电动汽车充电欧美标准CCS互操作测试规范测试要求和解决方案

电动汽车充电欧美标准CCS互操作测试规范测试要求和解决方案

前言：电动汽车的发展为汽车和充电系统制造商带来了新的挑战。由于230V交流电源分布普遍，新能源电动汽车的导电充电系统得到广泛应用。相关各种标准IEC 61851-1，DIN 70121，ISO 15118和SAE J1772描述了欧洲和美国交流和直流充电系统的要求，充电回路波形以及充电过程的控制信号提出了各自的表述和要求。随着电动汽车与充电设施的不断开发与更新，不同的电动汽车和充电桩之前可能会出现系统的相容性问题以及难以避免的干扰问题。同时，由于充电过程耗时相对较长，充电中断等情况的原因往往很难直接找到。

德国科尼绍Comemso EV充电分析仪/模拟器，通过对充电过程中控制信号和负载回路的监测与评价，为充电中各种问题的分析和解决提供有效的途径。

1. 关于 CCS

CCS(Combined Charging System)是电动汽车充电标准，目前被美国，欧盟及采用美国和欧盟标准的国家采用(如韩国，新加坡，印度、俄罗斯等）。

CCS标准涵盖Connector、电动汽车和充电桩间的充电通信（Communication)、充电桩的电力传输电子界面(Supply Stations)（如下图）

Connector对应的标准系列是IEC62196, 充电桩的电力传输电子界面(Supply Stations)为IEC61851, 电动汽车和充电桩间的充电通信（Communication)对应标准为ISO15118及DIN70121.

2.ISO15118 & CCS一致性测试规范

为了确保电动汽车和充电桩厂商的实施符合ISO15118及CCS标准，ISO15118 & CCS 标准组制定充电通信标准的一致性测试规范和验证流程。ISO15118及CCS测试标准规范：

DIN 70122 针对DIN 70121:2014标准的一致性测试规范。

ISO 15118-4 针对ISO 15118-2标准的一致性测试规范。

ISO 15118-5 针对ISO 15118-3标准的一致性测试规范。

IEC61851-1针对PWM占空比, IEC61851-23针对电流。

SO15118 & CCS包含了一致性（Conformance）和互操作（Interoperability）两部分。其中互操作（Interoperability）测试例部分来源于 CCS Testing Symposium实践测试场景，Comemso的互操作测试例还有大量的客户测试服务经验测试例。所有的测试行为尽可能覆盖互操作涉及的所有应用场景。ISO15118 & CCS标准组通过举办CCS Testing Symposium测试实践活动，尽可能多的组织厂商间互相测试，发现问题，更新各种测试问题。

由于CCS标准所涉及的市场广泛，涉及的车企和充电设施提供单位众多。各个单位对标准的实现都是有差别的，单纯的一致性或者互操作测试例不能够完全覆盖所有的问题场景。针对这种互操作挑战，ISO15118 & CCS Testing Symposium由ISO15118标准组及德国多特蒙德工业大学－网络通信研究所（CNI）组织，由CharIN.e.v及德国Comemso等公司提供支持。电动汽车厂商，充电桩厂商，测试厂商循环进行测试，发现问题，最终汇总加入到互操作测试案例。

3、充电桩通信协议DIN70121、ISO15118、GB/T 27930区别要点

DIN70121、ISO 15118、GB/T 27930三者都是针对电动汽车充电设施的充电接口通信这种特定应用场景设计的通信协议。

ISO15118、DIN70121基于PLC通信，GB/T27930基于CAN通信。

GB/T 27930是针对我国国标GB/T20234.3的直流充电接口制定的协议，而ISO15118除了传统传导式充电外，还涉及到了V2G（向电网回馈电能）

和无线充电部分内容。DIN70121是针对欧洲和北美充电接口（Combo，交直流合二为一的一种充电接口）定义的一种通信协议。

从分层结构上讲，ISO 15118分为三层，即应用层、互联层和物理层，ISO15118的物理层涵盖了部分数据链路层的功能（因此，称为物理层或许也不太确切）。

DIN70121标准中明确指出主要参考了ISO/OSI的7层参考模型，并在规范中进行了描述。GB/T 27930在ISO/OSI的7层参考模型基础上的简化模型，简化后分为三层：物理层、数据链路层以及应用层。

4、CCS一致性测试系统解决方案

通信协议一致性及互操作测试保障了互操作，但是真正做好非常不易。首先要求测试规范定义者及测试系统开发者有通信专业知识，需要精通要待测试的通信技术和协议细节。在精通技术和通信协议基础上，还需要制定协议实现一致性声明（PICS），测试套结构和测试目的(TSS&TP)，抽象测试集及部分协议实现测试的额外信息(PIXIT)三个主要协议测试规范文档等工作。

德国科尼绍Comemso公司发源于德国斯图加特企业工业的摇篮；科尼绍Comemso作为CharIN.e.v的会员，德国科尼绍Comemso GmbH是ISO15118-4 、ISO15118-5, DIN70121测试规范的主要起草者。

德国科尼绍Comemso电动汽车充电桩分析仪，能够用于测试充电功能和互操作性，高精度、准确的测试数据，符合欧标、日标、国标；戴姆勒和宝马等知名德国企业的合作伙伴。

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

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

通讯协议分析标准：GB/T27930-2011和GB/T27930-2015标准

专为不同类型的使用而设计

1、                 充电全过程中进行实时测试分析(Man-in-the-Middle模式):

放在EVSE-EV中间,对充电过程进行监测；可以长时间进行数据记录

l  电流负载回路品质监测：设定负载电流的允许波动范围，自动纪录超过设定范围的片段数和位置。

l  CP信号品质监测：设定控制信号的平台值、频率、占空比等参数的误差允许范围。

2、          EV Test模式 电动汽车测试模拟

EV Test模拟充电桩，和电源组合进行动作，检测电动汽车

l  EV端响应速度测试

l  CP信号耐受性模拟测试

l  PP响应模拟测试

3、          EVSE Test模式测试EVSE充电桩

EVSE Test模拟电动汽车，搭配电源电子负荷，检测充电桩

l  EVSE输出CP信号的品质检测

l  负载响应速度测试

l  EV端R误差模拟测试

l  EV端故障模拟测试

l  线路、接口故障、老化测试

l  CP信号短路测试

产品优势

1、         领先的测量技术在充电系统分析领域

2、         交流充电分析符合IEC 61851-1 充电模式1, 2  3, SAE J1772 和GB/T 18487.1-2015 (AC).

3、         充当PLC跟踪器（纪录SLAC，V2G消息），实时测量AC / DC电流和电压

4、         DC直流充电分析符合IEC 61851-1 充电模式4, DIN 70121, ISO 15118 和 SAE J1772, 同时也满足IEC61851-23附件 CC (可选).

5、         对整个充电过程进行长期分析

6、         无需示波器！在几个小时的每个时段内进行硬实时和自动化测试，以符合控制传输信号的标准。

7、         可以检测和记录电流中断或组件损坏的原因，例如， 关于具有特定充电站的特定电动车辆之间的“不兼容”。

8、         适用于不同充电连接器接口和应用的大量连接器和适配器。

9、         可实现CAN接口功能测试（EV测试/ EVSE测试）的实时测量， 分 析和控制，半自动化和测试库。

10、     模块化扩展选项，适用于软件和硬件。

11、     坚固的外壳，适合移动户外使用，电池供电，IP66封闭式外壳，IP54开放式外壳。

12、     直观的操作/简便的测试自动化。

13、     国际知名的新能源汽车厂、充电桩制造商中广泛的成功使用。

我们的目标：

使复杂的充电过程易于分析和测试！

适用于移动和机架使用的设备，以及适用于全球所有标准的设备。

小册子中所示的装置和部件就是例子。

实际外观因所选设备而异。