于现场携带。方案三属于实验室级测试平台，价格高昂、体积庞大，不适合现场快速检测。方案四虽然封装于专用机箱中，但内部结构复杂、成本较高，且专门针对直流充电桩设计，并不适用于交流充电桩cp/pp信号测试。

28、其四，测试覆盖范围有限。现有方案大多仅能模拟标准规定的少量典型状态，例如状态b向状态c的正常充电流程，缺乏对多种pp电缆编码电阻（13a/20a/32a/63a）、多种cp状态组合（a/b/c/d/e/f）、二极管导通特性、电容滤波特性等完整覆盖的能力。

29、其五，缺乏直观的物理操作界面。现有mcu方案通常通过软件菜单切换状态，操作人员需要理解软件界面逻辑，学习成本较高。在现场测试环境中，拨动物理开关显然比操作软件界面更为直观、快速、可靠。

30、其六，需要独立供电。现有方案大多需要外部电源（如220v市电或电池）驱动mcu、显示模块和辅助电路，在某些现场环境中可能存在不便取电或供电受限的问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种交流充电桩控制导引互操作性测试方法及其便携模拟装置，以解决现有交流充电桩控制导引功能的测试设备普遍存在体积大、成本高、系统复杂、需要上位机配合，无法满足现场快速检测和便携式应用需求的问题。

2、解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

3、一种交流充电桩控制导引互操作性测试方法的便携模拟装置，包括：cp端子、pp端子、pe端子、cp控制导引模拟电路和pp近端检测模拟电路；

4、所述cp端子、pp端子和pe端子分别用于连接被测交流充电桩的车辆端插座的控制导引线、近端检测线和保护接地线；

5、所述cp控制导引模拟电路设有依次串联在cp端子与pe端子之间的通断控制开关sw5、二极管d1、基础电阻切换网络和主连接控制开关sw1；其中，cp端子与通断控制开关sw5之间还可以增设保险丝f1，以用于过流保护；

6、二极管d1的阴极连接基础电阻切换网络；

7、基础电阻切换网络能够在其多档位开关sw3处于不同档位时切换为目标等效电阻值分别为2740ω、1300ω、270ω的电阻；其中，多档位开关sw3优选采用多档位旋转开关或多档位拨动开关；

8、所述pp近端检测模拟电路串联在pp端子与pe端子之间，能够在其多档位开关模块处于不同档位时切换为目标pp编码电阻值分别为1500ω、680ω、220ω、100ω的电阻；其中，多档位开关模块优选采用多档位旋转开关或多档位拨动开关。

9、本发明的便携模拟装置的工作原理如下：

10、在本发明的便携模拟装置连接到被测交流充电桩时，被测交流充电桩的控制导引线所输出的cp信号通过cp端子、cp控制导引模拟电路和pe端子后回到被测交流充电桩的保护接地线。

11、参见下述表1，cp控制导引模拟电路能够精确复现iec 61851-1:2023附录a定义的ev侧等效电路，其中：

12、二极管d1用于在cp信号的负半周期提供单向导通路径，使负半周电压钳位在约-12v，这是iec 61851-1标准定义的ev侧等效电路必须呈现的二极管特性。

13、主连接控制开关sw1用于控制cp控制导引模拟电路与pe端子之间的主连接通断；在主连接控制开关sw1断开时，cp控制导引模拟电路未接入被测交流充电桩的保护接地线，能够模拟车辆未连接被测交流充电桩时的状态，也即模拟iec 61851-1:2023标准所规定cp信号状态中的状态a，并且，当主连接控制开关sw1断开且被测交流充电桩故障时，能够模拟pe回路断开的故障状态，也即模拟iec 61851-1:2023标准所规定cp信号状态中的状态f；在主连接控制开关sw1闭合后，由基础电阻切换网络的开关档位决定具体的cp信号状态和边界模拟条件。

14、基础电阻切换网络在切换为目标等效电阻值分别为2740ω、1300ω、270ω的电阻时，能够分别模拟iec 61851-1:2023标准所规定cp信号状态中的状态b、状态c、状态d。

15、通断控制开关sw5用于控制cp信号的通断，在通断控制开关sw5断开时，能够模拟cp线断路错误故障状态，也即模拟iec 61851-1:2023标准所规定cp信号状态中的状态e。

16、参见下述表2，pp近端检测模拟电路能够通过开关档位变化完成1500ω、680ω、220ω、100ω该全部四档标准pp编码电阻的切换，完整覆盖iec 61851-1:2023标准附录b所规定的四档电缆电流容量编码值的识别要求。

17、从而，本发明设有cp端子、pp端子、pe端子、cp控制导引模拟电路和pp近端检测模拟电路，通过cp控制导引模拟电路能够精确复现iec 61851-1:2023标准附录a定义的ev侧等效电路，通过pp近端检测模拟电路能够完成全部四档标准pp编码电阻的切换，完整覆盖iec 61851-1:2023标准附录b所规定的四档电缆电流容量编码值的识别要求，因此，本发明能够对交流充电桩完成iec 61851-1:2023标准规定的交流充电桩控制导引互操作性测试，具有测试覆盖全面、纯硬件无源电路设计、可在现场独立使用、成本低廉、操作直观的优点，具体的：

18、测试覆盖全面：本发明具有多维故障模拟能力，通过主连接控制开关sw1、基础电阻的多档位开关sw3、通断控制开关sw5的开关组合，能够模拟iec 61851-1:2023标准附录a所规定的全部cp信号状态：状态a、状态b、状态c、状态d、状态e、状态e，并且，通过pp近端检测模拟电路的多档位开关模块的开关组合，能够模拟iec 61851-1:2023标准附录b所规定的全部四档电缆电流容量编码值，由此，本发明能够覆盖iec 61851-1:2023标准中绝大多数的交流充电桩控制导引互操作性测试项目，与现有技术中通常只覆盖正常充电流程的方案相比，覆盖范围明显更广。

19、纯硬件无源电路设计：本发明采用纯硬件无源电路设计，无需mcu、无需软件、无需独立供电、无需上位机，仅需通过开关档位切换并配合搭配一台通用示波器，即可在现场快速完成iec 61851-1:2023标准中的绝大多数交流充电桩控制导引互操作性测试项目。

20、零软件依赖的极致简洁性：本发明采用纯硬件无源电路架构，所有cp/pp状态模拟完全通过精密电阻、二极管、电容和机械开关实现。与现有技术中依赖mcu固件和上位机软件的方案相比，本发明从根本上消除了固件bug、软件崩溃、程序版本不兼容等问题，显著提高了可靠性和使用寿命。其本质在于：无源电路的工作状态完全由物理元件参数决定，不存在软件层面的不确定性。模拟装置为纯硬件无源电路结构，不包含微控制器和软件程序，所有状态切换均通过机械开关实现

21、无需独立供电的真正的便携性：本发明的模拟电路完全由被测充电桩的cp信号本身驱动，cp信号为±12v pwm，无需任何外部电源或电池。与现有技术中需要220v市电供电或电池供电的方案相比，本发明可在任何现场环境中即插即用，整套装置体积小、重量轻，真正实现便携。

22、成本极低：本发明使用的元件均为常规通用电子元器件，如电阻、电容、二极管、拨动开关、保险丝和pcb板，bom成本低，加上3d打印或塑壳外壳后整套装置仍明显低于现有测试设备的成本。与现有技术中需要mcu、通信接口、液晶显示和专用电源管理的方案相比，成本优势显著。

23、高可靠性和长使用寿命：无源元件和机械开关的故障率通常低于集成电路系统。本发明中所有电阻可选用±1%精度金属膜电阻，二极管可选用工业级快恢复器件，能够确保长期使用中参数稳定，适于工程现场和批量测试环境长期使用。

24、操作直观性：本发明通过标识清晰的物理拨动开关直接切换cp/pp状态，操作人员仅需“看标识、拨开关、读示波器”即可完成测试。相比需要学习软件界面和菜单操作的方案，本发明学习成本低、操作速度快、结果可重复性强。

25、优选的：所述二极管d1采用型号为1n4934-t的快恢复二极管，以利用1n4934-t的快恢复特性，在1khz pwm信号的正负半周切换时提供较干净的波形边沿，提高cp控制导引模拟电路的模拟精度。

26、优选的：所述基础电阻切换网络设有所述多档位开关sw3，以及，依次由1500ω的电阻r30-1、100ω的电阻r30-2、270ω的电阻r30-3、470ω的电阻r31-1、100ω的电阻r31-2、300ω的电阻r31-3、1500ω的电阻r30-6、100ω的电阻r30-5、270ω的电阻r30-4组成的基础电阻串联支路；所述多档位开关sw3的公共端、基础电阻串联支路在电阻r30-1所在的一端、二极管d1的阴极相连接，基础电阻串联支路在电阻r30-4所在的一端连接所述主连接控制开关sw1，多档位开关sw3的档位1为空挡，多档位开关sw3的档位2连接电阻r30-3与电阻r31-1的连接点，多档位开关sw3的档位3连接电阻r31-3与电阻r30-6的连接点。

27、从而，参见下述表1，在多档位开关sw3切换至档位1时，基础电阻切换网络的全部电阻均接入至cp控制导引模拟电路，以作为目标等效电阻值为2740ω的电阻，用于模拟iec61851-1:2023标准所规定cp信号状态中的状态b（+9v / -12v）；在多档位开关sw3切换至档位2时，基础电阻切换网络的电阻r31-1、电阻r31-2、电阻r31-3、电阻r30-6、电阻r30-5和电阻r30-4接入至cp控制导引模拟电路，以作为目标等效电阻值为1300ω的电阻，用于模拟iec 61851-1:2023标准所规定cp信号状态中的状态c（+6v / -12v，无需通风）；在多档位开关sw3切换至档位3时，基础电阻切换网络的电阻r30-6、电阻r30-5和电阻r30-4接入至cp控制导引模拟电路，以作为目标等效电阻值为270ω的电阻，用于模拟iec 61851-1:2023标准所规定cp信号状态中的状态d（+3v / -12v，需要通风）。

28、优选的：所述pp近端检测模拟电路设有1500ω的电阻r10-1、680ω的电阻r10、220ω的电阻r11、100ω的电阻r11-1以及所述多档位开关模块，多档位开关模块包含多档位开关sw-pr1和多档位开关sw-pr2；所述多档位开关sw-pr1的公共端、多档位开关sw-pr2的公共端、pp端子相连接，多档位开关sw-pr1的档位1和多档位开关sw-pr2的档位1均为空挡，多档位开关sw-pr1的档位2和档位3分别连接电阻r10的一端和电阻r10-1的一端，多档位开关sw-pr2的档位2和档位3分别连接电阻r11-1的一端和电阻r11的一端，电阻r10-1的另一端、电阻r10的另一端、电阻r11的另一端、电阻r11-1的另一端、pe端子相连接。

29、从而，参见下述表2，在多档位开关sw-pr1切换至档位3且多档位开关sw-pr2切换至档位1时，pp近端检测模拟电路的电阻r10-1接入至pp端子与pe端子之间，以作为目标pp编码电阻值为1500ω的电阻，用于模拟iec 61851-1:2023标准附录b所规定的13a电缆电流容量编码值；在多档位开关sw-pr1切换至档位2且多档位开关sw-pr2切换至档位1时，pp近端检测模拟电路的电阻r10接入至pp端子与pe端子之间，以作为目标pp编码电阻值为680ω的电阻，用于模拟iec 61851-1:2023标准附录b所规定的20a电缆电流容量编码值；在多档位开关sw-pr1切换至档位1且多档位开关sw-pr2切换至档位2时，pp近端检测模拟电路的电阻r11接入至pp端子与pe端子之间，以作为目标pp编码电阻值为220ω的电阻，用于模拟iec61851-1:2023标准附录b所规定的32a电缆电流容量编码值；在多档位开关sw-pr1切换至档位1且多档位开关sw-pr2切换至档位3时，pp近端检测模拟电路的电阻r11-1接入至pp端子与pe端子之间，以作为目标pp编码电阻值为100ω的电阻，用于模拟iec 61851-1:2023标准附录b所规定的63a/70a电缆电流容量编码值。

30、作为本发明的优选实施方式：所述cp控制导引模拟电路还设有与所述基础电阻切换网络相并联的附加支路，附加支路由附加微调网络接入开关sw2和附加电阻切换网络串联组成；所述附加电阻切换网络能够切换为多种不同电阻值的电阻，使得附加电阻切换网络能够与基础电阻切换网络并联组成多种不同电阻值的电阻组合，其中，一部分电阻组合的电阻值精确微调至2740ω、1300ω、270ω，分别对应于iec 61851-1:2023标准所规定cp信号状态中的状态b、状态c、状态d；另一部分电阻组合的电阻值为超出iec 61851-1:2023标准的非标准电阻值。

31、从而，本发明通过附加微调网络接入开关sw2能够控制附加电阻切换网络是否接入cp控制导引模拟电路，并在接入时，能够通过附加电阻切换网络的电阻值切换，与基础电阻切换网络并联组成多种不同电阻值的电阻组合，使得一部分电阻组合的电阻值精确微调至2740ω、1300ω、270ω，以补偿线缆和连接器的实际阻抗偏差，更为精确的模拟iec61851-1:2023标准所规定cp信号状态中的状态b、状态c、状态d；并且，使得另一部分电阻组合成为超出iec 61851-1:2023标准的非标准电阻值，以提供更多电阻值组合可能性，提供测试充电桩对边界条件和异常阻值的响应能力，覆盖iec 61851-1:2023标准规定的更多互操作性测试用例。

32、优选的：所述附加电阻切换网络设有多档位开关sw4，以及，依次由390ω的电阻r40-1、10ω的电阻r40-2、22ω的电阻r40-3、390ω的电阻r41-1、2ω的电阻r41-2、499ω的电阻r42-1、390ω的电阻r42-2、20ω的电阻r42-3组成的附加电阻串联支路；所述多档位开关sw4的公共端和附加电阻串联支路在电阻r40-1所在的一端连接后通过附加微调网络接入开关sw2连接所述基础电阻切换网络的一端，附加电阻串联支路在电阻r42-3所在的一端连接所述基础电阻切换网络的另一端，多档位开关sw4的档位1为空挡，多档位开关sw4的档位2连接电阻r40-3与电阻r41-1的连接点，多档位开关sw4的档位3连接电阻r41-2与电阻r42-1的连接点。

33、作为本发明的优选实施方式：所述cp控制导引模拟电路还设有串联在所述通断控制开关sw5与二极管d1之间的阻抗模拟支路，阻抗模拟支路由电感器件u3与电阻r12并联组成。

34、从而，本发明通过设置阻抗模拟支路，能够增强cp控制导引模拟电路对ev侧控制器和线缆的等效阻抗特性的模拟精度，以使得便携模拟装置更贴近实际车辆端的等效行为。

35、优选的：所述cp控制导引模拟电路还设有由开关sw-cc、电容cc、电容cv、开关sw-sh、电阻r13组成的电容及rc响应模拟支路；开关sw-cc和电容cc串联在通断控制开关sw5和阻抗模拟支路的连接点与基础电阻切换网络和主连接控制开关sw1的连接点之间，开关sw-sh和电阻r13组成的串联支路与电容cv相并联，并串联在阻抗模拟支路和二极管d1的连接点与基础电阻切换网络和主连接控制开关sw1的连接点之间。其中，电容cc和电容cv的容值分别优选为1.5nf和1.4nf，电阻r13的阻值优选为80ω。

36、本发明的电容及rc响应模拟支路的工作原理和使用方式如下：

37、电容cv用于模拟iec 61851-1附录a定义的ev侧并联电容，实现高频噪声滤波和信号整形。

38、电容cc在通过闭合的开关sw-cc接入时，用于模拟cp线缆和连接器的等效分布电容。

39、电阻r13在通过闭合的开关sw-sh接入时，与电容cv配合形成可切换的rc响应支路，用于模拟不同边界条件下的cp波形响应，以便测试人员根据需要模拟不同边界条件下的cp波形响应。

40、从而，本发明设有电容及rc响应模拟支路，通过开关sw-cc和开关sw-sh的开关组合，能够满足不同的测试目的，以模拟多种边界条件，覆盖标准规定的异常测试项目，具体为：

41、在开关sw-cc和开关sw-sh均断开时，用于实现基础cp信号状态和电压幅值验证；

42、在开关sw-cc闭合且开关sw-sh断开时，用于接入等效分布电容，以验证线缆/连接器电容对cp波形的影响；

43、在开关sw-cc断开且开关sw-sh闭合时，用于接入rc响应支路，以验证边界条件下的波形响应；

44、在开关sw-cc和开关sw-sh均闭合时，用于同时模拟分布电容和rc边界响应，以验证充电桩在较复杂等效负载条件下的识别与保护动作。

45、作为本发明的优选实施方式：参见图2，所述便携模拟装置设置在便携式外壳内。

46、其中，所述便携式外壳可采用注塑工艺或3d打印工艺制造，整体外形尺寸约为120mm×120mm×35mm。其结构设计特点包括：

47、其一，上盖设置各拨动开关的拨杆通孔，并配有清晰丝印标识，标明每个开关的功能和档位含义，例如“cp信号状态：b/c/d”“pp编码：13a/20a/32a/63a”等；

48、其二，侧面设置cp、pp、pe三个接线端子的引出孔，端子可采用标准测试夹头、接线柱或香蕉插座形式，方便与被测充电桩和示波器连接；

49、其三，外壳内四角设置安装柱，与pcb板四角的2.1mm安装孔一一对应，通过螺丝固定模拟板；

50、其四，整体重量低于200g，可单手握持，满足便携式现场测试的使用需求。

51、从而，本发明采用便携式一体化外壳设计。pcb模拟板与专用外壳组合形成掌上型工具，整体尺寸约120mm×120mm×35mm，外壳表面标注各开关功能和档位信息，支持单手操作，便于现场测试。

52、本发明提供的便携式外壳，使整套装置形成一个掌上型的独立测试工具，方便测试人员随身携带至充电桩安装现场、生产线终检工位或研发实验室进行测试，从而提高测试效率，降低测试成本，提升检测装备的通用性和实用性。

53、一种交流充电桩控制导引互操作性测试方法，包括：

54、步骤s1、将所述便携模拟装置的cp端子、pp端子和pe端子分别连接至被测交流充电桩的车辆端插座的控制导引线、近端检测线和保护接地线；

55、并且，将所述cp端子和pe端子分别连接至示波器的示波器探头和示波器地夹；

56、步骤s2、进行状态a验证：在主连接控制开关sw1断开、通断控制开关sw5闭合的状态下，观测示波器显示的cp信号波形，如果显示的cp信号波形为+12v直流电，则判断被测交流充电桩会在无车辆连接时输出+12v直流信号，通过测试；

57、步骤s3、进行状态a转换状态b验证：先通过切换pp近端检测模拟电路的多档位开关模块的档位，选择符合测试目的的目标pp编码电阻值，再闭合主连接控制开关sw1，并将基础电阻切换网络的多档位开关sw3的档位切换至对应状态b的2740ω目标等效电阻值，观测示波器显示的cp信号波形，如果显示的cp信号波形的正半周期变为接近于+9v直流电，则判断被测交流充电桩会切换至pwm输出模式，通过测试；

58、步骤s4、进行状态b转换状态c验证：将基础电阻切换网络的多档位开关sw3的档位切换至对应状态c的1300ω目标等效电阻值，观测示波器显示的cp信号波形，如果显示的cp信号波形的正半周期变为接近于+6v直流电，则判断被测交流充电桩会闭合接触器开始供电，通过测试；

59、步骤s5、进行pwm占空比验证：在步骤s4的状态c下，通过示波器测量cp信号的pwm波形的占空比，以根据步骤s3所选择的目标pp编码电阻值和被测交流充电桩的额定容量，判断测量得到的占空比是否处于标准允许范围内；

60、步骤s6、进行状态d验证：将基础电阻切换网络的多档位开关sw3的档位切换至对应状态d的270ω目标等效电阻值，以验证被测交流充电桩对通风请求状态的识别与响应；

61、步骤s7、进行故障模拟测试：通过断开主连接控制开关sw1和/或通断控制开关sw5，模拟cp断线和/或pe回路断开故障，以验证被测交流充电桩的故障保护动作及信号输出变化。

62、从而，本发明的交流充电桩控制导引互操作性测试方法，通过便携模拟装置搭配一台通用示波器，即可完成cp信号波形观测、pwm占空比测量、电压幅值判读等全部信号验证工作，以判断被测交流充电桩的状态转换是否符合标准要求，无需任何专用软件或上位机，这种方式不受内置adc精度限制，且可兼容任何品牌或型号的通用示波器，具有更高的灵活性和通用性。

63、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

64、第一，本发明设有cp端子、pp端子、pe端子、cp控制导引模拟电路和pp近端检测模拟电路，通过cp控制导引模拟电路能够精确复现iec 61851-1:2023标准附录a定义的ev侧等效电路，通过pp近端检测模拟电路能够完成全部四档标准pp编码电阻的切换，完整覆盖iec 61851-1:2023标准附录b所规定的四档电缆电流容量编码值的识别要求，因此，本发明能够对交流充电桩完成iec 61851-1:2023标准规定的交流充电桩控制导引互操作性测试，具有测试覆盖全面、纯硬件无源电路设计、可在现场独立使用、成本低廉、操作直观的优点，具体的：

65、测试覆盖全面：本发明具有多维故障模拟能力，通过主连接控制开关sw1、基础电阻的多档位开关sw3、通断控制开关sw5的开关组合，能够模拟iec 61851-1:2023标准附录a所规定的全部cp信号状态：状态a、状态b、状态c、状态d、状态e、状态e，并且，通过pp近端检测模拟电路的多档位开关模块的开关组合，能够模拟iec 61851-1:2023标准附录b所规定的全部四档电缆电流容量编码值，由此，本发明能够覆盖iec 61851-1:2023标准中绝大多数的交流充电桩控制导引互操作性测试项目，与现有技术中通常只覆盖正常充电流程的方案相比，覆盖范围明显更广。

66、纯硬件无源电路设计：本发明采用纯硬件无源电路设计，无需mcu、无需软件、无需独立供电、无需上位机，仅需通过开关档位切换并配合搭配一台通用示波器，即可在现场快速完成iec 61851-1:2023标准中的绝大多数交流充电桩控制导引互操作性测试项目。

67、零软件依赖的极致简洁性：本发明采用纯硬件无源电路架构，所有cp/pp状态模拟完全通过精密电阻、二极管、电容和机械开关实现。与现有技术中依赖mcu固件和上位机软件的方案相比，本发明从根本上消除了固件bug、软件崩溃、程序版本不兼容等问题，显著提高了可靠性和使用寿命。其本质在于：无源电路的工作状态完全由物理元件参数决定，不存在软件层面的不确定性。模拟装置为纯硬件无源电路结构，不包含微控制器和软件程序，所有状态切换均通过机械开关实现

68、无需独立供电的真正的便携性：本发明的模拟电路完全由被测充电桩的cp信号本身驱动，cp信号为±12v pwm，无需任何外部电源或电池。与现有技术中需要220v市电供电或电池供电的方案相比，本发明可在任何现场环境中即插即用，整套装置体积小、重量轻，真正实现便携。

69、成本极低：本发明使用的元件均为常规通用电子元器件，如电阻、电容、二极管、拨动开关、保险丝和pcb板，bom成本低，加上3d打印或塑壳外壳后整套装置仍明显低于现有测试设备的成本。与现有技术中需要mcu、通信接口、液晶显示和专用电源管理的方案相比，成本优势显著。

70、高可靠性和长使用寿命：无源元件和机械开关的故障率通常低于集成电路系统。本发明中所有电阻可选用±1%精度金属膜电阻，二极管可选用工业级快恢复器件，能够确保长期使用中参数稳定，适于工程现场和批量测试环境长期使用。

71、操作直观性：本发明通过标识清晰的物理拨动开关直接切换cp/pp状态，操作人员仅需“看标识、拨开关、读示波器”即可完成测试。相比需要学习软件界面和菜单操作的方案，本发明学习成本低、操作速度快、结果可重复性强。

72、第二，本发明通过附加微调网络接入开关sw2能够控制附加电阻切换网络是否接入cp控制导引模拟电路，并在接入时，能够通过附加电阻切换网络的电阻值切换，与基础电阻切换网络并联组成多种不同电阻值的电阻组合，使得一部分电阻组合的电阻值精确微调至2740ω、1300ω、270ω，以补偿线缆和连接器的实际阻抗偏差，更为精确的模拟iec61851-1:2023标准所规定cp信号状态中的状态b、状态c、状态d；并且，使得另一部分电阻组合成为超出iec 61851-1:2023标准的非标准电阻值，以提供更多电阻值组合可能性，提供测试充电桩对边界条件和异常阻值的响应能力，覆盖iec 61851-1:2023标准规定的更多互操作性测试用例。

73、第三，本发明通过设置阻抗模拟支路，能够增强cp控制导引模拟电路对ev侧控制器和线缆的等效阻抗特性的模拟精度，以使得便携模拟装置更贴近实际车辆端的等效行为。

74、第四，本发明设有电容及rc响应模拟支路，通过开关sw-cc和开关sw-sh的开关组合，能够满足不同的测试目的，以模拟多种边界条件，覆盖标准规定的异常测试项目，具体为：

75、在开关sw-cc和开关sw-sh均断开时，用于实现基础cp信号状态和电压幅值验证；

76、在开关sw-cc闭合且开关sw-sh断开时，用于接入等效分布电容，以验证线缆/连接器电容对cp波形的影响；

77、在开关sw-cc断开且开关sw-sh闭合时，用于接入rc响应支路，以验证边界条件下的波形响应；

78、在开关sw-cc和开关sw-sh均闭合时，用于同时模拟分布电容和rc边界响应，以验证充电桩在较复杂等效负载条件下的识别与保护动作。

79、第五，本发明的交流充电桩控制导引互操作性测试方法，通过便携模拟装置搭配一台通用示波器，即可完成cp信号波形观测、pwm占空比测量、电压幅值判读等全部信号验证工作，以判断被测交流充电桩的状态转换是否符合标准要求，无需任何专用软件或上位机，这种方式不受内置adc精度限制，且可兼容任何品牌或型号的通用示波器，具有更高的灵活性和通用性。