破解電動(dòng)汽車(chē)和充電樁的通訊協(xié)議兼容性問(wèn)題!

2014年開(kāi)始,整個(gè)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)突飛猛進(jìn),把沉寂徘徊多年的電動(dòng)汽車(chē)及其配套產(chǎn)業(yè)都帶動(dòng)起來(lái)。一時(shí)間做電動(dòng)車(chē)的企業(yè)如雨后春筍,同時(shí)做充電設(shè)備的企業(yè)也蜂擁而上,但帶來(lái)了很多充電CAN總線通訊協(xié)議的兼容性問(wèn)題。雖然2011年在國(guó)網(wǎng)電科院主導(dǎo)下制定了GB/T 27930-2011《電動(dòng)汽車(chē)非車(chē)載傳導(dǎo)式充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議》如圖1所示。但一直沒(méi)有功能完善的協(xié)議一致性測(cè)試儀器與軟件。所以無(wú)論電動(dòng)汽車(chē)還是充電樁,都是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單測(cè)試后便投入使用。因此經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)某車(chē)型在某充電樁上充電,通過(guò)了充電握手階段,而無(wú)法進(jìn)入充電階段等不兼容的現(xiàn)象。

圖1 GB/T27930-2011國(guó)標(biāo)

CANScope分析儀廣州致遠(yuǎn)電子股份有限公司研發(fā)的一款綜合性的CAN總線開(kāi)發(fā)與測(cè)試的專(zhuān)業(yè)工具,集海量存儲(chǔ)示波器、網(wǎng)絡(luò)分析儀、誤碼率分析儀、協(xié)議分析儀及可靠性測(cè)試工具于一身,并把各種儀器有機(jī)的整合和關(guān)聯(lián);重新定義CAN總線的開(kāi)發(fā)測(cè)試方法,可對(duì)CAN網(wǎng)絡(luò)通信正確性、可靠性、合理性進(jìn)行多角度全方位的評(píng)估;幫助用戶(hù)快速定位故障節(jié)點(diǎn),解決CAN總線應(yīng)用的各種問(wèn)題,是CAN總線開(kāi)發(fā)測(cè)試的有效工具。

CANScope的 “BMS充電機(jī)測(cè)試軟件”,如圖2所示為致遠(yuǎn)電子與國(guó)網(wǎng)電科院合作研發(fā)的,對(duì)被測(cè)充電機(jī)或者電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)(BMS)進(jìn)行符合GB/T27930協(xié)議的一致性測(cè)試軟件。

圖2 CANScopeBMS充電機(jī)測(cè)試軟件

此軟件具備以下四種工作模式:

(1)監(jiān)控測(cè)試模式:

在此模式下,CANScope作為一臺(tái)只聽(tīng)設(shè)備,監(jiān)控充電雙方的通信,如圖 3所示。

圖3 監(jiān)控測(cè)試模式選擇

監(jiān)控測(cè)試啟動(dòng)后,界面中為四個(gè)充電過(guò)程的流程監(jiān)控圖,實(shí)時(shí)閃動(dòng)目前進(jìn)行的步驟。如果發(fā)生充電過(guò)程異常中斷,可以自動(dòng)提示目前中斷的位置,便于查找問(wèn)題原因。如圖 4所示。

圖4 監(jiān)控測(cè)試細(xì)節(jié)

在這個(gè)模式下,CANScope模擬充電機(jī),對(duì)被測(cè)的電動(dòng)汽車(chē)BMS系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)議一致性測(cè)試,如圖 5所示。

圖5 模擬充電機(jī)對(duì)BMS仿真測(cè)試

在這個(gè)模式下,用戶(hù)需要先填入需要模擬的充電機(jī)的參數(shù),比如目標(biāo)地址、源地址、充電機(jī)編號(hào)、最高/最低輸出電壓、最大輸出電流、電壓/電流輸出值、累計(jì)充電時(shí)間等等參數(shù)。然后勾選要仿真的充電過(guò)程,點(diǎn)擊開(kāi)始即可開(kāi)始測(cè)試。如圖 6所示。

圖6 模擬充電機(jī)對(duì)BMS仿真測(cè)試細(xì)節(jié)

本測(cè)試是按國(guó)標(biāo)中的通信協(xié)議進(jìn)行分支探測(cè),檢驗(yàn)被測(cè)BMS系統(tǒng)的程序是否充分考慮到各種異常情況,在各種流程分支(包括異常分支)中是否能作出正確的響應(yīng)。

比如充電握手階段中,CANScope會(huì)發(fā)送錯(cuò)誤的報(bào)文,以檢測(cè)被測(cè)BMS系統(tǒng)對(duì)錯(cuò)誤的報(bào)文處理是否正確,是否會(huì)導(dǎo)致充電中斷甚至充電機(jī)死機(jī)等情況。

(3)模擬BMS對(duì)充電機(jī)測(cè)試模式:

在這個(gè)模式下,CANScope模擬電動(dòng)汽車(chē)BMS系統(tǒng),對(duì)被測(cè)的充電機(jī)進(jìn)行協(xié)議一致性測(cè)試,如圖 5所示。

圖7 模擬BMS對(duì)充電機(jī)仿真測(cè)試

在這個(gè)模式下,用戶(hù)需要先填入需要模擬仿真的BMS系統(tǒng)的參數(shù),比如目標(biāo)地址、源地址、電池類(lèi)型、整車(chē)動(dòng)力電池額定容量、額定電壓、單體電池最高充電電壓、最高允許充電電流、標(biāo)稱(chēng)總能量、最高允許充電總電壓、最高允許充電溫度、電壓需求、電流需求、充電模式等。然后勾選要仿真的充電過(guò)程,點(diǎn)擊開(kāi)始即可開(kāi)始測(cè)試。如圖 8所示。

圖8 模擬BMS對(duì)充電機(jī)仿真測(cè)試細(xì)節(jié)

本測(cè)試是按國(guó)標(biāo)中的通信協(xié)議進(jìn)行分支探測(cè),檢驗(yàn)被測(cè)充電機(jī)的程序是否充分考慮到各種異常情況,在各種流程分支(包括異常分支)中是否能作出正確的響應(yīng)。

比如充電握手階段中,CANScope會(huì)發(fā)送錯(cuò)誤的報(bào)文,以檢測(cè)被測(cè)充電機(jī)對(duì)錯(cuò)誤的報(bào)文處理是否正確,是否會(huì)導(dǎo)致充電中斷甚至充電機(jī)死機(jī)等情況。

(4)物理鏈路層可靠性測(cè)試:

在和國(guó)網(wǎng)電科院的測(cè)試認(rèn)證過(guò)程中,我們發(fā)現(xiàn)由于充電過(guò)程中伴隨有強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾,對(duì)CAN總線通信的物理層有很大的影響,有被測(cè)設(shè)備因?yàn)闆](méi)有具備良好的電磁兼容能力,而導(dǎo)致充電中斷的現(xiàn)象。所以本測(cè)試認(rèn)證加入了對(duì)物理鏈路層的可靠性測(cè)試,如圖 9所示。

圖9 物理鏈路層可靠性測(cè)試細(xì)節(jié)

本測(cè)試是按照ISO11898-1/2的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)CAN通訊的物理鏈路層進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試,以檢驗(yàn)被測(cè)設(shè)備的信號(hào)完整性、抗干擾能力等可靠性指標(biāo)。

比如總線短路測(cè)試,CANScope可以模擬短路20ms(可自定義),然后檢測(cè)被測(cè)設(shè)備能否在100ms內(nèi)恢復(fù),以此驗(yàn)證被測(cè)設(shè)備是否有錯(cuò)誤處理恢復(fù)機(jī)制。

綜上所示。本測(cè)試軟件是一款適用于電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)或非車(chē)載充電機(jī)(充電樁)的研發(fā)、測(cè)試、認(rèn)證的協(xié)議一致性與可靠性測(cè)試軟件。有助于用戶(hù)快速開(kāi)發(fā)出符合國(guó)標(biāo)的產(chǎn)品,有助于排查現(xiàn)場(chǎng)充電中斷的真正原因。

圖10 CANScope總線綜合分析儀