会充电的CANoe：PLC数据采集、分析、仿真

PLC测试和数据采集的重要性

近年来，在欧盟绿色转型政策的推动下，欧洲新能源汽车市场逆势增长，为中国品牌电动车发展提供了良好机遇。同时，中国各主要电动车生产商也加大了欧洲市场的开拓力度，并取得了不错的成绩，比如我们熟知的名爵、比亚迪、爱驰、小鹏、蔚来、江淮、吉利等车企。

 

为了更好的开拓欧洲市场，中国电动车企业首先必须跨过的就是标准门槛，比如欧洲的充电协议标准联合充电系统（CCS，Combined Charging System）。CCS的通信基于ISO 15118，采用的是基于以太网协议的电力线通信（PLC，Power Line Communication）。OEM为了精准高效的完成测试，需要支持PLC通讯的自动化测试系统，CANoe Option Smart Charging结合相应硬件如VH5110或者VT7970/VT7971即可实现PLC通信的数据采集及分析，为OEM的欧标充电测试助一臂之力。

 

PLC数据采集设备

VH5110是Vector专用于EV和EVSE之间PLC数据采集分析的通讯接口卡。VH5110监听控制导引回路上的通讯数据，并转为以太网数据，由CANoe相应窗口进行分析，可以采集符合DIN 70121、ISO 15118的高层协议数据、也可以采集IEC 61851-1规定的PWM参数。

 

VH5110实物图

 

VH5110具有以下特点：

▲便携易用

▲能够监听 EVSE 和 EV 之间传输的所有数据

▲全面支持 DIN 70121 和 ISO 15118 协议（SLAC 和 V2G）

▲支持测量符合 IEC 61851的PWM 通信的电压、频率和占空比

▲直接连接到控制导引信号（CP）

▲可以通过电感耦合进行间接连接

▲不影响充电通信

▲完全符合 HPGP 规范

 

PLC数据的采集、分析

PLC数据采集设备VH5110的使用，需要结合CANoe软件，以及CANoe Option Smart Charging、CANoe Option Ethernet、VN56系列设备或者GL53系列。由于其便携易用的特点，非常适用于采集EV和EVSE或者EVCC和SECC之间的PLC通讯数据，测试场景图示如下：

 

VH5110测试场景

 

为了方便测试工程师使用，从CANoe 15.0开始，Sample Configuration中增加VH5110 Basic（CCS Listener）工程，工程师只需简单配置即可同时采集PWM参数，支持Poll模式、Push模式。

 

CANoe中PWM参数分析窗口

 

PLC数据仿真、测试设备

VT7970/VT7971是根据ISO 15118测试CCS的专用模块。它可以用于测试电动汽车(EV)和电动汽车充电设备(EVSE)。具有以下功能：

 

▲仿真电动汽车(EV)或/和电动汽车充电设备(EVSE)

▲支持控制导引信号PWM (CP)的仿真测试

▲支持电力线通信(PLC)

▲CP信号故障模拟

▲支持故障注入，如CP与PE短路、CP与PE间电容

▲PP/CC信号电压测量

▲与其他VT板卡电气隔离

▲支持外接PWM信号测量设备、信号发生器

▲通过 CANoe 中的系统变量设置和测量 PWM 信号

 

VT7970板卡

 

对符合CCS的EV的测试

基于VT7970/VT7971可以实现对EVCC的协议一致性测试，需要结合CANoe软件，以及CANoe Option Smart Charging、CANoe Option Ethernet。CANoe Option Smart Charging提供了SCC_Vehicle.vmodule、SCC_ChargePoint.vmodule、以及CAPL API等文件，可以方便、快速的搭建EV或者EVSE仿真节点，结合CAPL脚本，实现对EVSE或者EV的功能及协议一致性测试。典型的使用场景如下：

 

CCS EV测试系统

 

部分CAPL API如下：

 

 

EV测试中，CANoe的Panel如下：

 

 

CCS测试用例包

针对CCS充电过程的测试，Vector开发了符合ISO 15118-4/-5、DIN 70122的车辆端、充电桩端测试用例包，可以减少测试工程师的脚本开发工作，极大加快项目开发进程。

 

CCS测试用例包有如下特点：

▲测试用例由vTESTstudio完成，包含test table、CAPL等编辑方式

▲支持灵活方便的选择、执行测试用例

▲支持自动执行测试用例、生成测试报告

▲可快速生成可执行的测试环境

▲单个测试用例可扩展

▲可扩展集成其他硬件设备

 

下表为符合ISO 15118-5的车辆端测试用例包用例数量说明。

 

 

CANoe中车辆端测试执行示例如下：

 

CANoe中执行DIN 70122测试用例图示

 

展望

中国电动车在欧洲市场迎来快速发展的同时，仍会面临不小挑战，同时也会有越来越多的企业加入到这一进程中，为中国电动车行业的发展助力。北汇信息紧跟新能源发展方向，结合多年测试经验，从客户的角度出发在实践中不断优化测试方案，同时作为Vector中国的合作伙伴，得益于Vector中国的大力支持，不断将会充电的CANoe运用到实际中。北汇信息愿为各OEM提供VCU、BMS、Inverter、OBC、EVCC测试等解决方案，为中国电动车行业的发展增砖添瓦。