【文章转载】CANoe再添CHAdeMO：完善对全球主要国家充电体系支持

 

随着全球汽车产业加快向“电动化、网联化、智能化、共享化”转型，进军海外市场、参与全球竞争是检验一个汽车品牌是否国际化的重要标准。不断提高硬实力，提高产品质量，加大研发投入和自主创新，适配当地市场充电系统是重要的一环，因此在规划研发设备时需要工具能够支持全球主要国家地区的充电验证体系。

CANoe Option .SmartCharging 16版本在支持国标GB/T 27930-2011/2015及欧美标CCS DIN 70121/ISO 15118充电协议的基础上，新增CHAdeMO标准的支持，为本土企业进军日标市场提供有利支撑。CHAdeMO充电俗称日标充电标准，CHAdeMO协会是一个围绕CHAdeMO DC充电协议的交通工具电动化协作平台，拥有500多个会员，在98个国家具备超过5万个充电桩以及100多万辆支持CHAdeMO充电标准的电动汽车。

 

充电测试台架

 

 

CHAdeMO 2.0概览

在CHAdeMO 2.0系列规范之前，最高充电功率为400kW。随着电动汽车电池容量不断攀升，已有的快充充电在用户体验上变得不再那么“快”。考虑全球化发展、向前兼容性以及向后前瞻性，中国电力企业联合会等全球电动汽车产业链上下游联合制定退出的Chaoji充电标准，在2021年4月由CHAdeMO协会率先以CHAdeMO 3.0发布（Chaoji-2）。其最高充电功率可达900kW，支持V2G和PnC等功能，且与即将发布的国标Chaoji-1充电接口兼容。CHAdeMO标准通过CAN进行通信，对于支持新版本规范的电动汽车，可以在老版本规范的充电桩进行充电（直插或通过适配器）。目前已发布0.9、1.0、1.1、1.2、2.0、3.0等几个主要版本标准，当前新产品以2.0和3.0规范为主。

图1：CHAdeMO 2.0及3.0充电接口定义对比

CHAdeMO 2.0及之前版本的规范定义的充电接口具有10个引脚，除功率传输线缆、PE、CAN通讯线外，用于低压I/O握手的信号主要包括：

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Charge sequence signal 1（d1、CP）：充电桩触发起始信号；

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Vehicle charge permission（k、CP3）：车辆确认初始信息交换建立完毕；

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Connector proximity detection（CP、CS）：接口完全接合检测引脚；

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Charge sequence signal 2（d2、CP2）：充电桩确认初始安全检查完毕。

其中d1、k、CP、d2简称一般用于CHAdeMO 2.0及之前版本规范，CP、CP3、CS、CP2对应于CHAdeMO 3.0在描述向前兼容电路时的别称。充电引导电路简化如下示意图：

图2：CHAdeMO 2.0简化引导电路图

用于具体充电参数交互及状态传输的CAN报文定义包括：

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0x100：由车辆发送给充电桩，描述车辆基本电压/电流等信息；

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0x101：由车辆发送给充电桩，描述充电时间、电池容量、协议版本等信息；

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0x102：由车辆发送给充电桩，描述目标电池电压、充电电流请求、各类状态标志位等信息。

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0x108：由充电桩发送给车辆，描述可输出电压/电流、阈值电压、协议版本信息；

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0x109：由充电桩发送给车辆，描述当前电压、充电电流、各类状态标志位、剩余充电时间信息。

除此之外，还有扩展规范（Extended Specifications）新增了可选的CAN通信报文和工作流程，用于实现动态控制（Dynamic Control）、大电流控制（High Current Control）、高压控制（High Voltage Control）功能。

CAN报文通信与低压I/O引导电路相互协作组合，实现完整的充电循环流程及异常状态处理机制：

图3：CHAdeMO 2.0简化充电流程图

 

 

CHAdeMO 3.0概览

由于Chaoji-2规范的采用，CHAdeMO 3.0标准相比于之前版本有了巨大的更新变化，主要区别包括：

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输出电压范围扩展至150-1500Vdc；

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输出电流范围扩展至0-600Adc；

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输出电流范围扩展至0-600Adc；

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全新兼容GB/T（Chaoji-1）和CHAdeMO（Chaoji-2）的充电连接接头及引导电路；

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修改和扩展了CAN通信内容，包括：

0x102报文中新增了Connector latch status，修改了协议版本信息；

0x108报文中新增了Charger ID；

0x109报文中修改了协议版本信息，新增了Welding check status flag和Insulation check completion flag。

充电引导电路方面，由原本的4根低压I/O引导电路线束改为CC1、CC2两根线束。CHAdeMO 3.0（Chaoji-2）在引导电路方面与GB/T（Chaoji-1）和未来的CCS（Chaoji-3）兼容，通过若干继电器/电阻不同的配置使得充电桩及车辆可以识别对方具体的标准种类及版本，进而自动切换至对应的通信交互及充电流程。

CHAdeMO 3.0（Chaoji-2）车辆可以通过协议适配转接头与CHAdeMO老版本标准以及GB/T-2011/2015的充电桩兼容充电，而CHAdeMO 3.0（Chaoji-2）的充电桩暂时无法兼容老版本车辆。CHAdeMO 3.0规范详细定义了与老版本标准的兼容引导电路，简化后示意图：

图4：CHAdeMO 3.0向前兼容引导电路简化示意图

在充电流程方面，CHAdeMO 3.0车辆在通过引导电路CC1/CC2引脚展现的不同电压判断是何种标准的充电桩后，即会切换至对应充电流程。其中最明显的是，CHAdeMO 2.0及以前版本标准由充电桩发起初始化完成确认后，由车辆先发送CAN报文信息；而CHAdeMO 3.0由车辆发起初始化完成确认后，充电桩先发送CAN报文信息。

图5：CHAdeMO 3.0及2.0充电流程对比

 

 

CANoe Option .SmartCharging

再添CHAdeMO支持全球充电协议

CHAdeMO标准I/O引导电路及通信报文的仿真、解析和测试，支持规范版本涵盖CHAdeMO 3.0和2.0及更老版本，可作为充电桩/车辆仿真、报文监听及充电测试场景使用。

CHAdeMO的充电模型基于CANoe的Communication Setup（ComCo）实现。若希望创建CHAdeMO的工程，可以在CANoe Simulation标签页 – Smart Charging Configuration中添加相关车辆/充电桩，并配置其基本属性参数信息。

图6：CHAdeMO充电属性配置界面

在配置好CHAdeMO车辆及充电桩基本属性参数后，即可在Communication Setup中查看已添加节点、编辑/创建仿真逻辑及VT System板卡控制CAPL脚本、关联所属总线通道等操作：

图7：CHAdeMO节点信息及脚本编辑界面

CHAdeMO各版本标准的充电引导电路主要使用VT2004A及VT2816A板卡仿真车辆端或充电桩端行为，对应接线束连接见下示意图：

图8：CHAdeMO多版本兼容VT System板卡线束连接

在“… \Sample Configurations 16.3.110\

SmartCharging\CHAdeMO”中提供了用户可参考使用的CHAdeMO 3.0和2.0及更老版本车辆和充电桩仿真脚本，以及VT System硬件控制脚本，配置完成后可在Trace、Graphic等用户熟悉界面查看充电流程信息：

图9：CANoe中CHAdeMO工程运行状态

 

 

新增车端CHAdeMO协议一致性测试产品：CANoe Test Package EV

由于CHAdeMO标准仅提供充电桩（EVSE）端的测试规范，未提供官方的车辆（EV）端测试规范。因此Vector根据CHAdeMO需求定义规范及充电桩端测试规范，凭借在充电领域多年耕耘的经验，设计了CHAdeMO 3.0和2.0及更老版本规范的车辆（EV）端测试用例及脚本。

图10：充电一致性测试包操作流程及应用范围

其中不仅包含正常充电循环流程的各环节检查，还提供各类异常退出及超时等故障场景下的测试用例，例如：

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初始化阶段各类异常退出；

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CAN报文通信前各类异常退出；

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通电前各类异常退出；

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d2开关闭合前各类异常退出；

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接触器闭合前各类异常退出；

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充电正式开始前各类异常退出；

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充电过程中各类异常退出；

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车辆（EV）端超时异常退出；

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正常充电流程环节检查。

依据CANoe Test Package EV 帮助文档说明生成测试脚本，连接VT System板卡与被测ECU线束及完成简单的基本配置后，即可执行该vTESTstudio测试脚本包并获取详细的测试报告及数据记录文件。

图11：CHAdeMO充电协议一致性测试脚本执行与分析