會充電的CANoe - 歐標(biāo)充電控制器EVCC HIL測試系統(tǒng)

作者 |西紅柿雞蛋面小編 | 吃不飽

CANoe是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)和ECU開發(fā)、測試和分析的專業(yè)工具，支持從需求分析到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的整個系統(tǒng)開發(fā)過程。從CANoe 12.0開始，CANoe新增了充電功能，即Option Smart Charging，支持ISO 61851、DIN 70121、ISO 15118 、GB/T 27930、CHAdeMO，之前已經(jīng)有些介紹，" linktype="text" imgurl="" imgdata="null" data-itemshowtype="0" tab="innerlink" data-linktype="2"><會充電的CANoe又雙叒叕來了：PLC數(shù)據(jù)采集、分析、仿真>，下面著重介紹CANoe在EVCC測試系統(tǒng)中的使用。

01背景
在歐美電動車市場中，電動車與充電樁之間的充電協(xié)議采用的是基于ISO 15118，ISO 61851系列的聯(lián)合充電系統(tǒng)（Combined Charging System, CCS）。CCS是基于以太網(wǎng)的PLC通訊（Power Line Communication），而我們目前使用的測試臺架中，如VCU測試臺架、BMS測試臺架，沒有能夠支持PLC功能的設(shè)備。

因此，為了能夠?qū)崿F(xiàn)對EVCC（Electric Vehicle Communication Controller）的測試，需要一款能夠滿足ISO 15118，ISO 61851協(xié)議、支持PLC通訊的測試系統(tǒng)。

02EVCC典型網(wǎng)路拓?fù)?/strong>
當(dāng)前，國內(nèi)電動車充電協(xié)議使用GB/T 27930和GB/T 18487，歐美采用聯(lián)合充電系統(tǒng)CCS通信協(xié)議。這兩種標(biāo)準(zhǔn)之間的差異主要在于電動車與充電樁之間通信的協(xié)議、底層物理連接和充電插頭/接口組合。GB/T 27930基于CAN總線，CCS則是基于以太網(wǎng)的PLC通信。出口的電動車必須滿足CCS的互操作性及協(xié)議一致性測試。
對于國內(nèi)OEM來說，在現(xiàn)有車型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲性黾右粋€具有通信協(xié)議轉(zhuǎn)換功能的控制器（EVCC）是快速且性價比較高的開發(fā)方式，EVCC典型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙缦隆?br />在典型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?/span>，EVCC通過PLC與SECC進(jìn)行交互，同時EVCC與車內(nèi)其他控制器，如BMS進(jìn)行CAN通訊。EVCC實(shí)現(xiàn)將歐標(biāo)充電協(xié)議ISO 15118轉(zhuǎn)換成國標(biāo)GBT 27930充電協(xié)議并與BMS交互，從而控制相關(guān)的執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)電動車充電功能。

03EVCC測試解決方案
針對以上EVCC的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/span>，提供桌面式的VT測試系統(tǒng)，僅需使用VT7970/VT7971、VN16系列，及CANoe軟件，即可實(shí)現(xiàn)對于EVCC的閉環(huán)測試。
Vector的VT7970/VT7971板卡是測試CCS的專用模塊，支持PLC、PWM的充電通訊以及CP信號斷路、電阻誤差、電容誤差等故障注入。且CP信號、故障注入等通過CANoe中的系統(tǒng)變量控制，便于自動化測試。由于CCS是基于以太網(wǎng)的PLC通訊，還需要結(jié)合CANoe Option Smart Charging、CANoe Option Ethernet實(shí)現(xiàn)SECC充電協(xié)議的仿真。而對于EVCC轉(zhuǎn)換的國標(biāo)GBT 27930部分，需要結(jié)合CANoe Option J1939實(shí)現(xiàn)國標(biāo)充電樁端的仿真，結(jié)合VT2004實(shí)現(xiàn)CC1回路的仿真。
VT7970實(shí)物圖示

04基于VT7970/ VT7971的樁端仿真
使用VT7970進(jìn)行樁端仿真的架構(gòu)圖如下。
VT7970充電樁仿真架構(gòu)此外，CANoe提供了CCS的Demo工程，工程中通過capl腳本、xml配置文件實(shí)現(xiàn)了EVCC、SECC的仿真，涉及到需要用到的參數(shù)以及硬件配置。其中Demo“VT7870 EVSE”可以用來連接待測件EVCC進(jìn)行歐標(biāo)充電流程的交互。

控制面板EVSE顯示Link鏈接狀態(tài)、支付方式選擇、充電暫停、開始、充電參數(shù)重協(xié)商、充電參數(shù)限值設(shè)置如最大電壓Max Voltage、最大電流Max Current等。

控制面板Protocol通過進(jìn)度條顯示充電進(jìn)程，便于觀察。

控制面板PWM_EVSE設(shè)置VT7970的CP信號仿真參數(shù)，并基于測量的CP電壓幅值顯示CP狀態(tài)。

EVSE仿真Panel界面

05EVCC一致性、互操作性測試
針對EVCC的一致性、互操作性測試，提供CANoe Test Package EV（車端測試用例生成工具）產(chǎn)品。CANoe Test Package EV是一個功能強(qiáng)大的測試用例庫，用于測試電動汽車 （EV） 對CCS、GB/T 和 CHAdeMO 的一致性和互操作性，其操作界面直觀、簡潔。
CANoe Test Package EV操作界面
根據(jù)測試工程師選擇的協(xié)議，CANoe Test Package EV一鍵生成測試工程，并加載到CANoe中進(jìn)行自動化測試。測試用例由vTESTstudio完成，測試工程師根據(jù)需要，可以進(jìn)行修改、添加。CANoe Test Package EV、vTESTstudio、CANoe的工作流程

06EVCC的發(fā)展
由于EVCC控制器對外通信協(xié)議、接口標(biāo)準(zhǔn)化，EVCC在國內(nèi)作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品在推廣，當(dāng)然OEM考慮布置等因素，也在考慮將BMS升級，在BMS控制器中開發(fā)符合CCS的邏輯，并增加私有協(xié)議，增強(qiáng)安全性。這樣，針對EVCC的測試就轉(zhuǎn)變成對EVCC+BMS的測試。因此，可以對目前現(xiàn)有的基于VT的BMS HIL測試系統(tǒng)進(jìn)行升級，以支持對歐標(biāo)充電一致性、互操作性的測試?；蛘吒鶕?jù)需要的測試場景，也可以新增一套桌面式VT系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)EVCC單獨(dú)測試、BMS單獨(dú)測試、EVCC+BMS聯(lián)合測試的使用場景。

拓展

對于EVCC的桌面式VT測試系統(tǒng)，復(fù)用軟硬件，同時軟件擴(kuò)展CANoe Test Package EVSE即可以支持對SECC的閉環(huán)測試。07展望
北匯信息在汽車電子測試領(lǐng)域深耕多年，在給客戶提供服務(wù)的同時，也在不斷給自己充電，在實(shí)踐中不斷優(yōu)化測試方案，推陳出新。同時，在Vector中國的大力支持下，我們將會繼續(xù)給自己充電，在中國電動車走向國際的道路上做出自己的貢獻(xiàn)。注：文中部分圖片來源于Vector。