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新國標電動(dòng)汽車(chē)與充電樁充電站傳導充電互操作性測試解決方案

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新國標電動(dòng)汽車(chē)與充電樁充電站傳導充電互操作性測試解決方案

發(fā)布日期:2019-07-08 作者: 點(diǎn)擊:

國標GB/T 34657-2017電動(dòng)汽車(chē)傳導充電互操作性測試解決方案

前言:電動(dòng)汽車(chē)充電領(lǐng)域涉及的汽車(chē)廠(chǎng)商和充電樁廠(chǎng)家眾多。電動(dòng)汽車(chē)和充電樁之間的通信是這個(gè)行業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù),所以充電通信的互操作測試顯得非常重要?!禛B/T 34657.1-2017 電動(dòng)汽車(chē)傳導充電互操作性測試規范 第1部分:供電設備》、《GB/T 34657.2-2017 電動(dòng)汽車(chē)傳導充電互操作性測試規范 第2部分:車(chē)輛》已經(jīng)于2018年5月1日起正式實(shí)施,該標準規范有利于電動(dòng)汽車(chē)及充電樁行業(yè)的兼容匹配性將會(huì )大大提高,更有利于電動(dòng)汽車(chē)和充電樁的普及推廣。

一、互操作測試流程

《GB/T 34657 電動(dòng)汽車(chē)傳導充電互操作性測試規范》對于互操作測試流程進(jìn)行了規范,具體流程如下:

交流充電測試流程                     直流充電測試流程

二、交流充電樁互操作測試

交流充電樁互操作測試主要發(fā)現有五大類(lèi)問(wèn)題

包括:

l控制導引信號

l充電狀態(tài)及轉換時(shí)序  

l充電異常檢測及故障響應

l標準未規定或廠(chǎng)家理解問(wèn)題

l電子鎖等新增設計問(wèn)題

1、控制導引信號不符合標準要求

測試要求:?GB/T 18487.1-2015中表A.5規定了控制導引電路的參數;表A.1規定了充電設施產(chǎn)生的占空比與充電電流限值映射關(guān)系。?

1)輸出PWM脈沖幅值超范圍

2)輸出PWM脈沖幅值超范圍

3)輸出PWM信號脈沖上升/下降時(shí)間超范圍

2、充電狀態(tài)及轉換時(shí)序不符合規范要求

測試要求:

GB/T 18487.1-2015中A.3規定了充電控制過(guò)程;A.4規定了充電連續控制時(shí)序;A.5規定了控制導引電路狀態(tài)轉換圖和控制時(shí)序列表。

測試結果:

1)閉合交流供電回路時(shí)間不符合

2)充電樁正常主動(dòng)停止充電狀態(tài)轉換不符合

3)充電樁正常被動(dòng)停止充電狀態(tài)轉換不符合

3、充電異常檢測及故障響應不符合標準要求

測試要求:

GB/T 18487.1-2015中A.3.10規定了非正常條件下充電結束或停止。

1)充電過(guò)程中檢測點(diǎn)1電壓異常時(shí),充電停止不符合

2)充電過(guò)程中檢測點(diǎn)4狀態(tài)異常時(shí),充電停止不符合

3)充電前連接異常,PWM輸出狀態(tài)轉換不符合

4、標準未規定或廠(chǎng)家理解問(wèn)題

1)充電連接裝置完全連接后,充電樁啟動(dòng)充電前等待車(chē)輛閉合 S2,界面提示易造成誤解

2)對充電樁上電自檢過(guò)程沒(méi)有明確要求

三、通信協(xié)議一致性測試

通信協(xié)議一致性測試主要有五大類(lèi)問(wèn)題:

l通信邏輯問(wèn)題

l超時(shí)處理問(wèn)題

l報文格式問(wèn)題

l報文與時(shí)序的配合問(wèn)題

l充電機設計參數問(wèn)題

1、通信邏輯不符合要求

測試要求:參照GB/T 27930-2015要求,?標準附錄D規定“開(kāi)始發(fā)送和結束發(fā)送條件”。

測試結果:

1)充電握手階段、充電機未發(fā)送CHM報文,發(fā)送CRM報文。

2)參數配置階段,充電機接收到BRO(0x00)報文即發(fā)送CRO報文。

3)充電階段,充電機未接收到BCL和BCS報文,即發(fā)送CCS報文。

4)充電結束階段,充電機接收到BSD報文,未發(fā)送CSD報文。

2、超時(shí)處理不符合要求

測試要求:參照GB/T 27930-2015要求,?標準規定接收報文超時(shí)處理要求,超時(shí)時(shí)間的計時(shí)起始點(diǎn)符合標準附錄A.2中的要求。

測試結果:

1)BRO報文的超時(shí)處理不符合要求,如充電機接收到BRO(0x00)

2)報文后超過(guò)5s未接收到BRO(0xAA)報文,即發(fā)送超時(shí)告警。 2 部分報文無(wú)超時(shí)告警處理機制,如BCS、BCL報文的超時(shí)處理不 完善,如在進(jìn)入充電階段后,充電機未對BCS和BCL進(jìn)行超時(shí)判斷。

3)超時(shí)告警時(shí)間超出誤差允許范圍。

3、報文格式不符合要求

測試要求: 參照GB/T 27930-2015要求通信報文應該嚴格按照標準的定義。

測試結果:?

1)多包報文的處理不符合標準,如握手階段充電機按照41字節(新標準為49字節)發(fā)送BRM報文,充電機不識別,引起通信異常。?

2)在充電過(guò)程中,BMS發(fā)送BMV、BMT、BSP報文的多包請求,充電機均未作出響應。

3)預留位未按標準要求填充1,可選項在選擇發(fā)送時(shí)報文格式不符合或者不發(fā)送時(shí)未填充1;報文長(cháng)度未按實(shí)際長(cháng)度發(fā)送,而是按8字節發(fā)送。

4)報文周期超出誤差允許范圍。

4、時(shí)序匹配不符合要求

測試要求:參照GB/T 27930-2015通信報文和控制時(shí)序應嚴格遵循附錄A.2的規定。

測試結果:

1)參數配置階段,充電機未閉合K1K2,發(fā)送CRO(0xAA)準備就緒報文。

2)充電機接收到電池異常狀態(tài)信息(BSM報文),未停止充電。

3)充電機暫停充電時(shí),CCS報文中的禁止/允許充電字段未正確置位。

4)發(fā)送/接收超時(shí)告警報文,充電機未停止充電。

5)重連操作不符合要求。

5、充電機設計參數不符合通信要求

測試要求:充電機的設計參數滿(mǎn)足通信要求。

測試結果:

1)充電機只提供24V輔助電源,電動(dòng)汽車(chē)不允許充電,無(wú)法通信。

2)充電機絕緣監測的時(shí)間過(guò)長(cháng),造成BMS接收CRM(0x00)報文 超時(shí)。

3)充電機采集的電池電壓值誤差過(guò)大,誤判電池電壓不正常,無(wú)法 進(jìn)入充電階段。

四、直流充電機互操作測試

5.jpg

直流充電機互操作測試主要有六大類(lèi)問(wèn)題,包括

l通信協(xié)議不一致

l充電狀態(tài)及轉換時(shí)序?

l充電異常檢測及故障響應

l充電控制輸出不一致

l標準未規定或廠(chǎng)家理解問(wèn)題

l電子鎖等新增設計問(wèn)題

1、充電狀態(tài)及轉換時(shí)序

測試要求:GB/T 18487.1-2015中B.3規定了充電控制過(guò)程;B.5規定了充電連接控制時(shí)序。

2、充電異常檢測及故障響應不符合標準要求

測試要求:GB/T 18487.1-2015中B.3.7規定了非正常條件下充電中止。

測試結果:

1)充電中通信中斷時(shí)輸出響應與標準不符

2)充電中打開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)輸出響應與標準不符

3)充電中車(chē)輛接口斷開(kāi)時(shí)輸出響應與標準不符

4)未進(jìn)行絕緣故障檢測和異常報警

5)無(wú)法檢測出保護接地丟失問(wèn)題

3、充電控制輸出不符合標準要求

測試要求:?GB/T 18487.1-2015中B.3規定了調整充電電流時(shí)間和電流下降速率等。

測試結果: 充電中輸出電流控制時(shí)間與標準不符

五、電動(dòng)汽車(chē)互操作測試

QQ截圖20190701172631.jpg

電動(dòng)車(chē)輛互操作測試主要有幾大類(lèi)問(wèn)題:

l通信協(xié)議(直流充電)?

l充電狀態(tài)及轉換時(shí)序?

l充電異常檢測及故障響應

l充電控制輸出(交流充電)

l標準未規定或廠(chǎng)家理解問(wèn)題

l電子鎖等新增設計問(wèn)題

1、充電狀態(tài)及轉換時(shí)序不符合標準要求

測試要求:?GB/T 18487.1-2015中A.3 規定了正常充電過(guò)程的工作控制及充電結束或停止。?

測試結果:

1)車(chē)輛無(wú)法識別三相充電電纜電阻, 車(chē)輛不允許充電

2)車(chē)輛正常停止充電動(dòng)作與標準不符

2、交流充電故障處理不符合標準要求

測試要求:GB/T 18487.1-2015中A.3.10 規定了非正常條件下充電結束或停止。

測試結果:

1)充電過(guò)程中,斷開(kāi)S3開(kāi)關(guān),車(chē)輛停止充電動(dòng)作與標準不符

2)CP信號故障時(shí),車(chē)輛停止充電動(dòng)作與標準不符

3、PWM占空比與充電電流關(guān)系不符合標準要求

測試要求:GB/T 18487.1-2015中A.3.7、A.3.8、表A.2 規定了電動(dòng)車(chē)輛檢測到占空比與充電電流關(guān)系。

未根據PWM占空比要求充電輸出

PWM頻率超限,充電未按要求終止

4、直流充電異常檢測及故障響應不符合標準要求

測試要求:GB/T 18487.1-2015中B.3.7 規定了非正常條件下充電結束或停止。

測試結果: 充電過(guò)程中PE斷針時(shí),車(chē)輛停止充電動(dòng)作與標準不符

六、測試系統解決方案

國標《GB/T 34657-2017電動(dòng)汽車(chē)傳導充電互操作性測試》規范翔實(shí),但規范和要求眾多,迫切需要高效的集成測試設備來(lái)進(jìn)行各種規范的測試和認證。

無(wú)論是GB/T 34657-2017很多測試要求都是基于GB/T18487.1-2015和GB/T27930-2015;同時(shí)這兩個(gè)標準也是基于和參照國際標準IEC61851-1。

德國科尼紹Comemso公司發(fā)源于德國斯圖加特企業(yè)工業(yè)的搖籃;科尼紹Comemso作為CharIN.e.v的會(huì )員,參與了IEC61851-1標準的制定和提供技術(shù)支持。

德國科尼紹Comemso電動(dòng)汽車(chē)充電樁分析儀,能夠用于測試充電功能和互操作性,高精度、準確的測試數據,符合歐標、日標、國標;戴姆勒和寶馬等知名德國企業(yè)的合作伙伴。

符合交流AC標準:IEC61851-1,SAEJ1772和GB/T18487.1-2015

符合直流DC標準: IEC 61851-1, DIN 70121, ISO 15118, SAE J1772 和IEC 61851-23.

通訊協(xié)議分析標準:GB/T27930-2011和GB/T27930-2015標準

專(zhuān)為不同類(lèi)型的使用而設計

1、充電全過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)測試分析(Man-in-the-Middle模式):

5-1.jpg

放在EVSE-EV中間,對充電過(guò)程進(jìn)行監測;可以長(cháng)時(shí)間進(jìn)行數據記錄

>電流負載回路品質(zhì)監測:設定負載電流的允許波動(dòng)范圍,自動(dòng)紀錄超過(guò)設定范圍的片段數和位置。

>CP信號品質(zhì)監測:設定控制信號的平臺值、頻率、占空比等參數的誤差允許范圍。

2、EV Test模式 電動(dòng)汽車(chē)測試模擬

EV Test模擬充電樁,和電源組合進(jìn)行動(dòng)作,檢測電動(dòng)汽車(chē)

5-2.jpg

lEV端響應速度測試

lCP信號耐受性模擬測試

lPP響應模擬測試

3、EVSE Test模式測試EVSE充電樁

EVSE Test模擬電動(dòng)汽車(chē),搭配電源電子負荷,檢測充電樁

5-3.jpg

lEVSE輸出CP信號的品質(zhì)檢測

l負載響應速度測試

lEV端R誤差模擬測試

lEV端故障模擬測試

l線(xiàn)路、接口故障、老化測試

lCP信號短路測試

功能

設定測試項目包括監控、操控、模擬等,及其相應參數。

l在監控模式下,可以設定電流、電壓等信號的正常、異常限值。

lEVSE Test模式下,設定EV電池信息、以及CAN通信中的錯誤信號及其類(lèi)型

lEV Test模式下,設定充電樁輸出電信號相關(guān)信息,以及CAN通信中的錯誤信息及其類(lèi)型。

過(guò)程監控表格畫(huà)面

l對CC1、CC2、輔助電壓、DC電壓、DC電流以及各CAN信號進(jìn)行監控,同時(shí)用不同的顏色顯示正常與異常的信號

l表格中可以顯示每一過(guò)程的持續時(shí)間,以及CAN信號的有效信號占比。

參數時(shí)間圖

l觀(guān)察、分析充電過(guò)程的具體問(wèn)題,對各項參數值進(jìn)行定量分析。

l所有參數數據均可輸出為CSV格式

l直觀(guān)判斷各信號的值、穩定性、信號間的獨立性、相關(guān)性、時(shí)序特性等。

CAN信號

l紀錄全部CAN信號的詳細信息。

l包括報文代號、描述、長(cháng)度、周期、發(fā)送方、接收方等信息

l通過(guò)CAN信號畫(huà)面的同步選擇功能,對照查看報文對應的信息變化過(guò)程。

測量

測量和檢查時(shí)間

測量直流電壓和直流電流

測量直流觸點(diǎn)的溫度

測量輔助電壓和電流

測量CC1和CC2電壓

測量CAN循環(huán)時(shí)間:

-循環(huán)時(shí)間的好壞統計

測量CAN信號質(zhì)量:

-顯性和隱性水平的電壓

6.jpg

應用

l檢測充電狀態(tài)

l驗證狀態(tài)變化

l檢測停止事件

l檢測干擾

l檢查直流電壓/直流電流值

l檢查輔助電壓/電流值

l將信號與傳達的值進(jìn)行比較

l檢測充電問(wèn)題的原因

l檢測安全問(wèn)題(觸點(diǎn)溫度過(guò)高,電壓和電流峰值,缺少焊接檢查等)

l電動(dòng)汽車(chē)的全面模擬

l充分模擬充電器

l測試庫

l穩健性測試

l故障注入的其他硬件

l可用的不同電源和負載,用于控制裝配到充電過(guò)程??筛鶕笳峡蛻?hù)的電源和負載。

l堅固的外殼,適合戶(hù)外移動(dòng)使用-  IP67;用于現場(chǎng)應用或實(shí)驗室用途。

充電過(guò)程解析

AC充電全過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)測試分析:

7.jpg

1.電流電壓解析

2.控制信號解析

3.電流電壓/控制信號在同一時(shí)間軸上解析

4.EVCA模擬電動(dòng)車(chē)/充電樁功能

5.通過(guò)CAN進(jìn)行遠程控制

完全模擬電動(dòng)汽車(chē)內部回路,手動(dòng)控制相應部件,看充電樁能否正常動(dòng)作

模擬充電樁,手動(dòng)模擬錯誤信息(電流,電壓,控制信號,占空比),看電動(dòng)汽車(chē)能否正常動(dòng)作

8-1.jpg

8-2.jpg

DC快速充電過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)測試分析:

檢測并驗證充電狀態(tài),時(shí)序和CAN統計數據。

9-1.jpg9-2.png

1.通過(guò)圖表表示出充電狀態(tài)的變化

2.實(shí)時(shí)顯示CAN信號,電壓電流值

3.出現異常時(shí),在CAN信號中標示出來(lái)

4.可以生產(chǎn)測試報告,提示是否通過(guò)或做出錯誤標記

其它輔助功能:

交直流電源;模擬連接器;

10.jpg

EVSE測試數據庫

11.jpg

快速自動(dòng)驗證EVSE的電氣標準符合性。該庫可用于現場(chǎng)操作,以便輕松查找EVSE錯誤,或在EVSE開(kāi)發(fā)過(guò)程中進(jìn)行驗證或回歸測試


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