破解電動汽車和充電樁的通訊協(xié)議兼容性問題！
2014年開始，整個電動汽車行業(yè)突飛猛進(jìn)，把沉寂徘徊多年的電動汽車及其配套產(chǎn)業(yè)都帶動起來。一時間做電動車的企業(yè)如雨后春筍，同時做充電設(shè)備的企業(yè)也蜂擁而上，但帶來了很多充電CAN總線通訊協(xié)議的兼容性問題。雖然2011年在國網(wǎng)電科院主導(dǎo)下制定了GB/T 27930-2011《電動汽車非車載傳導(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。但一直沒有功能完善的協(xié)議一致性測試儀器與軟件。所以無論電動汽車還是充電樁，都是經(jīng)過簡單測試后便投入使用。因此經(jīng)常會出現(xiàn)某車型在某充電樁上充電，通過了充電握手階段，而無法進(jìn)入充電階段等不兼容的現(xiàn)象。
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總線開發(fā)與測試的專業(yè)工具，集海量存儲示波器、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總線的開發(fā)測試方法，可對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估；幫助用戶快速定位故障節(jié)點，解決CAN總線應(yīng)用的各種問題，是CAN總線開發(fā)測試的有效工具。
CANScope的 “BMS充電機(jī)測試軟件”，如圖2所示為致遠(yuǎn)電子與國網(wǎng)電科院合作研發(fā)的，對被測充電機(jī)或者電動汽車電池管理系統(tǒng)（BMS）進(jìn)行符合GB/T27930協(xié)議的一致性測試軟件。
此軟件具備以下四種工作模式：
在此模式下，CANScope作為一臺只聽設(shè)備，監(jiān)控充電雙方的通信，如圖 3所示。
監(jiān)控測試啟動后，界面中為四個充電過程的流程監(jiān)控圖，實時閃動目前進(jìn)行的步驟。如果發(fā)生充電過程異常中斷，可以自動提示目前中斷的位置，便于查找問題原因。如圖 4所示。
在這個模式下，CANScope模擬充電機(jī)，對被測的電動汽車BMS系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)議一致性測試，如圖 5所示。
在這個模式下，用戶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、最高/最低輸出電壓、最大輸出電流、電壓/電流輸出值、累計充電時間等等參數(shù)。然后勾選要仿真的充電過程，點擊開始即可開始測試。如圖 6所示。
本測試是按國標(biāo)中的通信協(xié)議進(jìn)行分支探測，檢驗被測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會發(fā)送錯誤的報文，以檢測被測BMS系統(tǒng)對錯誤的報文處理是否正確，是否會導(dǎo)致充電中斷甚至充電機(jī)死機(jī)等情況。
在這個模式下，CANScope模擬電動汽車BMS系統(tǒng)，對被測的充電機(jī)進(jìn)行協(xié)議一致性測試，如圖 5所示。
在這個模式下，用戶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、電池類型、整車動力電池額定容量、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程，點擊開始即可開始測試。如圖 8所示。
本測試是按國標(biāo)中的通信協(xié)議進(jìn)行分支探測，檢驗被測充電機(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會發(fā)送錯誤的報文，以檢測被測充電機(jī)對錯誤的報文處理是否正確，是否會導(dǎo)致充電中斷甚至充電機(jī)死機(jī)等情況。
在和國網(wǎng)電科院的測試認(rèn)證過程中，我們發(fā)現(xiàn)由于充電過程中伴隨有強(qiáng)電磁場的干擾，對CAN總線通信的物理層有很大的影響，有被測設(shè)備因為沒有具備良好的電磁兼容能力，而導(dǎo)致充電中斷的現(xiàn)象。所以本測試認(rèn)證加入了對物理鏈路層的可靠性測試，如圖 9所示。
本測試是按照ISO11898-1/2的標(biāo)準(zhǔn)，對CAN通訊的物理鏈路層進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化測試，以檢驗被測設(shè)備的信號完整性、抗干擾能力等可靠性指標(biāo)。
比如總線短路測試，CANScope可以模擬短路20ms(可自定義)，然后檢測被測設(shè)備能否在100ms內(nèi)恢復(fù)，以此驗證被測設(shè)備是否有錯誤處理恢復(fù)機(jī)制。
綜上所示。本測試軟件是一款適用于電動汽車電池管理系統(tǒng)或非車載充電機(jī)（充電樁）的研發(fā)、測試、認(rèn)證的協(xié)議一致性與可靠性測試軟件。有助于用戶快速開發(fā)出符合國標(biāo)的產(chǎn)品，有助于排查現(xiàn)場充電中斷的真正原因。
