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電動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。消費者最為關(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，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了 10KW 這一新高度，于此同時，充電裝置的安全性測試成為了行 業(yè)關(guān)注的焦點，圍繞充電過程的控制要求也愈發(fā)嚴格。18 年 5 月，針對車輛端交直流 充電控制互操作的國標 GBT34657.2-2017 電動汽車傳動充電互操作性測試規(guī)范第 2 部分 車輛正式實施，針對直流充電通信交互的 GBT 34658-2017 電動汽車非車載傳導(dǎo)式充電 機與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議一致性測試也同樣開始生效。 針對這一市場需求，ITECH 開發(fā)出了針對車輛端互操作及通訊協(xié)議一致性測試的電 動汽車充電樁模擬器（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，用于進行充電連接裝置的連接確認及額 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、車載充電機和車輛控 制裝置組成。

交流樁模擬器在實現(xiàn)常規(guī)的授權(quán)充電功能的基礎(chǔ)上，還可以通過控制不同充電階段 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，來實 現(xiàn)對充電全過程各個故障，異常和邊緣狀態(tài)的模擬，從而測試車輛端互操作性及故障處 理機制。當(dāng)前系統(tǒng)中此外，通過搭配 ITECH 的 7600 系列交流電源,利用該產(chǎn)品的電網(wǎng)模 擬功能，還可實現(xiàn)對電網(wǎng)電壓，頻率波動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)電路與控制原理進行整車正常充電，驗證整車交流充電 功能滿足國家標準要求。 依據(jù)《GB/T 34657.2-2017 電動汽車傳導(dǎo)充電互操作性測試規(guī)范第 2 部分：車輛設(shè) 備》的規(guī)定內(nèi)置互操作性測試項目如下： 

1) 連接確認測試：判斷車輛接口能否完全連接 

2) 充電準備就緒測試：檢測車輛充電準備就緒狀態(tài) 

3) 啟動及充電階段測試：檢查車輛的充電控制能力 

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

5) 充電連接控制時序測試：檢查車輛連接控制時序是否正常

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

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

8) 控制回路測試：CP 回路邊界電壓值測試、CC 回路邊界阻值測試 直流充電樁模擬器測試系統(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。在整個充電過程中，直流充電樁控制裝置應(yīng)能監(jiān)測接觸器K1、 K2，接觸器K3、K4。電動汽車車輛控制裝置應(yīng)能監(jiān)測接觸器K5 和K6 狀態(tài)并控制其接通 及關(guān)斷。

直流樁模擬器通過對開關(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，即可實現(xiàn)對直流快充全過程中各個故障，異常，邊 緣狀態(tài)以及通訊交互的模擬，從而實現(xiàn)車輛端快充的互操作性測試和通訊協(xié)議一致性的 測試，通過可并聯(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)備的互操作性測試，依據(jù)《GB/T 34657.2-2017 電動汽車傳導(dǎo)充電 互操作性測試規(guī)范第 2 部分：車輛設(shè)備》，規(guī)定的測試方法和測試步驟，驗證整車與直 流充電設(shè)備通過信息交互和過程控制，實現(xiàn)充電互聯(lián)互通的能力，同時進行車輛交流充 電接口的兼容性、充電過程的通信和控制的正確性驗證，保證整車交流充電功能符合設(shè) 計和各類標準要求。直流充電模擬設(shè)備中集成標準的測試用例，外部主控系統(tǒng)只要調(diào)用 相應(yīng)的測試用例對應(yīng)命令，便可以實現(xiàn)相應(yīng)的國標互操作性測試。測試項目如下：

 1) 非車載充電機和電池管理系統(tǒng)之間的通信一致性測試 

2) 連接確認測試：判斷車輛接口能夠完全連接 

3) 自檢階段測試：檢查車輛完全連接以后，能否正確進入充電流程 

4) 充電準備就緒測試：檢查車輛充電準備就緒狀態(tài)

 5) 充電階段測試：檢查充電啟動階段及充電過程中車輛的通信信息

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

7) 充電連接控制時序測試：檢查車輛充電連接控制時序是否正常 

8) 絕緣故障測試：檢測車輛絕緣故障檢測能力 

9) 通訊中斷測試：檢查車輛通訊中斷時響應(yīng) 

10) PE 中斷測試：模擬 PE 斷針，車輛響應(yīng)情況

11) 檢測 2 點邊界電壓值測試

 12) 輔助電源邊界電壓值測試

簡潔的界面設(shè)計和豐富的測試項目可滿足不同工程師的測試需求，完善的數(shù)據(jù)記錄 功能更可快速定位故障和問題點，讓測試變得更加簡單便捷。 充電樁和車載充電機作為新能源汽車發(fā)展的重要配套設(shè)備，對于新能源電動汽車的 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)先測試方案供應(yīng)商，提供的 專業(yè)充電樁/車載充電機測試方案能夠完全滿足不同型號的車載充電機測試的需求，我 們一直以高度集成化的各類儀器設(shè)備來簡化操作，未來將以更加開放的態(tài)度來迎合市場 的各類需求，與工程師攜手助力中國新能源汽車市場發(fā)展。