看中汽中心如何测试车与桩的充电互操作性

肖莹

基础设施建设是影响新能源汽车推广的因素之一,除了充电桩、充电站数量不足以外,还存在的问题是充电桩与车辆的充电不兼容,这主要包括两个方面,充电接口和通讯协议。中国汽车技术研究中心黄炘博士表示,形成这样问题的主要原因在于,“现在充电设施方面生产企业非常多,产品的型号、版本非常多,特别涉及到版本有不同的标准,有2011版标准,还有2015年版标准,甚至包括再早之前什么标准都不符合。在系统架构方面也有一些区别,比如单个安装,还有现在很多是整体柔性充电,这些可能都会带来不同的充电互操作性的问题。”

按照不同标准建设充电桩,不但有以上所述的兼容性问题,还涉及到到安全性问题。因此制定统一的国家标准,并按照标准进行测试非常重要。关于充电接口和通讯协议的标准,去年12月国家质检总局、国家标准委发布新修订的有关电动汽车充电接口和通信协议的5项国家标准,对交流充电接口、直流充电接口、通讯协议等方面进行了标准规范,虽然是作为推荐性目录出现,黄炘表示,今年7月1日以后,新车型产品的充电接口都要满足国家标准。那么,充电接口及通讯协议标准的检测是如何进行的,黄炘进行了介绍。

开展的互操作性的测试主要分为两个阶段。第一阶段是对单品的测试,单独的对充电设施、充电设备、充电汽车、以及充电连接装置进行测试。第二阶段,在首先保证单品符合要求之后,对实际充电进行测试,交流桩和车之间进行匹配测试,还有直流充电机和车之间匹配测试。因为,有可能车辆在单体进行测试时,有些细节覆盖不全。

充电接口及通讯协议测试

充电接口测试主要是有四个方面,一个是接口通用性,这个是现在新标准变化最大的一个方面,保证接收性的基础;第二是机械结构方面,保证结构使用中的可靠性;第三是材料方面的测试;第四是关于电器安全方面,例如一些大电流的测试。一些企业对接口这个产品并不特别重视,因为它毕竟只是一个小的配件。但是,实际上它对安全性有很大影响,如果产品不合格,可能出现兼容性差、材料方面和结构方面的问题。

在进行充电设施调研时发现一些问题,充电桩在充电枪插入的时候,因为受到了插座空间的干涉,所以导致没法正常充电的过程。所以需要把它的尺寸给变成一个规范性的要求,变成强制性的要求。反过来对车辆要求的时候,对车辆插座空间也提出了相对应的要求。

对于通信协议测试还是从三个层面进行测试的,包括物理层、链路层、应用层。首先是充电流程主要是充电握手阶段,还有充电参数配置还有充电阶段,还有充电结束阶段,还有报文格式,还有故障响应处理检查,比如说报文里面出现问题的时候,是不是能够发出这种正确的信息,或者采取这种处理措施。

通过在调研中发现的问题,在新标准里增加了电子锁、信号针、机械锁尺寸等相关要求,以及对电压做了一些调整,原来辅助电压是12V和24V,现在去掉了24V。

实车、实桩的互操作性测试

针对实车互操作性测试整体的测试方案是通过充电设备和充电之间把信号都接出来,模拟冲撞的情况,通过记录仪方式采集整个充电的时序电流电压判断是否符合要求。通过测试,总结了29个问题,主要集中在几个方面:第一是关于脉冲信号开始跟中止时序方面的问题;第二,交流供电回路通路时序不符合18487.1的要求。第三,EVSE对车辆端设置的定时器无响应。第四,充电连接不符合20234.2的相关要求,关于CP信号不符合标准要求。此外还有一些比较明显的问题,比如说车和充电桩都没有预约功能、没有按照正常的插拔接头,或由于使用这种角度、力度不一样,可能引起接触不良的情况。

对直流互操作性测试,发现的问题来说更严重一些,因为直流标准涉及到充电协议这些方面,问题主要集中在:第一对时序不满足,第二通信协议不符合。最明显的例子,开始的时候在新标准里面增加了一个PHM报容灯,旧的车型在新的标准,一开始插上去的时候,基本上没有什么反应,因为充电桩那边得不到正确的反馈。当然也有那种情况,产品充电桩跟车辆都有进行兼容性的设计,对老标准的兼容性,这个也是我们鼓励的一个情况。

在安全性方面有些产品出现电流反灌的情况,在充电桩跟车辆刚连接上的时候,特别是旧的产品,可能因为瞬间给电流充电,导致瞬间大电流,瞬间大电流可能引起在车辆侧或者充电桩这边对继电器出现烧结的情况,如果车辆没有对烧结情况没有进行一直检测,有可能发现不了,因为他可能一直充电,如果出现问题的时候,这个产品就没有办法断开,那么问题就严重了。所以很多车也提出来关于电流反灌的测试要求,这点也希望增加到标准里面。

总结

针对这些情况,通过测试进行了一些总结,对标准完善提出几点修改建议。第一,对插头空间的测试,通过模拟最大的充电枪,是不是所有车辆都能进行插拔;第二,故障模拟测试方法的明确;第三,对于预约充电方面,可以看时序图,也希望对这部分进行一个更详细的规定。

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