CANoe再添CHAdeMO：完善對全球主要國家充電體系支持

隨著全球汽車產(chǎn)業(yè)加快向“電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化”轉(zhuǎn)型，進(jìn)軍海外市場、參與全球競爭是檢驗(yàn)一個(gè)汽車品牌是否國際化的重要標(biāo)準(zhǔn)。不斷提高硬實(shí)力，提高產(chǎn)品質(zhì)量，加大研發(fā)投入和自主創(chuàng)新，適配當(dāng)?shù)厥袌龀潆娤到y(tǒng)是重要的一環(huán)，因此在規(guī)劃研發(fā)設(shè)備時(shí)需要工具能夠支持全球主要國家地區(qū)的充電驗(yàn)證體系。

CANoe Option .SmartCharging 16版本在支持國標(biāo)GB/T 27930-2011/2015及歐美標(biāo)CCS DIN 70121/ISO 15118充電協(xié)議的基礎(chǔ)上，新增CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn)的支持，為本土企業(yè)進(jìn)軍日標(biāo)市場提供有利支撐。CHAdeMO充電俗稱日標(biāo)充電標(biāo)準(zhǔn)，CHAdeMO協(xié)會是一個(gè)圍繞CHAdeMO DC充電協(xié)議的交通工具電動(dòng)化協(xié)作平臺，擁有500多個(gè)會員，在98個(gè)國家具備超過5萬個(gè)充電樁以及100多萬輛支持CHAdeMO充電標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)汽車。

充電測試臺架

CHAdeMO 2.0概覽

在CHAdeMO 2.0系列規(guī)范之前，最高充電功率為400kW。隨著電動(dòng)汽車電池容量不斷攀升，已有的快充充電在用戶體驗(yàn)上變得不再那么“快”?？紤]全球化發(fā)展、向前兼容性以及向后前瞻性，中國電力企業(yè)聯(lián)合會等全球電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游聯(lián)合制定退出的Chaoji充電標(biāo)準(zhǔn)，在2021年4月由CHAdeMO協(xié)會率先以CHAdeMO 3.0發(fā)布（Chaoji-2）。其最高充電功率可達(dá)900kW，支持V2G和PnC等功能，且與即將發(fā)布的國標(biāo)Chaoji-1充電接口兼容。CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn)通過CAN進(jìn)行通信，對于支持新版本規(guī)范的電動(dòng)汽車，可以在老版本規(guī)范的充電樁進(jìn)行充電（直插或通過適配器）。目前已發(fā)布0.9、1.0、1.1、1.2、2.0、3.0等幾個(gè)主要版本標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前新產(chǎn)品以2.0和3.0規(guī)范為主。

圖1：CHAdeMO 2.0及3.0充電接口定義對比

CHAdeMO 2.0及之前版本的規(guī)范定義的充電接口具有10個(gè)引腳，除功率傳輸線纜、PE、CAN通訊線外，用于低壓I/O握手的信號主要包括：

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Charge sequence signal 1（d1、CP）：充電樁觸發(fā)起始信號；

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Vehicle charge permission（k、CP3）：車輛確認(rèn)初始信息交換建立完畢；

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Connector proximity detection（CP、CS）：接口完全接合檢測引腳；

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Charge sequence signal 2（d2、CP2）：充電樁確認(rèn)初始安全檢查完畢。

其中d1、k、CP、d2簡稱一般用于CHAdeMO 2.0及之前版本規(guī)范，CP、CP3、CS、CP2對應(yīng)于CHAdeMO 3.0在描述向前兼容電路時(shí)的別稱。充電引導(dǎo)電路簡化如下示意圖：

圖2：CHAdeMO 2.0簡化引導(dǎo)電路圖

用于具體充電參數(shù)交互及狀態(tài)傳輸?shù)腃AN報(bào)文定義包括：

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0x100：由車輛發(fā)送給充電樁，描述車輛基本電壓/電流等信息；

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0x101：由車輛發(fā)送給充電樁，描述充電時(shí)間、電池容量、協(xié)議版本等信息；

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0x102：由車輛發(fā)送給充電樁，描述目標(biāo)電池電壓、充電電流請求、各類狀態(tài)標(biāo)志位等信息。

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0x108：由充電樁發(fā)送給車輛，描述可輸出電壓/電流、閾值電壓、協(xié)議版本信息；

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0x109：由充電樁發(fā)送給車輛，描述當(dāng)前電壓、充電電流、各類狀態(tài)標(biāo)志位、剩余充電時(shí)間信息。

除此之外，還有擴(kuò)展規(guī)范（Extended Specifications）新增了可選的CAN通信報(bào)文和工作流程，用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制（Dynamic Control）、大電流控制（High Current Control）、高壓控制（High Voltage Control）功能。

CAN報(bào)文通信與低壓I/O引導(dǎo)電路相互協(xié)作組合，實(shí)現(xiàn)完整的充電循環(huán)流程及異常狀態(tài)處理機(jī)制：

圖3：CHAdeMO 2.0簡化充電流程圖

CHAdeMO 3.0概覽

由于Chaoji-2規(guī)范的采用，CHAdeMO 3.0標(biāo)準(zhǔn)相比于之前版本有了巨大的更新變化，主要區(qū)別包括：

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輸出電壓范圍擴(kuò)展至150-1500Vdc；

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輸出電流范圍擴(kuò)展至0-600Adc；

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輸出電流范圍擴(kuò)展至0-600Adc；

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全新兼容GB/T（Chaoji-1）和CHAdeMO（Chaoji-2）的充電連接接頭及引導(dǎo)電路；

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修改和擴(kuò)展了CAN通信內(nèi)容，包括：

0x102報(bào)文中新增了Connector latch status，修改了協(xié)議版本信息；

0x108報(bào)文中新增了Charger ID；

0x109報(bào)文中修改了協(xié)議版本信息，新增了Welding check status flag和Insulation check completion flag。

充電引導(dǎo)電路方面，由原本的4根低壓I/O引導(dǎo)電路線束改為CC1、CC2兩根線束。CHAdeMO 3.0（Chaoji-2）在引導(dǎo)電路方面與GB/T（Chaoji-1）和未來的CCS（Chaoji-3）兼容，通過若干繼電器/電阻不同的配置使得充電樁及車輛可以識別對方具體的標(biāo)準(zhǔn)種類及版本，進(jìn)而自動(dòng)切換至對應(yīng)的通信交互及充電流程。

CHAdeMO 3.0（Chaoji-2）車輛可以通過協(xié)議適配轉(zhuǎn)接頭與CHAdeMO老版本標(biāo)準(zhǔn)以及GB/T-2011/2015的充電樁兼容充電，而CHAdeMO 3.0（Chaoji-2）的充電樁暫時(shí)無法兼容老版本車輛。CHAdeMO 3.0規(guī)范詳細(xì)定義了與老版本標(biāo)準(zhǔn)的兼容引導(dǎo)電路，簡化后示意圖：

圖4：CHAdeMO 3.0向前兼容引導(dǎo)電路簡化示意圖

在充電流程方面，CHAdeMO 3.0車輛在通過引導(dǎo)電路CC1/CC2引腳展現(xiàn)的不同電壓判斷是何種標(biāo)準(zhǔn)的充電樁后，即會切換至對應(yīng)充電流程。其中最明顯的是，CHAdeMO 2.0及以前版本標(biāo)準(zhǔn)由充電樁發(fā)起初始化完成確認(rèn)后，由車輛先發(fā)送CAN報(bào)文信息；而CHAdeMO 3.0由車輛發(fā)起初始化完成確認(rèn)后，充電樁先發(fā)送CAN報(bào)文信息。

圖5：CHAdeMO 3.0及2.0充電流程對比

CANoe Option .SmartCharging

再添CHAdeMO支持全球充電協(xié)議

CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn)I/O引導(dǎo)電路及通信報(bào)文的仿真、解析和測試，支持規(guī)范版本涵蓋CHAdeMO 3.0和2.0及更老版本，可作為充電樁/車輛仿真、報(bào)文監(jiān)聽及充電測試場景使用。

CHAdeMO的充電模型基于CANoe的Communication Setup（ComCo）實(shí)現(xiàn)。若希望創(chuàng)建CHAdeMO的工程，可以在CANoe Simulation標(biāo)簽頁 – Smart Charging Configuration中添加相關(guān)車輛/充電樁，并配置其基本屬性參數(shù)信息。

圖6：CHAdeMO充電屬性配置界面

在配置好CHAdeMO車輛及充電樁基本屬性參數(shù)后，即可在Communication Setup中查看已添加節(jié)點(diǎn)、編輯/創(chuàng)建仿真邏輯及VT System板卡控制CAPL腳本、關(guān)聯(lián)所屬總線通道等操作：

圖7：CHAdeMO節(jié)點(diǎn)信息及腳本編輯界面

CHAdeMO各版本標(biāo)準(zhǔn)的充電引導(dǎo)電路主要使用VT2004A及VT2816A板卡仿真車輛端或充電樁端行為，對應(yīng)接線束連接見下示意圖：

圖8：CHAdeMO多版本兼容VT System板卡線束連接

在“… Sample Configurations 16.3.110

SmartChargingCHAdeMO”中提供了用戶可參考使用的CHAdeMO 3.0和2.0及更老版本車輛和充電樁仿真腳本，以及VT System硬件控制腳本，配置完成后可在Trace、Graphic等用戶熟悉界面查看充電流程信息：

圖9：CANoe中CHAdeMO工程運(yùn)行狀態(tài)

新增車端CHAdeMO協(xié)議一致性測試產(chǎn)品：CANoe Test Package EV

由于CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn)僅提供充電樁（EVSE）端的測試規(guī)范，未提供官方的車輛（EV）端測試規(guī)范。因此Vector根據(jù)CHAdeMO需求定義規(guī)范及充電樁端測試規(guī)范，憑借在充電領(lǐng)域多年耕耘的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了CHAdeMO 3.0和2.0及更老版本規(guī)范的車輛（EV）端測試用例及腳本。

圖10：充電一致性測試包操作流程及應(yīng)用范圍

其中不僅包含正常充電循環(huán)流程的各環(huán)節(jié)檢查，還提供各類異常退出及超時(shí)等故障場景下的測試用例，例如：

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初始化階段各類異常退出；

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CAN報(bào)文通信前各類異常退出；

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通電前各類異常退出；

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d2開關(guān)閉合前各類異常退出；

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接觸器閉合前各類異常退出；

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充電正式開始前各類異常退出；

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充電過程中各類異常退出；

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車輛（EV）端超時(shí)異常退出；

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正常充電流程環(huán)節(jié)檢查。

依據(jù)CANoe Test Package EV 幫助文檔說明生成測試腳本，連接VT System板卡與被測ECU線束及完成簡單的基本配置后，即可執(zhí)行該vTESTstudio測試腳本包并獲取詳細(xì)的測試報(bào)告及數(shù)據(jù)記錄文件。

圖11：CHAdeMO充電協(xié)議一致性測試腳本執(zhí)行與分析

審核編輯 ：李倩