國標GB/T 34657－2017電動汽車傳導充電互操作性測試解決方案

前言：電動汽車充電領域涉及的汽車廠商和充電樁廠商眾多。電動汽車和充電樁之間的通信是這個行業的一個關鍵技術，所以充電通信的互操作測試顯得非常重要。《GB/T 34657.1-2017 電動汽車傳導充電互操作性測試規范 第1部分：供電設備》、《GB/T 34657.2-2017 電動汽車傳導充電互操作性測試規范 第2部分：車輛》已經于2018年5月1日起正式實施，該標準規范有利于電動汽車及充電樁行業的兼容匹配性將會大大提高，更有利于電動汽車和充電樁的普及推廣。

一、互操作測試流程

《GB/T 34657 電動汽車傳導充電互操作性測試規范》對于互操作測試流程進行了規范，具體流程如下：

交流充電測試流程                     直流充電測試流程

二、交流充電樁互操作測試

交流充電樁互操作測試主要發現有五大類問題

包括:

l控制導引信號

l充電狀態及轉換時序  

l充電異常檢測及故障響應

l標準未規定或廠家理解問題

l電子鎖等新增設計問題

1、控制導引信號不符合標準要求

測試要求:?GB/T 18487.1-2015中表A.5規定了控制導引電路的參數;表A.1規定了充電設施產生的占空比與充電電流限值映射關系。?

1)輸出PWM脈沖幅值超范圍

2)輸出PWM脈沖幅值超范圍

3)輸出PWM信號脈沖上升/下降時間超范圍

2、充電狀態及轉換時序不符合規范要求

測試要求：

GB/T 18487.1-2015中A.3規定了充電控制過程;A.4規定了充電連續控制時序;A.5規定了控制導引電路狀態轉換圖和控制時序列表。

測試結果：

1)閉合交流供電回路時間不符合

2)充電樁正常主動停止充電狀態轉換不符合

3)充電樁正常被動停止充電狀態轉換不符合

3、充電異常檢測及故障響應不符合標準要求

測試要求:

GB/T 18487.1-2015中A.3.10規定了非正常條件下充電結束或停止。

1)充電過程中檢測點1電壓異常時,充電停止不符合

2)充電過程中檢測點4狀態異常時,充電停止不符合

3)充電前連接異常,PWM輸出狀態轉換不符合

4、標準未規定或廠家理解問題

1)充電連接裝置完全連接后,充電樁啟動充電前等待車輛閉合 S2,界面提示易造成誤解

2)對充電樁上電自檢過程沒有明確要求

三、通信協議一致性測試

通信協議一致性測試主要有五大類問題：

l通信邏輯問題

l超時處理問題

l報文格式問題

l報文與時序的配合問題

l充電機設計參數問題

1、通信邏輯不符合要求

測試要求:參照GB／T 27930－2015要求，?標準附錄D規定“開始發送和結束發送條件”。

測試結果:

1)充電握手階段、充電機未發送CHM報文,發送CRM報文。

2)參數配置階段,充電機接收到BRO(0x00)報文即發送CRO報文。

3)充電階段,充電機未接收到BCL和BCS報文,即發送CCS報文。

4)充電結束階段,充電機接收到BSD報文,未發送CSD報文。

2、超時處理不符合要求

測試要求:參照GB／T 27930－2015要求，?標準規定接收報文超時處理要求,超時時間的計時起始點符合標準附錄A.2中的要求。

測試結果:

1)BRO報文的超時處理不符合要求,如充電機接收到BRO(0x00)

2)報文后超過5s未接收到BRO(0xAA)報文,即發送超時告警。 2 部分報文無超時告警處理機制,如BCS、BCL報文的超時處理不 完善,如在進入充電階段后,充電機未對BCS和BCL進行超時判斷。

3)超時告警時間超出誤差允許范圍。

3、報文格式不符合要求

測試要求: 參照GB／T 27930－2015要求通信報文應該嚴格按照標準的定義。

測試結果:?

1)多包報文的處理不符合標準,如握手階段充電機按照41字節(新標準為49字節)發送BRM報文,充電機不識別,引起通信異常。?

2)在充電過程中,BMS發送BMV、BMT、BSP報文的多包請求,充電機均未作出響應。

3)預留位未按標準要求填充1,可選項在選擇發送時報文格式不符合或者不發送時未填充1;報文長度未按實際長度發送,而是按8字節發送。

4)報文周期超出誤差允許范圍。

4、時序匹配不符合要求

測試要求:參照GB／T 27930－2015通信報文和控制時序應嚴格遵循附錄A.2的規定。

測試結果:

1)參數配置階段,充電機未閉合K1K2,發送CRO(0xAA)準備就緒報文。

2)充電機接收到電池異常狀態信息(BSM報文),未停止充電。

3)充電機暫停充電時,CCS報文中的禁止/允許充電字段未正確置位。

4)發送/接收超時告警報文,充電機未停止充電。

5)重連操作不符合要求。

5、充電機設計參數不符合通信要求

測試要求:充電機的設計參數滿足通信要求。

測試結果:

1)充電機只提供24V輔助電源,電動汽車不允許充電,無法通信。

2)充電機絕緣監測的時間過長,造成BMS接收CRM(0x00)報文 超時。

3)充電機采集的電池電壓值誤差過大,誤判電池電壓不正常,無法 進入充電階段。

四、直流充電機互操作測試

直流充電機互操作測試主要有六大類問題,包括

l通信協議不一致

l充電狀態及轉換時序?

l充電異常檢測及故障響應

l充電控制輸出不一致

l標準未規定或廠家理解問題

l電子鎖等新增設計問題

1、充電狀態及轉換時序

測試要求:GB/T 18487.1-2015中B.3規定了充電控制過程;B.5規定了充電連接控制時序。

2、充電異常檢測及故障響應不符合標準要求

測試要求:GB/T 18487.1-2015中B.3.7規定了非正常條件下充電中止。

測試結果:

1)充電中通信中斷時輸出響應與標準不符

2)充電中打開開關S時輸出響應與標準不符

3)充電中車輛接口斷開時輸出響應與標準不符

4)未進行絕緣故障檢測和異常報警

5)無法檢測出保護接地丟失問題

3、充電控制輸出不符合標準要求

測試要求:?GB/T 18487.1-2015中B.3規定了調整充電電流時間和電流下降速率等。

測試結果: 充電中輸出電流控制時間與標準不符

五、電動汽車互操作測試

電動車輛互操作測試主要有幾大類問題：

l通信協議(直流充電)?

l充電狀態及轉換時序?

l充電異常檢測及故障響應

l充電控制輸出(交流充電)

l標準未規定或廠家理解問題

l電子鎖等新增設計問題

1、充電狀態及轉換時序不符合標準要求

測試要求:?GB/T 18487.1-2015中A.3 規定了正常充電過程的工作控制及充電結束或停止。?

測試結果:

1)車輛無法識別三相充電電纜電阻, 車輛不允許充電

2)車輛正常停止充電動作與標準不符

2、交流充電故障處理不符合標準要求

測試要求:GB/T 18487.1-2015中A.3.10 規定了非正常條件下充電結束或停止。

測試結果:

1)充電過程中,斷開S3開關,車輛停止充電動作與標準不符

2)CP信號故障時,車輛停止充電動作與標準不符

3、PWM占空比與充電電流關系不符合標準要求

測試要求：GB/T 18487.1-2015中A.3.7、A.3.8、表A.2 規定了電動車輛檢測到占空比與充電電流關系。

未根據PWM占空比要求充電輸出

PWM頻率超限,充電未按要求終止

4、直流充電異常檢測及故障響應不符合標準要求

測試要求:GB/T 18487.1-2015中B.3.7 規定了非正常條件下充電結束或停止。

測試結果: 充電過程中PE斷針時,車輛停止充電動作與標準不符

六、測試系統解決方案

國標《GB/T 34657－2017電動汽車傳導充電互操作性測試》規范翔實，但規范和要求眾多，迫切需要高效的集成測試設備來進行各種規范的測試和認證。

無論是GB/T 34657－2017很多測試要求都是基于GB/T18487.1-2015和GB/T27930-2015；同時這兩個標準也是基于和參照國際標準IEC61851-1。

德國科尼紹Comemso公司發源于德國斯圖加特企業工業的搖籃；科尼紹Comemso作為CharIN.e.v的會員，參與了IEC61851-1標準的制定和提供技術支持。

德國科尼紹Comemso電動汽車充電樁分析儀，能夠用于測試充電功能和互操作性，高精度、準確的測試數據，符合歐標、日標、國標；戴姆勒和寶馬等知名德國企業的合作伙伴。

符合交流AC標準:IEC61851-1,SAEJ1772和GB/T18487.1-2015

符合直流DC標準: IEC 61851-1, DIN 70121, ISO 15118, SAE J1772 和IEC 61851-23.

通訊協議分析標準：GB/T27930-2011和GB/T27930-2015標準

專為不同類型的使用而設計

1、充電全過程中進行實時測試分析(Man-in-the-Middle模式):

放在EVSE-EV中間,對充電過程進行監測；可以長時間進行數據記錄

>電流負載回路品質監測：設定負載電流的允許波動范圍，自動紀錄超過設定范圍的片段數和位置。

>CP信號品質監測：設定控制信號的平臺值、頻率、占空比等參數的誤差允許范圍。

2、EV Test模式 電動汽車測試模擬

EV Test模擬充電樁，和電源組合進行動作，檢測電動汽車

lEV端響應速度測試

lCP信號耐受性模擬測試

lPP響應模擬測試

3、EVSE Test模式測試EVSE充電樁

EVSE Test模擬電動汽車，搭配電源電子負荷，檢測充電樁

lEVSE輸出CP信號的品質檢測

l負載響應速度測試

lEV端R誤差模擬測試

lEV端故障模擬測試

l線路、接口故障、老化測試

lCP信號短路測試

功能

設定測試項目包括監控、操控、模擬等，及其相應參數。

l在監控模式下，可以設定電流、電壓等信號的正常、異常限值。

lEVSE Test模式下，設定EV電池信息、以及CAN通信中的錯誤信號及其類型

lEV Test模式下，設定充電樁輸出電信號相關信息，以及CAN通信中的錯誤信息及其類型。

過程監控表格畫面

l對CC1、CC2、輔助電壓、DC電壓、DC電流以及各CAN信號進行監控，同時用不同的顏色顯示正常與異常的信號

l表格中可以顯示每一過程的持續時間，以及CAN信號的有效信號占比。

參數時間圖

l觀察、分析充電過程的具體問題，對各項參數值進行定量分析。

l所有參數數據均可輸出為CSV格式

l直觀判斷各信號的值、穩定性、信號間的獨立性、相關性、時序特性等。

CAN信號

l紀錄全部CAN信號的詳細信息。

l包括報文代號、描述、長度、周期、發送方、接收方等信息

l通過CAN信號畫面的同步選擇功能，對照查看報文對應的信息變化過程。

測量

l 測量和檢查時間

l 測量直流電壓和直流電流

l 測量直流觸點的溫度

l 測量輔助電壓和電流

l 測量CC1和CC2電壓

l 測量CAN循環時間：

-循環時間的好壞統計

l 測量CAN信號質量：

-顯性和隱性水平的電壓

應用

l檢測充電狀態

l驗證狀態變化

l檢測停止事件

l檢測干擾

l檢查直流電壓/直流電流值

l檢查輔助電壓/電流值

l將信號與傳達的值進行比較

l檢測充電問題的原因

l檢測安全問題（觸點溫度過高，電壓和電流峰值，缺少焊接檢查等）

l電動汽車的全面模擬

l充分模擬充電器

l測試庫

l穩健性測試

l故障注入的其他硬件

l可用的不同電源和負載，用于控制裝配到充電過程。可根據要求整合客戶的電源和負載。

l堅固的外殼，適合戶外移動使用-  IP67；用于現場應用或實驗室用途。

充電過程解析

AC充電全過程中進行實時測試分析:

1.電流電壓解析

2.控制信號解析

3.電流電壓／控制信號在同一時間軸上解析

4.EVCA模擬電動車/充電樁功能

5.通過CAN進行遠程控制

完全模擬電動汽車內部回路,手動控制相應部件,看充電樁能否正常動作

模擬充電樁,手動模擬錯誤信息(電流,電壓,控制信號,占空比),看電動汽車能否正常動作

DC快速充電過程中進行實時測試分析:

檢測并驗證充電狀態，時序和CAN統計數據。

1.通過圖表表示出充電狀態的變化

2.實時顯示CAN信號，電壓電流值

3.出現異常時，在CAN信號中標示出來

4.可以生產測試報告，提示是否通過或做出錯誤標記

其它輔助功能:

交直流電源；模擬連接器；

EVSE測試數據庫

快速自動驗證EVSE的電氣標準符合性。該庫可用于現場操作，以便輕松查找EVSE錯誤，或在EVSE開發過程中進行驗證或回歸測試。

多種測試和測量選擇:

我們的目標：

使復雜的充電過程易于分析和測試！

適用于移動和機架使用的設備，以及適用于全球所有標準的設備。

小冊子中所示的裝置和部件就是例子。

實際外觀因所選設備而異。

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