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EV全球充电协议测试方案
随着电动汽车和充电桩系统的日益多样化,不同组件之间的互操作性和标准的一致性变得越发重要。为了确认充电过程中的中断源,并针对各种干扰进行可靠性和鲁棒性测试,需要在开放的测试系统中进行一致性覆盖测试。
当前全球有三种充电协议标准:欧洲和北美采用联合充电系统(CCS,Combined Charging System),中国使用GB/T27930和GB/T18487,日本使用CHAdeMO。这些标准之间的差异化在于充电插头/接口组合,底层物理连接以及用于车辆和充电基础设施之间通信的协议。GB/T27930和CHAdeMO基于CAN总线,CCS则是基于以太网协议的电力线通信(PLC,Power Line Communication)。
模式1充电不涉及车辆和充电基础设施之间的通信,但模式2、3和4中的充电则基于PWM信号,通过CP(Control Pilot)连接进行底层通信。如果车辆和充电桩同时支持上层通信,需按照HomePlug GreenPHY标准将相应的信号调制为PWM信号,即PLC。PLC只适用于IEC/ISO15118中描述的充电模式3和4。原则上,所有基于PLC的充电通信都要求通过PWM来传输。因此,完整的测试系统必须处理这两种通信模式。
根据国家地区选择介于100 V和240 V的单/三相交流电,或者通过单独的电缆提供直流电源。
完整的SCC(Smart Charging Communication)测试系统可验证充电组件在各个阶段运行状态。该测试系统必须能够同时分析和模拟负载电路和通信信号,例如CP和PLC信号。此外,还需要仿真、解析和在必要时修改PLC数据。同时还需具备故障注入能力,包括内部互短和短电池电源/地,以及修改车辆和充电桩之间CP通信的电阻值。最后,测试系统必须能够针对电流和电压去测量和分析负载电路(AC或DC),并以确定的方式对其进行干扰。
对于组件测试和鲁棒性分析,测试系统必须提供符合标准的所有接口变量,并为每个被测组件提供明确的故障注入模式。
此外,测试系统还必须具有执行、记录、监测单元以及用于创建和管理测试用例功能。针对庞大的系统测试需求,IEC/ISO15118 第4和第5部分将提供标准化测试规范。
针对众多厂商不同组件间匹配问题,Charging Interface Initiative(CharINe.V.)作为全球重要电动汽车厂商成立的开放式协会,开发和建立CCS作为各种电动汽车充电标准,提升充电基础设施的便利性与成本效率。
CCS对于欧盟的是强制性的,在交流系统中通过单/三相交流充电最高可达43千瓦,直流充电最高可达200千瓦,未来充电功率可达350千瓦。此外,CCS明确定义了连接器和插座以及车辆与充电桩之间的通信。
CCS中一项重要任务是对不同车辆和充电站进行适配性测试。制造商正在定期组织测试项目,但随着电动汽车的快速增长,利用各种类型的充电站测试每一辆车越发困难。因此,CharINe.V.致力于定义一致性测试系统,使之适用于模块化和可扩展的系统,并确保其产品支持标准化测试用例,而相关硬软件可以来自不同的生产商(图4)。
Vector作为CharIN组织成员,积极参加一致性测试相关技术推广,定制开发了针对包含PLC在内测试所需的I/O板卡,并通过vTESTstudio创建满足充电标准的一致性测试脚本库,以及支持测试报告筛选过滤分析的TestReport Viewer,结合CANoe构成完整的CCS测试平台(如图5所示)。
VT System是与CANoe无缝集成的I/O板卡,可提供CCS测试所需的硬件环境,模拟ECU传感器和执行器。VT7870是基于VT7900A扩展板的子板(如图7和图8所示),专用于SCC测试,涵盖底层和上层通信,满足EV和EVSE测试以及相关故障注入:
对于功率级充放电测试,CANoe可通过Ethernet、CAN、RS232、GPIB等接口控制CharINe.V.支持的第三方电源或电子负载,如图9所示:
Vector提供SCC Test Package,用于检查是否符合ISO/IEC15118-4/5和DINSPEC 70122规范的测试脚本。该测试用例通过自动化测试脚本设计开发工具vTESTstudio实现(如图10所示)。vTESTstudio支持基于测试需求建模生成Excel或PDF的测试规范;测试步骤使用拖拽配置的表格方式,也可封装CAPL或C#满足特殊测试需求;支持与主流测试管理工具的集成。
Test Report Viewer是CANoe自带的报告分析器(如图12所示),支持报告的筛选过滤分析,可以直接从报告跳转到对应的测试执行数据和测试脚本,还可通过虚拟打印机导出二次处理的PDF格式的测试报告。
产品型号 | BH10S/BH10L | BH20S/BH20L | BH30S/BH30L | BH60S/BH60L | BH100S/BH100L |
产品容量 | 1KVA/0.8KW | 2KVA/1.6KW | 3KVA/2.4KW | 6KVA/4.8KW | 10KVA/8KW |
整机特性参数 | |||||
整机体制 |
双转换高频在线式 |
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整机结构 |
采用塔式和机架式结构设计 | ||||
整机满载效率AC-AC | >90% | ||||
噪音(距离前面2米) | <50dB | ||||
工作温度 | 0~40℃ | ||||
储存温度 |
-15~60℃(不含电池) | ||||
湿度 |
<95%无冷凝 | ||||
安全标准 |
GB/T14715 | ||||
电磁兼容标准 | EN50091-1/2 | ||||
保护功能 |
过载、短路、过温、市电过高/过低、电池过高/过低 | ||||
直流启动功能 |
具备 | ||||
配接发电机功能 |
具备 | ||||
手动旁路 |
无 |
选件 |
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显示 | LCD:市电下UPS运行状态、逆变状态、旁路状态、电池状态、电池量、负载量、故障信息等 | ||||
声光报警 |
自动 | ||||
静音 |
自动 | ||||
输入特性参数 | |||||
输入电压范围 |
100%负载:180~300Vac,50%负载:110~300Vac |
175~280Vac | |||
输入频率范围 | 50/60Hz(自适应) | ||||
输入功率因PF |
0.99 | ||||
总谐波失真(THDI) | <5% | ||||
输出特性参数 |
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输出电压 | 220Vac | ||||
输出功率因数 | 0.8 | ||||
输出电压稳定度 |
220Vac±1%(静态负载);220Vac±2%(50-0%负载跃变);220Vac±5%(100-0%负载跃变) | ||||
输出频率(市电) |
46Hz≤输入频率≤54Hz时,输出和输入保持一致;输入频率小于46Hz或大于54Hz时输出频率锁定在50Hz | ||||
输出频率(电池) | 50Hz±0.2% | ||||
输出波形 |
纯正弦波 | ||||
失真度 |
<1%(线性满负载),<3%(非线性负载) | ||||
过载 |
>125%过载运行时间大于30秒; >150%过载运行立即转旁路关机 |
>120%过载运行时间30秒; >150%过载运行立即转旁路关机 |
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峰值因数 | 3:1 | ||||
逆变效率 | >90% | ||||
短路 |
电路自动保护,输出为零 | ||||
输出异常 |
逆变器输出自动闭锁保护 | ||||
噪声抑制 |
EMI/RFI滤波器 | ||||
电池过低 |
关机保护 | ||||
动态响应 |
满载3%,稳定时间为20毫秒 | ||||
自动重新启动 |
具备 | ||||
软件设定开/关机 |
具备 | ||||
旁路特性参数 |
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静态旁路转换时间 | 0ms | ||||
静态旁路输入范围 | 80Vac±5%~285Vac±5% | ||||
旁路逆变转换时间 | 2ms | ||||
电池特性参数 | |||||
电池类型 |
密封铅酸免维护电池 | ||||
标配电池额定电压、节数 |
12V/7Ah×2/3节 |
12V/7Ah×4/6节 | 12V/7Ah×6/8节 | 12V/7Ah×16节 | 12V/7Ah×16节 |
标配电池额定备用时间 | 5-15min | 5-15min | 5-15min | 5-15min | 5-15min |
长延时电池额定电压 | 36Vdc | 72Vdc | 96Vdc | 192Vdc | 192Vdc |
标配充电电流 |
1A | 1A | 1A | 1A | 1A |
长延时充电电流 |
4A | 4A | 4A | 4A | 4A |
接口特性参数 |
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通讯接口 |
RS232标配;/SNMP/RS485/干接点(选件) |
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监控软件 | 具有各种操作系统下的监控管理,市电及电池状态、市电故障、电池电压低、遥控关机、控制菜单 | ||||
物理参数 |
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标机尺寸mm(深×宽×高) |
405×145×220 |
465×190×345 | 465×190×345 | 500×240×620 | 500×240×620 |
净重量Kg |
10.5/12 | 22.5/25 | 27.5/29.5 | 60 | 57 |
长机尺寸mm(深×宽×高) |
405×145×220 | 465×190×345 | 465×190×345 | 500×240×460 | 500×240×460 |
净重量Kg | 6.5 | 12 | 12.5 | 18 | 20 |
购买人 | 会员级别 | 数量 | 属性 | 购买时间 |
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