标签: 充电

随着越来越多的电动汽车进入到大众的视野，对电动汽车的充电技术要求也变得越来越高，在ISO 15118协议中表明，电动汽车可以使用智能充电的方式进行充电，可以大大提高充电效率。 ISO 15118 ISO 15118是一项国际标准，定义了电动汽车和充电桩之间的通信协议，这项标准包括了车辆与充电桩之间的通信、充电过程的安全性以及支付和结算等多方面内容。此项标准侧重于提高车辆和充电桩之间的通信交互，确保能够以最快，最高效，最安全的方式进行充电。此外，ISO 15118还定义了一种称为Plug and Charge（即插即用）的功能，它允许充电汽车在插入充电器时自动进行身份验证、交换数据和进行付款，以达到完全自动化充电。随着取代ISO 15118-2的ISO 15118-20的提出，电动汽车的充电方式迎来了巨大的变化。 IS0 15118-20出世 ISO 15118-20中，在网络协议和应用协议上做出了许多创新，这些创新包括能量传输模式、物理层和信息安全。 相较于ISO 15118-2来说，ISO 15118-20有以下几个方面的创新： 双向电力传输（BPT，又叫V2G） V2G是指将电动汽车连接到电网，使其能够做到双向传输能量，意味着电动汽车不仅可以从电网中获取电能充电，还可以将其储存的电能反馈到电网之中，这项技术有利于电网的平衡和稳定。 在CANoe 16.0及以后的版本中，增加了关于ISO 15118-20的Demo 测试工程，在这个工程中，通过CAPL的形式模拟了在V2G过程中EV和EVSE之间的所有通信，同时提供的.can、.XML文件可以帮助用户快速搭建测试环境，在这两个文件中，提供了V2G过程中模拟、仿真、发送数据的全部函数。如下所示 ： 在上述的示例中，通过CAPL脚本的方式，定义了DC充电回路中的放电状态，其中的信号可以通过CANoe软件中的Communication Setup模块中进行定义 。 同时为了实现对V2G功能的测试，Vector提供了大量的函数用于V2G测试，例如: （1）用于编码和解码V2G消息的函数： 在上述函数中，SchemaToUse有四种类型，分别为：0 = Undefined；1 = ISO20；2 = ISO20_DC；3 = ISO20_AC； 用于在V2G过程中进行故障注入的函数： 其中故障注入类型有以下几种：0 = ALL（所有故障注入类型）；1 = PreventTCPShutdown；2 = PreventTCPShutdownReaction； eanble有两种类型，分别为0 = eanble；1 = disable； 设置ISO20报文响应码的函数： 在这个函数中使用0~39定义了不同的响应码，如下表所示 除上述函数外， 在CANoe Help里提供大量有关V2G测试的函数，用户可以根据需求进行选用。 多路复用通讯功能（ Multiplexed Communication） 在电动汽车充电过程中，如果EV和EVSE重新商定充电计划，那么充电过程将会被中止，为了避免出现上述的情况，ISO 15118-20中提出 多路复用通讯 的概念。多路复用通讯即在通讯过程中除了使用EXI编码的V2GTP数据（范围从0x8001到0x80FF)之外，还可以通过使用其他V2GTP数据类型来实现EV和EVSE之间的数据交换，这些新类型的数据可以进行EV和EVSE之间的服务重新商定，比如将充电状态变为放电状态。 动态控制模式（Dynamic Mode） ISO 15118-20在ISO15118-2的基础上提出了一种用于辅助服务的新的控制模式——动态控制模式。动态控制模式下，控制全权交给充电桩，充电桩会响应电动汽车需要的充电功率，但不会做出功率预测，电动汽车必须完全遵守充电桩提供的相关参数，充电桩负责满足用户的需求。这种控制模式响应非常迅速，如果电动汽车需要电网进行快速响应，就可以采用动态控制模式来控制充电过程 。 总结 总的来说，ISO 15118-20标准的出台为智能充电技术的发展奠定了坚实的基础。它为电动车充电过程带来了更高的智能化和便捷性，为能源管理系统提供了更高效的能源利用方式。随着标准的推广和应用，我们有理由相信智能充电技术将在未来发挥更加重要的作用，推动电动车的普及和可持续发展。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，不断开发符合ISO 15118-20通讯协议的测试方案，为中国电动车行业的发展增砖添瓦。

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。

多功能USB看似完美，但可能潜藏各种风险 您在挑选笔电时，是否也会注意到常用的端口是不是都具备了？ 其中，现今USB端口十分普及，具有即插即用的快速功能，让计算机的周边扩充性更强！然而随着每一项新规格、新技术的演进，也逐渐出现了潜在问题。 USB端口拥有多种不同的功能包含： 1. 数据传输 2.广泛应用在充电功能 如汽、机车配备USB端口提供电源为装置充电(如手机、相机等) 机车USB端口充电 3.免除携带行动电源增加重量的困扰 以下以笔记本电脑为例，探讨利用USB端口当作充电功能的潜在风险。 笔记本电脑轻薄方便携带，且能够让消费者外出到咖啡厅做简报、剪辑影片、玩在线游戏或看电影都非常方便。 目前市面上也越来越多笔电提供在睡眠或关机模式利用USB 端口为装置充电功能。 笔记本电脑USB端口充电 USB端口所产生的潜在风险 在开发USB端口供电过程中，若没有遵守相关设计规范， 轻则充电缓慢、重则烧毁供电模块 ，除了提供足够的电压、电流输出供装置充电之外，一般在BIOS menu都可设定是否支持系统在睡眠或关机模式利用USB端口充电。 但也曾遇过关闭此功能后，USB端口仍持续供电的案例。 虽然笔电提供在睡眠或关机模式利用USB端口为装置充电功能，但同时也持续消耗笔电内部电池的电量，若在产品开发过程中未限制供电的临界点，一段时间后将 造成消费者笔电内部电池电量耗尽无法开机而导致客诉的潜在风险 。 因此，当笔电在只由内部电池供电模式下，应设定供电的临界点。例如：笔电电池电量大于10%以上时，允许睡眠或关机模式利用USB端口为装置充电功能，电量低于10%时，关闭利用USB port为装置充电功能。 Allion透过量测USB charging port controller 及USB端口端讯号，即可快速确认当下的充电模式、状态及是否做到针对电池电量限制USB端口为装置充电功能。若有发现相关问题，即可快速回报客户端以即早改善错误。 量测讯号范例如下图： 实际案例 客户送测的笔电在关机并拔除电源插头闲置后，鼠标LED指示灯将笔电电池电量耗为零。后续建议客户端修改BIOS menu为以下设定后，不再因电池模式USB端口持续供电导致因低电量无法开机的状况。

有线耳机到无线耳机的发展 耳机 (Headphone/ Headset) 是一种可以接受来自媒体播放器或接收器所发出的电讯号，并将其转化成可以听到的音波。耳机在这个时代已经属于相当普及的3C产品，可随时随地聆听音乐，相当地便利，但其实耳机最早的主要用途是19世纪的电话操作员使用，此时的耳机有4.5公斤重，根本无法携带，更不可能像今日一般随时随地享受音乐。而让耳机逐渐普及化并方便携带的功臣之一便是Sony在1979年推出的Walkman随身听，就此使随身耳机进入大众的生活，也将音乐从室内带往室外，让人们可以在自己的世界独享音乐。 图: 第一代的Walkman「TPS-L2」(Source: Sony) 从那时起，便携音乐播放拓展了耳机的市场，然而耳机线材伴随着的束缚感及不便性挥之不去。 1999年，蓝牙1.0 版正式释出，而耳机的无线化，也在这里开始迈出了第一步，在次年Nokia推出了第一款蓝牙耳机HDW-1，但此时为还是单侧设计，通常只有业务繁忙的商务人士才会使用。 2015年日本音响巨头安桥 (Onkyo) 在IFA上展示了旗下第一款真无线（True Wireless Stereo，TWS）产品W800BT。真无线蓝牙耳机与一般无线耳机相比，少了左右耳之间的线材，左右两边的耳机都是独立的结构，达到了真正的完全无线。 图: 无线蓝牙耳机和真无线蓝牙耳机 (Source: Amazon / Apple官网) 2016年Apple推出了第一代AirPods与第一款没有3.5mm耳机孔的iPhone 7，Apple刻意取消手机的耳机孔，并以AirPods作为有线耳机的替代品，这种销售方式获得了巨大的成功，从此真无线蓝牙耳机成为了主流，各品牌都开始生产真无线耳机。并且各手机厂商也开始在他们自己的手机上移除3.5mm耳机孔，进一步推波助澜了真无线蓝牙的发展，此后在2019~2021年平价的真无线耳机兴起，也让真无线蓝牙耳机普及与大众化。 有线耳机 vs 无线耳机到底哪个好 消费者在选购耳机常常面临的第一个问题，就是究竟要买有线耳机还是无线耳机呢？ 目前有线耳机常见的有两种接口，分别是3.5 mm和USB。有线耳机通常被视为入门款耳机，并且线材的束缚也较不便，容易在行动中拉扯而造成脱落或损毁，但事实上，一般而言有线耳机的音质会比无线耳机好，并且音讯传递方式较无线稳定，不易受到干扰，也不必考虑到电量和充电的问题，因此有线耳机因其特色，仍占据一定消费市场。 而另一边无线耳机阵营常见也有两种，蓝牙耳机和2.4G无线耳机，而其中蓝牙耳机近年的兴起占据了无线耳机市场大宗，连接方便，加上真无线左右耳独立的设计，更是强大利器。另外一种无线耳机 – 2.4G无线耳机，在使用时则必须接上USB接收器，但讯号传输能力更强大，反应速度也快，常见游戏耳麦采用这种连接方式，非常适合电竞游戏玩家来使用。但无论是蓝牙耳机和2.4G无线耳机，无线耳机就得考虑到续航力和充电的困扰，另外也有可能因产品质量问题而发生断线或者受到讯号干扰问题。 图: 有线耳机vs 无线耳机简易比较表 耳机常见问题探讨 耳机经过100多年的演进，目前已是相当普及化的产品，并随着技术的不断进步，耳机也持续推陈出新，而消费者在借着耳机享受音乐、游戏和通讯时，若突然遇到杂音、噪音、断线、耳机功能异常等等状况，还是会让人扫兴，也会消费者对于该厂牌的耳机质量打上一个问号。根据Amazon耳机产品的消费者问题回馈，常常会遇到以下几种问题： 蓝牙连线问题 蓝牙耳机虽然便利，但蓝牙耳机普及化的情况，也让许多厂牌的蓝牙耳机质量资参差不齐，尤其是连线稳定度的问题，更是消费者对于蓝牙耳机质量的首要印象，蓝牙连线的问题众多，大致包含以下几种类型： 设备搜寻不到蓝牙耳机 搜寻到蓝牙耳机后无法连线 连线一段时间后突然自行断开连线 蓝牙断线后无法再自动连接设备 无线讯号的干扰造成音乐的聆听过程中有破音、杂音、或者没声音 真无线蓝牙耳机双耳问题 真无线蓝牙耳机由于左右耳机为独立设计，因此可以只单独使用一边，而因此会遇到以下状况： 左右耳机大小声不同 左右耳机无法独立开机使用 使用单耳机后，想要改使用双耳模式却无法连接双耳机 耳机功能键问题异常、触控判定不良 有线耳机的功能键大多设有实体按键，位于中央按钮的位置，通常具备暂停、上下首切换、来电接通、大小声音调整等功能，此问题发生时实体按键功能无法正常作用。 图: 有线耳机按键位置 而无线耳机的功能按键通常在左右耳机本体上，有的甚至并非是实体按钮，而是采用触控的方式来控制，常见会遇到两种情况， 因无线讯号的干扰而造成蓝牙按键功能反应延迟或失效 采用触控的无线耳机，最常遇到的问题其实是按键的触控判定不良，例如触控一下按键是暂停/开始拨放，触控两下是切换下一首音乐，当用户触控两下想切换下一首音乐时，因耳机的触控问题而误判成为暂定拨放音乐 续航力 无线耳机的续航力是消费者很在意的一个指标，因此部分的无线耳机还配有充电仓，可用于收纳、携带和充电。但有部分的无线耳机续航力较差，甚至耳机本体和充电舱与标榜的使用时数有所差距，让消费者较差的使用体验。 充电 充电问题可分三种使用情境来检视： 耳机本体连接充电器 充电仓连接充电器 耳机放入充电仓充电 而此三类问题常见因产品和充电器兼容性较差，有可能造成耳机本体与充电仓的充电速度缓慢、无法充电、充电断断续续、甚至因第三方充电器造成耳机或充电舱损坏等充电相关问题。

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。