如何符合欧洲美洲充电桩直流快速充电标准(CCS)?

2019-09-18 17:14:34·  作者:富瑞博新能源  
 
随着电动汽车与充电设施的不断开发与更新,不同的电动汽车和充电桩之前可能会出现系统的相容性问题以及难以避免的干扰问题。同时,由于充电过程耗时相对较长,充电中断等情况的原因往往很难直接找到。 联合充电系统(ccs)包括使用combo 1和combo 2连接器在高达80或350千瓦时为电动汽车充电。这两个连接器是1型和2型连接器的扩展,带有两个附加直流(DC)触点,允许大功率直流快速充电。
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CCS标准

CCS(Combined Charging System)目前被美国,欧盟及采用美国和欧盟标准的国家采用(如韩国,新加坡,印度、俄罗斯等)。是电动汽车充电标准。CCS标准涵盖Connector、电动汽车和充电桩间的充电通信(Communication)、充电桩的电力传输电子界面(Supply Stations)(如下图)Connector对应的标准系列是IEC62196, 充电桩的电力传输电子界面(Supply Stations)为IEC61851, 电动汽车和充电桩间的充电通信(Communication)对应标准为ISO15118及DIN70121.

随着电动汽车与充电设施的不断开发与更新,不同的电动汽车和充电桩之前可能会出现系统的相容性问题以及难以避免的干扰问题。同时,由于充电过程耗时相对较长,充电中断等情况的原因往往很难直接找到。

联合充电系统(ccs)包括使用combo 1和combo 2连接器在高达80或350千瓦时为电动汽车充电。这两个连接器是1型和2型连接器的扩展,带有两个附加直流(DC)触点,允许大功率直流快速充电。组合充电系统允许根据地理区域使用1型和2型连接器进行交流充电。自2014年以来,欧盟要求在欧洲电动汽车网络内提供2类或组合2。这种充电环境包括充电耦合器、充电通信、充电站、电动汽车和充电过程的各种功能,如负载平衡和收费授权。
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如果电动汽车或电动汽车供电设备支持根据ccs列出的标准进行交流或直流充电,则它们具有ccs能力。支持ccs的汽车制造商包括:捷豹、大众集团、雷诺、通用、宝马、戴姆勒、福特、fca、特斯拉、起亚和现代。在美国,宝马和大众在2016年4月声称,东海岸和西海岸走廊拥有“完整”的ccs网络。[4]大功率直流充电的竞争充电系统包括chademo(日本)、国标推荐的标准20234(中国)和特斯拉增压器,SAE发布的国际规格--Combo接口,Combo充电方式是美国汽车工程师协会SAE在2012年发布的:全称Combo Coupler, 最高可以使用500V电压, 200A电流的充电方式。该充电方式是将交流以及直流充电结合在一起,并且还有一种直流快充莫斯。
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美国除了发布了Combo充电方式外,还在2012年联合了欧美8家厂商联合推出了一种新的充电方式,也就是CCS充电方式,这种充电方式和Combo充电方式相类似,将交流、直流电源的普通充电和快速充电形式整合到一起,这样整车只用配备一个充电接口,就可以满足几乎所有形式的电源。但它比Combo更强大的是CCS充电方式还可以支持三相交流电的接入。因此我们可以看到,日本品牌电动车在销往欧美时,都会配备CHAdeMO以及CCS两种充电接口,这也算是美日两方博弈后的结果。
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电动汽车的发展为汽车和充电系统制造商带来了新的挑战。由于230V交流电源分布普遍,新能源电动汽车的导电充电系统得到广泛应用。相关各种标准IEC 61851-1,DIN 70121,ISO 15118和SAE J1772描述了欧洲和美国交流和直流充电系统的要求,充电回路波形以及充电过程的控制信号提出了各自的表述和要求。由于CCS标准所涉及的市场广泛涉及的车企和充电设施提供单位众多。各个单位对标准的实现都是有差别的,单纯的一致性或者互操作测试例不能够完全覆盖所有的问题场景。针对这种互操作挑战,ISO15118 & CCS Testing Symposium由ISO15118标准组及德国多特蒙德工业大学-网络通信研究所(CNI)组织,由CharIN.e.v及德国Comemso等公司提供支持。电动汽车厂商,充电桩厂商,测试厂商循环进行测试,发现问题,最终汇总加入到互操作测试案例。

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德国Comemso科尼绍CCS一致性测试系统解决方案

通信协议一致性及互操作测试保障了互操作,但是真正做好非常不易。首先要求测试规范定义者及测试系统开发者有通信专业知识,需要精通要待测试的通信技术和协议细节。在精通技术和通信协议基础上,还需要制定协议实现一致性声明(PICS),测试套结构和测试目的(TSS&TP),抽象测试集及部分协议实现测试的额外信息(PIXIT)三个主要协议测试规范文档等工作。
 
科尼绍Comemso EV充电分析仪/模拟器设备,是面向新能源领域充电桩/电动汽车的一款优秀检测设备,不仅可以模拟车、模拟桩,也可以设置在车与桩之间进行监测,同时又具备机架式和便携式两种产品类型。该设备,在欧洲/北美早已作为充电测试首选,国际知名整车厂如宝马、奔驰、奥迪、福特等和充电桩设备制造商有广泛的使用。

符合各种标准的充电分析仪
符合交流AC标准:IEC61851-1,SAEJ1772和GB/T18487.1-2015
符合直流DC标准:IEC 61851-1, DIN 70121, ISO 15118, SAE J1772 和IEC 61851-23.
通讯协议分析标准:GB/T27930-2011和GB/T27930-2015
WPT无线充电标准:JSON (SAE J2954)

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产品应用
1、车辆开发企业
(1)使用EVCA模拟充电桩, 根据自己的厂内标准,模拟异常信号, 设计出比国标要求更严格的电动汽车以符合市场上所有的充电桩
(2)使用EVCA对电动汽车进行是否符合当地标准的检测
(3)使用EVCA搭配电动汽车/充电桩实现充电过程的全称检测
2、充电桩设备企业
(1)使用EVCA模拟充电桩, 根据自己的厂内标准,模拟异常信号, 设计出比国标要求更严格的电动汽车以符合市场上所有的充电桩
(2)使用EVCA对电动汽车进行是否符合当地标准的检测
(3)使用EVCA搭配电动汽车/充电桩实现充电过程的全程检测
3、第三方检测机构
(1)使用EVCA对充电桩是否符合当地标准进行检测
(2)使用EVCA发现充电过程中的不良问题,并对送检 单位提出改善的意见以及改善方法
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应用
* 检测充电状态
* 验证状态变化
* 检测停止事件
* 检测干扰
* 检查直流电压/直流电流值
* 检查辅助电压/电流值
* 将信号与传达的值进行比较
* 检测充电问题的原因
* 检测安全问题(触点温度过高,电压和电流峰值,缺少焊接检查等)
* 电动汽车的全面模拟
* 充分模拟充电器
* 测试库
* 稳健性测试
* 故障注入的其他硬件
* 可用的不同电源和负载,用于控制装配到充电过程。可根据要求整合客户的电源和负载。
* 坚固的外壳,适合户外移动使用- IP67;用于现场应用或实验室用途。
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应用
* 检测充电状态
* 验证状态变化
* 检测停止事件
* 检测干扰
* 检查直流电压/直流电流值
* 检查辅助电压/电流值
* 将信号与传达的值进行比较
* 检测充电问题的原因
* 检测安全问题(触点温度过高,电压和电流峰值,缺少焊接检查等)
* 电动汽车的全面模拟
* 充分模拟充电器
* 测试库
* 稳健性测试
* 故障注入的其他硬件
* 可用的不同电源和负载,用于控制装配到充电过程。可根据要求整合客户的电源和负载。
* 坚固的外壳,适合户外移动使用- IP67;用于现场应用或实验室用途。

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充电过程解析
AC充电全过程中进行实时测试分析:
测试结果
1. 电流电压解析
2. 控制信号解析
3. 电流电压/控制信号在同一时间轴上解析
4. EVCA模拟电动车/充电桩功能
5. 通过CAN进行远程控制
完全模拟电动汽车内部回路,手动控制相应部件,看充电桩能否正常动作模拟充电桩,手动模拟错误信息(电流,电压,控制信号,占空比),看电动汽车能否正常动作
DC快速充电过程中进行实时测试分析:

检测并验证充电状态,时序和CAN统计数据。
1. 通过图表表示出充电状态的变化
2. 实时显示CAN信号,电压电流值
3. 出现异常时,在CAN信号中标示出来
4. 可以生产测试报告,提示是否通过或做出错误标记

客户名单
其它辅助功能:
交直流电源;模拟连接器;
EVSE测试数据库
快速自动验证EVSE的电气标准符合性。该库可用于现场操作,以便轻松查找EVSE错误,或在EVSE开发过程中进行验证或回归测试。
多种测试和测量选择:
* CP 端: 创建不同的 CP 值和错误 (开路,短路,二极管旁路,标称/最大/最小.R2/ R3 电阻等)
* SLAC 端: 检查时间并创建切换
* PLC 端: 创建通信超时, 创建 EV-Sim的不同消息内容。
充电全过程:
- 检查 IEC 61851-23 附录 CC 和 SAE J1772 时序合规性
- 创建充电配置文件
欧洲美洲CCS充电桩

 

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