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電動(dòng)汽車充電模擬器控制流程 

作為三電技術(shù)之一的電池行業(yè)，一直是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心因素，決定其發(fā) 展命運(yùn)。消費(fèi)者最為關(guān)注的電池續(xù)航里程問題，使得電池發(fā)展技術(shù)重心移向電池能量密 度的提升。然而近年來(lái)，隨著新型材料的使用，電池能量密度已有大幅度提升，車載充 電裝置的功率也跨過(guò)了 10KW 這一新高度，于此同時(shí)，充電裝置的安全性測(cè)試成為了行 業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，圍繞充電過(guò)程的控制要求也愈發(fā)嚴(yán)格。18 年 5 月，針對(duì)車輛端交直流 充電控制互操作的國(guó)標(biāo) GBT34657.2-2017 電動(dòng)汽車傳動(dòng)充電互操作性測(cè)試規(guī)范第 2 部分 車輛正式實(shí)施，針對(duì)直流充電通信交互的 GBT 34658-2017 電動(dòng)汽車非車載傳導(dǎo)式充電 機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議一致性測(cè)試也同樣開始生效。 針對(duì)這一市場(chǎng)需求，ITECH 開發(fā)出了針對(duì)車輛端互操作及通訊協(xié)議一致性測(cè)試的電 動(dòng)汽車充電樁模擬器（EV SE Simulator）這一產(chǎn)品。 交流充電樁的控制導(dǎo)引電路如下圖所示，用于進(jìn)行充電連接裝置的連接確認(rèn)及額 定電流參數(shù)的判斷。該電路由供電控制裝置、接觸器 K1 和 K2 、電阻 R1、 R2、R3、R4 和 RC、二極管 D1、開關(guān) S1、S2 和 S3、車載充電機(jī)和車輛控 制裝置組成。

交流樁模擬器在實(shí)現(xiàn)常規(guī)的授權(quán)充電功能的基礎(chǔ)上，還可以通過(guò)控制不同充電階段 RC/R4 數(shù)值, CP 幅值/CP 占空比/CP 頻率，S1/S3 通斷，CC 通斷/CP 通斷/PE 通斷等，來(lái)實(shí) 現(xiàn)對(duì)充電全過(guò)程各個(gè)故障，異常和邊緣狀態(tài)的模擬，從而測(cè)試車輛端互操作性及故障處 理機(jī)制。當(dāng)前系統(tǒng)中此外，通過(guò)搭配 ITECH 的 7600 系列交流電源,利用該產(chǎn)品的電網(wǎng)模 擬功能，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)電壓，頻率波動(dòng)以及諧波注入的模擬，利用波形編輯和波形導(dǎo) 入功能，能夠滿足更復(fù)雜交流波形的仿真。

交流充電樁模擬器依據(jù)《GBT 18487.1-2015 電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)第 1 部分通用要 求》，附錄 A 交流充電控制引導(dǎo)電路與控制原理進(jìn)行整車正常充電，驗(yàn)證整車交流充電 功能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。 依據(jù)《GB/T 34657.2-2017 電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電互操作性測(cè)試規(guī)范第 2 部分：車輛設(shè) 備》的規(guī)定內(nèi)置互操作性測(cè)試項(xiàng)目如下： 

1) 連接確認(rèn)測(cè)試：判斷車輛接口能否完全連接 

2) 充電準(zhǔn)備就緒測(cè)試：檢測(cè)車輛充電準(zhǔn)備就緒狀態(tài) 

3) 啟動(dòng)及充電階段測(cè)試：檢查車輛的充電控制能力 

4) 正常充電結(jié)束測(cè)試：檢查車輛在正常充電結(jié)束條件下的響應(yīng) 

5) 充電連接控制時(shí)序測(cè)試：檢查車輛連接控制時(shí)序是否正常

 6) 充電異常狀態(tài)測(cè)試：包括開關(guān) S3 斷開測(cè)試、CC 斷路測(cè)試、CP 中斷測(cè)試、 

7) 充電控制輸出測(cè)試：PWM 占空比變化測(cè)試、PWM 占空比超限測(cè)試、PWM 頻率邊界 測(cè)試、PWM 中斷測(cè)試 

8) 控制回路測(cè)試：CP 回路邊界電壓值測(cè)試、CC 回路邊界阻值測(cè)試 直流充電樁模擬器測(cè)試系統(tǒng)的控制導(dǎo)引電路如下圖所示，包括直流充電樁控制器、 電阻R1、R2、R3、R4、R5、開關(guān)S、直流供電回路接觸器K1 和K2、低壓輔助供電回路(電 壓：12V±5 %，電流：10A)接觸器K3 和K4、充電回路接觸器K5和K6 以及車輛控制器， 其中車輛控制裝置可以集成在電池管理系統(tǒng)中。電阻R2和R3 安裝在車輛插頭上，電阻 R4 安裝在車輛插座上。開關(guān)S 為車輛插頭的內(nèi)部常閉開關(guān)，當(dāng)車輛插頭與車輛插座完 全連接后，開關(guān)S 閉合。在整個(gè)充電過(guò)程中，直流充電樁控制裝置應(yīng)能監(jiān)測(cè)接觸器K1、 K2，接觸器K3、K4。電動(dòng)汽車車輛控制裝置應(yīng)能監(jiān)測(cè)接觸器K5 和K6 狀態(tài)并控制其接通 及關(guān)斷。

直流樁模擬器通過(guò)對(duì)開關(guān) S/ PE/ CC2/ K1K2/ K3K4 的控制，R3 的模擬，絕緣狀態(tài)的 模擬，以及各階段 CAN 交互控制，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)直流快充全過(guò)程中各個(gè)故障，異常，邊 緣狀態(tài)以及通訊交互的模擬，從而實(shí)現(xiàn)車輛端快充的互操作性測(cè)試和通訊協(xié)議一致性的 測(cè)試，通過(guò)可并聯(lián)的高壓直流電源模組，更可靈活組合出不同的輸出功率區(qū)間。 直流充電模擬設(shè)備的互操作性測(cè)試，依據(jù)《GB/T 34657.2-2017 電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電 互操作性測(cè)試規(guī)范第 2 部分：車輛設(shè)備》，規(guī)定的測(cè)試方法和測(cè)試步驟，驗(yàn)證整車與直 流充電設(shè)備通過(guò)信息交互和過(guò)程控制，實(shí)現(xiàn)充電互聯(lián)互通的能力，同時(shí)進(jìn)行車輛交流充 電接口的兼容性、充電過(guò)程的通信和控制的正確性驗(yàn)證，保證整車交流充電功能符合設(shè) 計(jì)和各類標(biāo)準(zhǔn)要求。直流充電模擬設(shè)備中集成標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試用例，外部主控系統(tǒng)只要調(diào)用 相應(yīng)的測(cè)試用例對(duì)應(yīng)命令，便可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的國(guó)標(biāo)互操作性測(cè)試。測(cè)試項(xiàng)目如下：

 1) 非車載充電機(jī)和電池管理系統(tǒng)之間的通信一致性測(cè)試 

2) 連接確認(rèn)測(cè)試：判斷車輛接口能夠完全連接 

3) 自檢階段測(cè)試：檢查車輛完全連接以后，能否正確進(jìn)入充電流程 

4) 充電準(zhǔn)備就緒測(cè)試：檢查車輛充電準(zhǔn)備就緒狀態(tài)

 5) 充電階段測(cè)試：檢查充電啟動(dòng)階段及充電過(guò)程中車輛的通信信息

 6) 正常充電結(jié)束測(cè)試：檢查車輛在正常充電結(jié)束條件下的響應(yīng) 

7) 充電連接控制時(shí)序測(cè)試：檢查車輛充電連接控制時(shí)序是否正常 

8) 絕緣故障測(cè)試：檢測(cè)車輛絕緣故障檢測(cè)能力 

9) 通訊中斷測(cè)試：檢查車輛通訊中斷時(shí)響應(yīng) 

10) PE 中斷測(cè)試：模擬 PE 斷針，車輛響應(yīng)情況

11) 檢測(cè) 2 點(diǎn)邊界電壓值測(cè)試

 12) 輔助電源邊界電壓值測(cè)試

簡(jiǎn)潔的界面設(shè)計(jì)和豐富的測(cè)試項(xiàng)目可滿足不同工程師的測(cè)試需求，完善的數(shù)據(jù)記錄 功能更可快速定位故障和問題點(diǎn)，讓測(cè)試變得更加簡(jiǎn)單便捷。 充電樁和車載充電機(jī)作為新能源汽車發(fā)展的重要配套設(shè)備，對(duì)于新能源電動(dòng)汽車的 普及起到了至關(guān)重要的作用。ITECH 作為在新能源領(lǐng)域的領(lǐng)先測(cè)試方案供應(yīng)商，提供的 專業(yè)充電樁/車載充電機(jī)測(cè)試方案能夠完全滿足不同型號(hào)的車載充電機(jī)測(cè)試的需求，我 們一直以高度集成化的各類儀器設(shè)備來(lái)簡(jiǎn)化操作，未來(lái)將以更加開放的態(tài)度來(lái)迎合市場(chǎng) 的各類需求，與工程師攜手助力中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)發(fā)展。