标签: 充电测试

1. 内容梗概 CSM OUT MiniModule 是信号输出模块，可输出 模拟变量和数字信号。可以通过 CSMconfig 来设置 OUTMM 功能，并使用 CAN 报文来控制 OUTMM 输出的数值大小。 OUTMM 一般用于测试台架和 HIL 测试等。 OUTMM 可以输出以下信号 ： 电压（0 V 到1 0V ）；电流（ 0mA 到 20mA 或者 4mA 到 20mA ）；频率信号（ 0Hz 到 100kHz ）； PWM 波（占空比 0% 到 100% ）；数字信号； 本文主要以示例的方式 ， 展示使用 CANape 控制 OUT MiniModule 输出可调节占空比的 PWM 波的方法， CANape 通过 VN1610 接口卡收发器发送 CAN 报文到总线上， OUT MiniModule 收到报文后根据转换规则，输出占空比的 PWM 波。在 vMeasure 软件中，也可以使用同样的方法和步骤实现同样的功能，因 CANape 中包含显示 CAN 报文的 trace 窗口，本文中使用 CANape 来展示。 2. 实例中所用软件和硬件 一台 OUTMM 通过 VN1610 连接到P C. 一台高速 测量数采 ECAT_ADMM 和一台 XCP Gateway 用来测量 OUTMM 输出的信号。 CANape 软件用来发送 CAN 报文控制 OUTMM 输出信号，和获取高速 测量数采 ECAT_ADMM 测量得到的信号。 3. 示例：使用 CANape 控制 OUTMM 输出占空比为5 0% 的P WM 波 3.1 在 CANape -Devices-New Device-CSM CAN Modules 中调用 CSMconfig 找到 OUTMM 数采。 需注意下图中O UTMM 配置的方式，使用通道1来输出P WM 波，Function选项设置为 P WM,S ig .L ower 和 Sig. U pper 分别设置为0和6 5535 ， O UT.L ower 和 O UT.U pper 分别设置为0和1 00 。 也就是当 OUTMM 中对应的信号 OUTMM_00512_O01 为 0 的时候，通道 1 输出 PWM 波占用比为0 % 也就是当 OUTMM 中对应的信号 OUTMM_00512_O01 为 6 5535/2=32767.5 的时候，通道 1 输出 PWM 波占用比为 50 % 也就是当 OUTMM 中对应的信号 OUTMM_00512_O01 为 65535 的时候，通道 1 输出 PWM 波占用比为 1 0 0 % 3.2 在 CANape -New Device-CSM XCP on Ethernet 中配置高速 ECAT_ADMM，使用它通道 1 来获取OUTMM 输出的信号。 3.3 在 CANape -Tools-Function editor 中写函数并把函数结果赋值给 DBC 中的信号 。 把Function _1 拖拽到Graphic window, 选择Measurement function: 把 FunctionResult 赋值给 OUTMM- OUTMMctrl.dbc 文件中的信号 OUTMM_00512_O01 此函数会周期性的发送包含 OUTMM_00512_O01=32767.5 的 CAN 报文到总线， OUTMM 收到报文后，会通过通道1发出占空比为5 0% 的P WM 波。 3 .4 开始测量 可以看到下图中 OUTMM_00512_O1 为 CANape 往总线上通过 CAN 报文发出的控制信号， ECATADMM_A01 为测量得到 OUTMM 通道 1 输出的P WM 波， PWMPowerAnalysis.D 是对信号 ECATADMM_A01 进行计算得到的P WM 波的占空比（4 9.9978% ）， PWMPowerAnalysis.f 对信号 ECATADMM_A01 进行计算得到的 PWM 波的频率（ 999.926Hz ）。 Trace窗口可以看到 C AN ape 通过接口卡发送到C AN 总线上的报文。 4 . 总结 本文以示例形式展示 CANape 控制 OUTMM 输出占空比为 50% 的 PWM 波的方法。 通过改变函数的输出结果，可以改变O UTMM 输出的P WM 波的占空比。 仿照文中方法，可以控制 OUTMM 输出其他类型的信号。

随着中国新能源汽车的 高速 发展，越来越多的国内车企出海与外国汽车巨头同台竞技。 2022年，在供应链缺芯少电的背景下，中国新能源汽车的渗透率还是超过了25%，连续八年为全球最大的新能源汽车市场。 这也 使得充电需求不断 增大 。 当前，全球并没有形成统一的充电标准 并且电动汽车充电领域涉及的汽车厂商和充电桩厂商众多，所以充电通信的互操作测试非常重要。 CANoe非常有助于提高测试的全面性并支持工程师开发可靠的充电系统，Option.Smartcharging助力全球主要国家充电体系，可支持欧美标CCS DIN 70121/ISO15118、北美充电标准NACS、国标GB/T 27930和日标CHAdeMO。 Vector工具链支持电动汽车(EV)或充电桩(EVSE)模拟分析到系统实现的整个过程。仿真系统与真实EV/EVSE之间的硬件接口则由VT System中I/O板卡提供，测试包CANoe Test Package 结合VT系统和自动化脚本软件vTESTstudio可以满足测试规范中的测试项，帮助工程师去验证充电基础设施的标准一致性和互操作性。 如何通过测试包进行充电标准的互操作和一致性测试呢？ 通过下图给大家介绍一下。 工作流：Test Package EV/EVSE包含符合CCS，NACS，GB/T和CHAdeM0标准的测试用例库，“Generator Tool”用于生成相应的工程文件以及测试用例执行文件，将测试用例执行文件导入CANoe中，CANoe可以实时执行测试，追踪分析测试并自动生成测试报告。 图示为 CANoe中执行测试用例 为了更快捷方便且可视化地分析测试状态，CANoe还针对不同标准的应用场景提供了相应的示例工程。用户可以在CANoe软件File窗口下Sample Configurations查找。工程高度集成了车辆和充电桩仿真的开源代码以及丰富的GUI。 图示为V2G（Vehicle-to-Grid）Test面板 以V2GTest面板举例，用户可以实现 SUT （System Under Test）与Tester之间的通信， V2G协议流可以通过 SendFunctions面板手动控制 发送 任意的 SCC （Smart Charging Communication） 消息。通过 在CAPL中定义的 函数来检查SUT是否 回复或超时。 当然，如果想要更全面地测试，示例工程自带的测试模块远远不够， 这时就需要 用户灵活 使用 CANoe 自带的CAPL ， 通过编程来实现对应的功能 。 举例： 测试场景： 充电过程中，充电桩会发送一些控制指令 ， EV根据 这些 指令进行相应操作，以实现充电桩的控制功能。 当出现紧急情况时，用户可以通过按下急停开关以保护人身安全和设备安全。即需要模拟 桩端发送紧急停止指令，快速切断充电桩与充电设备，测试电动汽车是否做出正确的响应。 解决方案： Trace窗口会记录和显示充电过程的活动，通过Detail view功能来查看报文的详细信息。 图示为ISO15118-2中EVSEstatusCodeType类型和定义 图示为CAPL编写内容 图示黄色方框为设计的急停按钮 图示为 T race窗口-实时显示紧急命令发送以及响应 总结： 无论对于OEM还是充电设备供应商，在开发和测试阶段，都需要合适的EVSE/EV与之通信，同时检测通信数据是否符合要求，并且需要模拟不同性能的EVSE/EV，从而提高产品质量和兼容性。 Vector工具链 为充电系统测试验证提供了一套完整的测试验证流程，全面覆盖用户的使用需求。 北汇信息紧跟新能源发展方向，结合多年测试经验，从客户的角度出发在实践中不断优化测试方案，同时作为Vector中国的合作伙伴，得益于Vector中国的大力支持，不断将会充电的CANoe运用到实际中。北汇信息愿为各OEM提供VCU、BMS、Inverter、OBC、EVCC测试等解决方案，为中国电动车行业的发展增砖添瓦。

CANoe是进行网络和ECU开发、测试和分析的专业工具，支持从需求分析到系统实现的整个系统开发过程。从CANoe 12.0开始，CANoe新增了充电功能，即Option Smart Charging，支持ISO 61851、DIN 70121、ISO 15118 、GB/T 27930、CHAdeMO，之前已经有些介绍，下面着重介绍CANoe在EVCC测试系统中的使用。 背景 在欧美电动车市场中，电动车与充电桩之间的充电协议采用的是基于ISO 15118，ISO 61851系列的联合充电系统（Combined Charging System, CCS）。CCS是基于以太网的PLC通讯（Power Line Communication），而我们目前使用的测试台架中，如VCU测试台架、BMS测试台架，没有能够支持PLC功能的设备。因此，为了能够实现对EVCC（Electric Vehicle Communication Controller）的测试，需要一款能够满足ISO 15118，ISO 61851协议、支持PLC通讯的测试系统。 E VCC 典型网路拓扑 当前，国内电动车充电协议使用GB/T 27930和GB/T 18487，欧美采用联合充电系统CCS通信协议。这两种标准之间的差异主要在于电动车与充电桩之间通信的协议、底层物理连接和充电插头/接口组合。GB/T 27930基于CAN总线，CCS则是基于以太网的PLC通信。出口的电动车必须满足CCS的互操作性及协议一致性测试。 对于国内OEM来说，在现有车型的网络拓扑中增加一个具有通信协议转换功能的控制器（EVCC）是快速且性价比较高的开发方式，EVCC典型网络拓扑如下。 在典型网络拓扑中，EVCC通过PLC与SECC进行交互，同时EVCC与车内其他控制器，如BMS进行CAN通讯。EVCC实现将欧标充电协议ISO 15118转换成国标GBT 27930充电协议并与BMS交互，从而控制相关的执行器，实现电动车充电功能。 EVCC 测试解决方案 针对以上EVCC的网络拓扑，提供桌面式的VT测试系统，仅需使用VT7970/VT7971、VN16系列，及CANoe软件，即可实现对于EVCC的闭环测试。 Vector的VT7970/VT7971板卡是测试CCS的专用模块，支持PLC、PWM的充电通讯以及CP信号断路、电阻误差、电容误差等故障注入。且CP信号、故障注入等通过CANoe中的系统变量控制，便于自动化测试。由于CCS是基于以太网的PLC通讯，还需要结合CANoe Option Smart Charging、CANoe Option Ethernet实现SECC充电协议的仿真。而对于EVCC转换的国标GBT 27930部分，需要结合CANoe Option J1939实现国标充电桩端的仿真，结合VT2004实现CC1回路的仿真。 VT7970实物图示 基于V T7970/ VT7971 的桩端仿真 使用VT7970进行桩端仿真的架构图如下。 VT7970充电桩仿真架构 此外，CANoe提供了CCS的Demo工程，工程中通过capl脚本、xml配置文件实现了EVCC、SECC的仿真，涉及到需要用到的参数以及硬件配置。其中Demo“VT7870 EVSE”可以用来连接待测件EVCC进行欧标充电流程的交互。 控制面板EVSE显示Link链接状态、支付方式选择、充电暂停、开始、充电参数重协商、充电参数限值设置如最大电压Max Voltage、最大电流Max Current等。 控制面板Protocol通过进度条显示充电进程，便于观察。 控制面板PWM_EVSE设置VT7970的CP信号仿真参数，并基于测量的CP电压幅值显示CP状态。 EVSE仿真Panel界面 E VCC 一致性、互操作性测试 针对EVCC的一致性、互操作性测试，提供CANoe Test Package EV（车端测试用例生成工具）产品。CANoe Test Package EV是一个功能强大的测试用例库，用于测试电动汽车 （EV） 对CCS、GB/T 和 CHAdeMO 的一致性和互操作性，其操作界面直观、简洁。 CANoe Test Package EV操作界面 根据测试工程师选择的协议，CANoe Test Package EV一键生成测试工程，并加载到CANoe中进行自动化测试。测试用例由vTESTstudio完成，测试工程师根据需要，可以进行修改、添加。 CANoe Test Package EV、vTESTstudio、CANoe的工作流程 E VCC 的发展 由于EVCC控制器对外通信协议、接口标准化，EVCC在国内作为标准产品在推广，当然OEM考虑布置等因素，也在考虑将BMS升级，在BMS控制器中开发符合CCS的逻辑，并增加私有协议，增强安全性。这样，针对EVCC的测试就转变成对EVCC+BMS的测试。因此，可以对目前现有的基于VT的BMS HIL测试系统进行升级，以支持对欧标充电一致性、互操作性的测试。或者根据需要的测试场景，也可以新增一套桌面式VT系统，实现EVCC单独测试、BMS单独测试、EVCC+BMS联合测试的使用场景。 扩展 对于EVCC的桌面式VT测试系统，复用软硬件，同时软件扩展CANoe Test Package EVSE即可以支持对SECC的闭环测试。 展望 北汇信息在汽车电子测试领域深耕多年，在给客户提供服务的同时，也在不断给自己充电，在实践中不断优化测试方案，推陈出新。同时，在Vector中国的大力支持下，我们将会继续给自己充电，在中国电动车走向国际的道路上做出自己的贡献。