电动汽车充电设备测试技术和解决方案_汽车行业_解决方案_技术方案

图5 CDS (Charging Discovery System) 能够作为统一的验证平台

其他挑战还包括与各种 HEV、EV、充电接口、电网的兼容性，以及必须符合不同的国际标准。此外，必须对这个复杂生态系统中的大量「充电元器件」进行彻底的测试。这些元器件包括：
﹒充电电缆
﹒车载充电器和/或逆变器
﹒HEV/EV 电池组
﹒相关的电池组管理系统

图6显示的是真实环境下的「车载充电器」。车载充电器通过充电电缆与充电桩（EVSE）连接。车载充电器与充电桩之间的通信线路相连。右侧是是位于车内的电池包。充电器本身处于特定的环境条件下，并且与冷却系统相连。

图6 车载充电器

上方可以看到电源、与电子控制装置之间的 CAN 通信以及一些安全 I/O，例如：安全断开信号。通过这些可以看出，必须用一个适当的系统来替代充电桩(EVSE)，不仅是功率流，还包括通信。

右侧的电池可以用「电池模拟器」来替代。前面提到过，在仿真测试环境中，这里的电池已经使用电池模拟器替代。它的直流线路会和车载充电器相连。车载充电器位于环境舱内与调节装置或冷却器相连。

图7 车载充电器测试环境

在交流侧，需要两个元器件。其中一个元器件是「交流模拟器」，这个模拟器可以模拟全球范围内不同国家和地区的电网，以满足不同的应用需求。CDS，即「充电测试系统」，还可以模拟不同的充电通信协议。

﹒中国，CDS 能够模拟GB/T 标准的充电通信协议，交流模拟器可以模拟中国的电网。(EVSE)，不仅是功率流，还包括通信。

﹒日本，CDS可以模拟日本的电网，直流模拟器可以仿真 CHAdeMO 标准。

﹒欧洲和美国，交流零部件基本相同，采用的标准是 CCS，即组合充电系统。

图8 兼容目前市场上主要的充电电气接口及通信协议

这一切都将由HiL系统来控制。HiL系统会控制直流模拟器或交流模拟器以及充电测试系统。对于车载充电机，它会处在不同的环境条件下。在这方面，该方案的优势在于只需要通过改变软件的参数就可以改变车载充电器的边界条件。这不仅适合具体的测试用例，而且对于车载充电器真正出现故障的情况来说，假如连接的是真正的电池和真正的充电桩，那么几乎无法确认故障来源，模拟起来也会很有难度。

图9 HiL测试环境的组成部分

除了 HiL 系统以外，这套系统还具有可视化、数据存储和自动化功能，可以获得可重复执行的具体测试用例。无论在什么时候，都可以执行同样的测试。这意味着，如果发现车载充电器有问题您可以进行验证或者是更新软件，然后可以执行同一测试，看看车载充电器上的这个故障是否已被消除。

图10 Charging Discovery系统的体系结构

为了对充电接口进行测试，还需要采用了两个出色的部件，其中之一是充电测试系统（CDS）。这是一个灵活的通信接口，我们可以测试 EV(电动车)、EVSE （充电桩）也可以作为EV(电动车)、EVSE （充电桩）的“中间环节监听者（man-in-the-middle）”。这里的“中间环节”意味着监听正在测试的充电桩和汽车之间的通信。

该系统能够支持所有标准的通信协议，即北美和欧洲采用的CCS，以及中国的 GB/T 和日本的 CHAdeMO。CDS和双向电源（负载）（直流和交流）高性能结合起来，可以测试充电接口时遇到的各种不同测试用例提供很大的灵活性。如果想要测试充电桩或电动汽车测试人员不一定需要 HiL 系统，只需使用我们的 CDS 和电源或负载即可完成测试。为此，这套方案中还提供了「Charging Discover」软件。