会充电的CANoe - 欧标充电控制器EVCC HIL测试系统

作者 |西红柿鸡蛋面小编 | 吃不饱

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，" linktype="text" imgurl="" imgdata="null" data-itemshowtype="0" tab="innerlink" data-linktype="2"><会充电的CANoe又双叒叕来了：PLC数据采集、分析、仿真>，下面着重介绍CANoe在EVCC测试系统中的使用。

01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。

02EVCC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。

03EVCC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

04基于VT7970/ 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

05EVCC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

06EVCC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。

拓展

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。07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。注：文中部分图片来源于Vector。