越來越多的創(chuàng)新解決方案讓電動汽車進入大眾市場，其中一個重要的部分是充電技術。根據ISO 15118、DIN SPEC 70121、SAE J2847/2等行業(yè)標準，智能充電可用于電動或混合動力汽車的充電系統。Vector通過豐富的測試系統和定制的ECU軟件，為車輛、充電站和感應充電系統中的車載充電ECU的開發(fā)提供支持。

充電協議

充電基礎設施基本上提供三種類型的充電:

> 交流電（AC）

>直流電（DC）

>感應充電

車輛中的電池始終使用直流電充電。這意味著需要以不同方式設置充電系統（充電基礎設施和車載電子設備），車輛中需要一個交流/直流轉換器來進行交流和感應充電。在直流充電的情況下，該轉換器已經安裝在充電站中，即充電站通常直接連接到電池。所以在直流充電中，車輛必須始終將其瞬時充電功率需求傳達給充電站。一些國際標準定義了充電協議需要用到的物理通信介質和消息序列，例如：ISO 15118、DIN SPEC 70121、SAE J2847/2、GB/T 27930和CHAdeMO。

ISO 15118

ISO 15118是為了支持電動汽車雙向充放電而定義的對電網通信界面的協議。該協議定義多種使用場景，并且是目前唯一支持自動支付的標準，其身份驗證基于證書和TLS安全協議。這種機制被稱為即插即用（Plug’n Charge，簡稱PnC）。原則上，感應充電系統使用交流電工作，不能簡單地限制車輛側的功率，車輛和充電樁之間的通信是必要的，此種通信方式目前也在ISO 15118中進行定義。

>符合ISO 15118-20標準的智能充電

近年來，智能充電的理念主導了許多關于電動汽車的討論。ISO 15118定義了與充電通信協議相關的重要原則和標準。2022年4月發(fā)布的ISO15118-20“網絡協議和應用協議需求”是電動汽車發(fā)展道路上的一個里程碑，對許多增強型功能進行標準化。ISO 15118-20取代之前的ISO 15118-2，描述網絡協議和應用協議的需求。這些創(chuàng)新涉及能量傳輸模式、物理層和信息安全。除了雙向電力傳輸（BPT）之外，還增加了無線電力傳輸（WPT）和基于受電弓的自動連接設備（ACD-P）作為新的能量傳輸方式。其無線通信的物理層是基于IEEE 802.11n的WLAN。此外，無論是否使用即插即用（PnC），ISO 15118-20始終要求充電通信基于TLS1.3雙向驗證。

ECU 軟件方案

為了快速開發(fā)車載充電ECU，Vector為用戶提供軟件協議棧MICROSAR.CHARGE。該協議棧包含符合 ISO 15118、DIN SPEC 70121和SAE J2847/2的智能充電的整個協議簇，基于控制電力線的收發(fā)器也包括在內。

MICROSAR.CHARGE涵蓋智能充電的車輛端通信序列流，可無縫融入現有的AUTOSAR架構，并且可以同現有的OEM定制的軟件框架一起使用，已被許多OEM用于量產。

充電協議棧支持符合ISO 15118、DIN SPEC 70121和SAE J2847/2規(guī)范的以太網通信，其軟件架構如圖1所示。這種組合充電系統（CCS）在北美和歐洲很常見。對于所有OEM，可通過配置文件EIM（外部識別方式）和PnC（即插即用充電）支持AC和DC充電，包括使用SLAC（信號電平衰減特性）。此外，還可以通過HTTP和DNS實現連接增值服務（VAS），以及實現OEM其他特定功能，例如可以實現車輛和充電站之間的并行通信，以便交換附加信息。

圖1: 支持ISO 15118的MICROSAR.CHARGE軟件架構圖

除了CCS相關標準外，MICROSAR.CHARGE還支持中國的GB/T 27930以及日本的CHAdeMO標準。兩者使用直流充電，通過CAN總線完成通信，其軟件架構如圖2所示。

圖2:支持GB/T 27930的MICROSAR.CHARGE軟件架構圖

審核編輯 ：李倩