世界新消息丨碰撞的火花 | comemso与Vector CANoe

(资料图)

下文将展开新能源领域充电桩

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电动汽车的测试仪器，应用于前期

R&D

研发阶段或产品落地终端测试或者适用于各种场景的便携式现场测试，包括了

AC

交流和

DC

直流，也就是对应通俗意义上的慢充和快充，该说法并不严谨但有迹可循方便理解，内容是关于协议一致性测试包括测试用例界面、通讯面板、图像化面板、

PLC

车

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桩信号模拟面板等的介绍，下文将从一个个具体例子展开。

德国科尼绍comemso集团，电动汽车EV充电桩分析仪测试仪器，满足包括且不限于以下各种标准（与各大标准同步持续更新）：

欧/美标：DC-CCS Type 1 + Type 2：IEC 61851-1, DIN 70121, ISO 15118 及 SAEJ1772; ISO/IEC 61851-23 和 ISO/IEC 61851-24等

日标：CHAdeMO: 0.9，1.0, 1.1, 1.2，2.0和3.0等

国标：GB/T DC (China): GB/T 27930-2011; GB/T 27930-2015 和 GB/T 18487.1-2015；新GB/T；ChaoJi技术等

基于Vector的CANoe平台，二次开发，能够模拟Simulate、采集Collect和记录Record各种车-桩EV-EVSE之间充电相关通讯信号Signal及状态Status；

包括但不限于：每一个时间戳以及对应的通道、ID、动作响应单位、事件类型、收发对象、DLC以及数据编码等；

软件还详细描述了当下动作所发生的背景包括预设电压电流以及对应的响应电压电流，其阈值上限，还有均值峰值等；

当动作触发后，软件会展示充电过程停止在哪一个阶段Phase哪一步Step，哪一个信号误触/缺失/插入/时延所引起的，在CAN窗口显示，参考图如下：

拥有示波器，功率分析仪等等的相关功能，同时拥有可拓展计量接口，可额外连接其它设备如示波器进行验证计量等操作。

充电接口种类完美涵盖欧标、美标、日标和国标，无论AC或DC；

标准枪头和充电插座自由切换毫无压力，如同滑窗一般，仅须拨动金属滑块即可切换充电标准，如图所示：

测量EVSE和EV的PWM电平、噪声分量、边缘陡度、频率，和占空比；

支持故障注入，CP、PP断路，对PE短路等等

通过监控面板Monitoring Panel对充电动作进行模拟和充电行为进行监控，包括各阶段的电信号6V-9V-12V的转变，对电动车/桩内部的R2、R3阻值开合的模拟仿真，以及各种电压CP值、一系列时间参数Rise time（us）和Fall time（us）、频率等等；

还可以进行手动调参对某些数值Value赋予自己想要测试的效果和修改，如图所示：

软件支持图像化各种电信号，在左侧信号栏勾选添加对应信号，内置缩放移动，时间轴工具，标记点工具，独立定义颜色等功能，可以将充电流程中的任意测量值和设置值添加到实时图像中，并支持在时间轴上同一窗口展示V-t图，I-t图，R-t图等等，如图所示：

支持以实时图像界面的方式显示当前充电流程和数据交互进程，每一个充电阶段Phase都可以监控到并判断该阶段该电信号有无被准确执行，蓝色为是Yes，红色为否No，黄色为跳过Skip，如下图展示CHAdeMO实测界面：

支持Logging数据记录、测量、分析、重播功能，BLF文件和DBC文件，只要数据被跑过一次被记录在数据库，随时随地都可以提取并复现场景；

软件支持实时在线模式On-line和离线分析模式Off-line，离线模式下重播或测试任何动作都不会被记录，可以放心大胆测试；

支持测试报告的导入导出和分析，PDF/HMTL格式，报告会以绿色PASS和红色FAIL呈现对应的条目，呈现标准Criteria和实测数据Data并进行比对，例如CST信号超时发送等，用户可据此进行相应产品电动车/充电桩的调试修改亦或保留（自觉判断为非必要项），如下图所示：

CANoe作为德国公司Vector的一款总线开发工具，时至今日可以说基本上汽车工程师十有八九都认识它。下文做一下当应用于电动车充电分析测试EVCA（EV Charging Analyzer）时相关的软件层面粗略讲解。

测量设置布局如下图所示，包含模块CAN Statistics即CAN总线统计、Trace_CAN1、Trace_CAN2、Trace_CAN3、Trace_EVSE、Trace_EV即各种CAN通道的操作痕迹类似历史步骤之类，可追溯可分析，对每一个响应的指令动作进行记录，给测试者提供一把研究分析的利器；

以下将展开关于SECC桩端通讯控制器的测试，尤其是协议一致性测试的分析，从窗口SECC_Test_Control.Conformance_Tests界面展开：

顶部的Protocol可选择倾向的测试协议，比如ISO 15118-4/-5里的SLAC部分或V2G部分，或者DIN70121/DIN 70122，或者CharIN的测试用例；

左侧的Test Case Selection可勾选想要测试的某一条/多条测试用例；

参数设置部分：

在PICS选项里可设置识别模式比如EIM、充电模式比如AC交流、EVstate车辆的充电状态在那个阶段比如阶段C、EIM执行阶段比如BeforePluging插枪前、PKI比如默认PKI_1；此外还有某些用例需要执行勾选特定的选项，比如有些测试用例需要线缆粘连检测测试因此需要勾选Welding Detection选项以激活左侧的测试用例，其颜色会从灰色不可选变为黑色可选；此外比如设置激活时间多少毫秒ms、循环次数等设置；

在PIXIT DIN选项里可以设置支持的协议比如DIN、能量转换模式比如额外直流源、还有EVSE充电桩的各种上下限基本参数比如限制最大/小电流I、电压V、还有功率的极值；

在Parameters选项里设置测试用例的时间间隔、电池电压、模拟车的最大电压/电流、充电程度百分比、硬件时延ms等；

在Report Data选项设置客户数据比如序列号、模型名称、测试者、评论、输出报告文件格式等；

在Available Licenses选项里查看支持的已有Licenses资格许可证书以便展开后续测试；

电动汽车车端通讯控制器EVCC（EV Communication Controller）相当于电动车的中央大脑，负责接收翻译转述下达一系列的电信号指令以对接车内外通讯；对应的桩端通讯控制器SECC（Supplier Equipment CommunicationController）也同理。因此在开发阶段对该处理器的检测和测试是必不可少且属重中之重的，因为这几乎关系到最终组装落地产品的成败。下文将对该控制器的测试进行软件层面的粗解，这里将分享的是业界龙头德国Vector家的CANoe软件界面。

以下将展开关于EVCC车端通讯控制器模拟即对目标样品充电桩的测试，从窗口PLC_EV_Sim.Panel界面展开：

主要围绕顶部的EV Sim Control选项，附带的Strat启动和Stop停止按钮也在临近；

右上方显示link Status链接状态，进度条从上到下依次为：

Initialization初始化、

SessionSetup建立会话、

ServiceDiscovery服务查找、

Service andPayment Selection服务和支付选项、

Payment/Authorization支付/授权、

ChargeParameter Discovery充电参数查找、

IsolationCheck绝缘检查、

Charge LoopInitialization充电循环初始化、

Charge loop充电循环、

StopCharging停止充电

左上方的DC Parameter直流参数可以设置电池电压、充电循环里的目标电压、设置目标电流、还有电流阶跃以及查看DC直流状态；

旁边可查看电池配置比如初始SOC、重置SOC百分比、还有设置电容几个瓦时；

在Schema可设置目标协议比如ISO 15118 DIS/IS或DIN 70121的测试；

同样的可以设置还有PnC模式比如TLS或PnC，当然了前置条件要选取对的协议Protocol先；

充电模式AC/DC都可以左右切换，且AC模式可以选择单相或者三相；

信息延迟可以设置到毫秒ms级别，也可以Renegotiate重新沟通；

底部设置停止充电时延，比如设置在几个秒s后停止充电或者在某个State阶段A/B之类后停止充电，右下角可选择上传PLC Profile文件并设置基础参数；

在Limits选项卡里可以设置最大功率Max Power、最大电压Max Voltage、最大电流Max Current、最小电流Min Current；

右下角还有发送额外信息的选项卡以及其时延；

以下将展开关于SECC车端通讯控制器模拟即对目标样品充电桩的测试，从窗口PLC_EVSE_Sim.Panel界面展开：

同理主要围绕顶部的EVSE Sim Control选项，附带的Strat启动和Stop停止按钮也在临近；

右上方一样显示link Status链接状态，进度条从上到下依次为：

Initialization初始化、

SessionSetup建立会话、

ServiceDiscovery服务查找、

Service andPayment Selection服务和支付选项、

Payment/Authorization支付/授权、

ChargeParameter Discovery充电参数查找、

IsolationCheck绝缘检查、

Charge LoopInitialization充电循环初始化、

Charge loop充电循环、

StopCharging停止充电

顶部会显示会话ID以及直流状态编码；

中间可以设置PP电阻多少个欧姆；还有功率设置，电压电流极大值极小值设置；

底部可以设置Shutdown（Sd）关停的选项比如常规Sd、PLC急停Sd、CP振荡器Sd、关闭TCP连接、返回发送Failed编码；

右下角调整HV高压输出设置，可忽视电流极值、偏离目标值几个安培A、延迟输出时间、预设充电电压偏离目标值在几个安培A内浮动；

在各种选项卡Mics.里设置标示电压AC、Reg容忍值DC、峰值电流波纹DC；

右下角Damage Simulation故障模拟设置在某个阶段比如SLAC/SECC_Discovery之类停止PLC通信、设置在某个阶段的CP电压值比如-12V或0V、还可以勾选DC电压大于50V、电流大于5A进行测试

CCS欧美标充电桩/电动车模拟仿真测试，运行平台软件CANoe，comemso在软件层面进行二次开发，对此进行分析和解读。

以下将展开关于EVCC车端通讯控制器模拟即对目标样品充电桩的测试，对应的SECC桩端通讯控制器模拟即对目标样品电动车的测试，从窗口Communication Penal界面展开：

区域A：

AutoFunction里13个选项以展开不同功能测试，选择某一模式后该窗口其它选项会以此为依据主动调整设置好，无须再手动调整：

Manual_Control 模式里所有参数自由设置即手动测试；

Measure_only 模式里测试EVSE充电桩和EV电动车间的CP通信，不带PLC信号，适用AC交流/DC直流；

PLC_Measure_only 模式里通过Sniffer网络嗅探器测试EVSE和EV间的PLC通信，适用AC/DC；

CP_Gateway 模式中间人的被动网关&控制网关，适用AC；

CP_Selftest 模式CP信号的核对，适用AC；

EV_Sim 模式模拟一辆EV电动车，适用AC；

EVSE_Sim 模式模拟一台EVSE充电桩，适用AC；

PLC_Gateway 模式中间人的被动网关，适用AC/DC；

PLC_Selftet 模式PLC信号的核对，适用AC/DC；

PLC_EV_Sim 模式模拟一辆EV电动车，适用AC/DC；

PLC_EVSE_Sim 模式模拟一台EVSE充电桩，适用AC/DC；

PLC_EV_Discharge 模式模拟一辆EV的discharging放电，适用DC；

PLC_Gateway_with_TLS 模式中间人带TLS编码，适用DC；

区域B；

StateIndication阶段指示里显示你所在的测试阶段，所设阶段依据标准IEC 61851-1预先设定：

A1 | 12V |Unplugged；

A2 | 12V PWM| Unplugged PWM；

B1 | 9V |Plugged-in；

B2 | 9V PWM| Ready；

C1a | 6V |EV ready；

C2b | 6V PWM| Charging；

E | 0V |EVSE error；

F | -12V |EVSE unavailable；

区域C：

CP UsedFilter滤波器的使用，应用内部filter滤波器建议使用fc=300kHz来降噪处理移除充电过程中的背景噪音，也可选择fc=50kHz，通过Adjust Threshold调整阈值打开对应面板调整滤波器；

区域D：

Measure里测量EVSE（CP2），测量EV（CP1），响应及测量结果会展示在该面板；

右侧的CP measurement通过对Control Pilot即CP的测量读取来自EVSE的实时值以控制阈值；

勾选激活send timing message以展示rise time升压时间和fall time降压时间，通常会得到一段100ns分辨率的平稳高原CP信号；

高原负值都在100ns测量，要持续测量该负值，须勾选激活send volt message，且同时激活升/降压时间；

中间的Error会识别错误信号，当下的信号错误会使左灯变红，上一个信号错误会使右灯变黄；

左侧的Trigg可以触发对应信号，即当你外接一台CP示波器一起测量时，且3.3V会降为0V当每次触发时；

每当CP信号有不合规时，软件端触发器便会执行，触发可以结合逻辑运算子AND和OR，图示为一个例子，绿色为CP信号，红色为触发源信号，图中示波器截屏展示了当一个信号源CP频率错误被识别时触发器执行图；

以下将展开关于EVCC车端通讯控制器模拟即对目标样品充电桩的测试，对应的SECC桩端通讯控制器模拟即对目标样品电动车的测试，从窗口Communication Penal界面展开：

很显然从中间虚线隔开，左侧为EV-Sim模拟车用以测试桩；对应的右侧为EVSE-Sim模拟桩用以测试车；

区域E：

EV-Sim模块对EVSE直接输出的CP信号进行操控，通过对各个阻值的修改以检测充电桩对模拟的电动车的响应情况；

每一个继电器都有独立的控制开关；

以上所有预设的EV Sim Settings数值都是依据标准IEC 61851-1；

Rsv[Ω]范围为200-1000Ω，C[nF]范围为0-3.5；

区域F：

EVSE-Sim模块要模拟EVSE发出的CP信号时需要激活顶部的EnablePilotGen，然后设置理想的pulse/pause值，点击SendConfiguration即设置成功，在PilotGen里设置PWM信号；

所有在EVSE sim setting里的标值皆是依据IEC 61851-1，通过dropout settings操控PWM信号，而因为这些设置的dropout丢失信号，EV会因此不能再解读CP信号并关机；

底部的EVSE damage sim可以模拟一个故障的充电桩，可以选择执行某一错误例如PLC或CP；

区域G：

该模块针对的是Man-in-the-Middle中间人模式，用以控制开关EVCA充电分析仪的CP输出，左上角的Set Plug Type可选择标准类型IEC（Combo2/EU），SAE（Combo1/USA），GB/T（China）；

红圈左为Enable Pilot Relay to EV,右为Enable PilotRelay to EVSE；

若EVSE已经连接，EVSE connected会激活且亮绿灯；

PP Selection选择对EV方向上的阻值；

Relay PPState可以断开EVSE和EV间的PP线，若要使车-桩建立连接则须一直闭合该开关，一断开则充电结束；

Connectorpressed仅适用于GB/T，作为额外提示若充电桩的线上开关已闭合；

在中间人模式里，电压会被测量而电阻会被计算，测试计时器也会同步展示；

以上为关于协议一致性测试包括测试用例界面、通讯面板、图像化面板、PLC车/桩信号模拟面板等的介绍，希望对读者有所助益。

标签： 测试用例 如图所示 电动汽车