一、充电桩结构
 
充电桩内部主要有充电桩控制器、计费单元、充电机等模块组成,主要采用 CAN 总线通讯。其中充电控制器与外部 BMS 进行通讯,主要完成充电握手等充电过程。
 
图 1  充电桩内部架构
 
二、充电桩行业 CAN 总线测试要求
 
1、协议一致性
充电机控制器与 BMS 之间 CAN 总线通讯必须满足《34658-2017 电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的协议一致性测试》,以此验证充电功能是否正常。
       
如果没有通过该项目测试,将导致车桩充电时出现充电故障,充不上电乃至更大程度的安全隐患问题。
       
注:具体要求解读如《充电桩标准解读》所示。
 
2、国网标准物理层测试要求
充电桩的充电控制器与 BMS 通讯是采用 CAN 总线,必须满足《QGDW1591-2014 电动汽车非车载充电机检验技术规范》规定了物理层及链路层测试内容:
 
l 物理层测试项目:传输速率测试、信号幅值测试、总线延时测试、总线利用率测试、总线错误率测试、终端电阻变化测试、报文压力测试、抗干扰测试
 
l 链路层测试项目:帧格式测试、协议数据单元测试、协议数据单元 PDU 格式测试、参数组编号 PGN 测试、传输协议功能测试、地址分配测试。
如果没有通过该部分功能测试,将无法通过国网招标,以及在充电桩协议通讯的底层出现信号质量问题,影响后续充电进程。
       
注:具体要求解读如《充电桩标准解读》所示。
 
3、充电桩及充电堆底层调试
充电桩运行是强电磁干扰环境,造成共模干扰串扰到总线上从而导致通讯错误,出现大量错误帧,使通讯出现故障或者整个充电桩崩溃无法运行。所以需要关注 CAN 总线幅值、波形、边沿、共模信号等细节,从而保证信号稳定。
       
充电堆是多桩进行充电,总体通讯在同一条 CAN 总线上,需要关注负载率测试。
 
图 2  充电桩测试波形截图
 
三、CANScope 测试应用方案
 
1、测试连接
充电桩控制器通过枪头引出通信线,接到外部 BMS,枪头通信线标识符是 S+、S-,通过与 BMS 连接进行充电握手等通讯工程。进行测试时,由于枪头的通信线不方便引出,所以 CANScope 主要接在充电控制器的输出端,S+接 CAN_H,S- 接 CAN_L,直接在 PC 上位机上进行自动化协议一致性测试。
       
DC+和 DC- 闭合是用于检测电池电压,测试的时候当 BMS(CANScope)发送 BCP 报文时:
 
l 如果是 2011 标准的桩,一般会自动跳过该阶段,测试流程继续往下运行;
 
l 如果是 2015 标准的桩,测试流程到 BCP 报文的时候,用户需要在桩体内部手动闭合 DC+和 DC-,使充电桩进行电池电压检测,使流程往下运行
 
注:协议一致性测试不用接 BMS 和负载,架构图仅为了说明充电桩和外部设备连接架构。
 
图 3  CANScope 应用测试连接
 
2、CANScope 应用功能
1)全自动协议一致性测试,可导出测试报表
用户只需按照应用测试连接(负载或 BMS 可以不连接),打开软件测试页面,自定义勾选必要的测试项目,点击开始测试并可完成整个自动化测试流程,并提供测试报表。
       
特别是在充电桩安装以后,如果现场出现通讯问题,充电桩测试系统不具备便携性,而 CANScope 可方便携带出差,到现场解决因为充电协议出错而导致的故障问题。
 
图 4  协议一致性测试页面
 
2)国网标准物理层测试更好补充
用户只需按照应用测试连接(负载或 BMS 可以不连接),打开设备并运行充电桩,采集充电过程的报文和波形,便可逐项测试物理层测试测试,覆盖国网标准在物理层测试的要求。充电桩测试系统一般只关注应用层协议测试,所以 CANScope 是底层测试的最好补充,是当前 CAN 总线测试
       
注:底层测试详细功能请打开 ZLG 致远电子 CANScope 测试软件进行浏览。
 
图 5  物理层测试
 
3)底层测试
CANScope 主打底层测试,是当前市面上唯一一款波形和报文同步首发的 CAN 总线测试分析设备,可用户充电桩开发时出现的 CAN 总线通讯错误问题,直接定位错误节点,找出错误原因,加速开发进程。
 
图 6  CANScope 底层测试插件
注:底层测试详细功能请打开 ZLG 致远电子 CANScope 测试软件进行浏览。