CANoe für E-Mobility: Ladekommunikation analysieren, simulieren und testen

Die CANoe Option .SmartCharging erweitert CANoe um die Möglichkeit, das Kommunikationsverhalten eines E-Fahrzeugs (EV) oder einer Ladesäule (EVSE) während des Ladevorgangs zu simulieren. Damit ist die Option .SmartCharging das optimale Werkzeug, um eine flexible und parametrisierbare Gegenstelle zur Absicherung der Funktionalität bei der Entwicklung von EV-/EVSE-Ladesteuergeräten aufzubauen. Neben dem automatischen Kommunikationsablauf ist auch das individuelle Senden und Empfangen von vordefinierten Kommunikationsbotschaften möglich. Mit dieser Funktionalität implementieren Sie Testfälle einfach und bequem.

Durch die nahtlose Einbindung in CANoe ist der Testaufbau beliebig um weitere Funktionen erweiterbar, wie beispielsweise:

Einbinden von Quellen und Senken zum Testen von Komplettsystemen
Erweiterung um weitere Netzwerksysteme, um zeitsynchron die Kommunikation weiterer Komponenten zu verfolgen, wie Ladesteuergerät, On-Board Charger (OBC) oder Batteriemanagementsystem (BMS)

Vorteile

System under Test (SUT) benötigt keine reale Gegenstelle
Komfortables Anpassen selbst vielfältiger Simulationsparameter
Flexibilität beim Erzeugen von Testfällen durch manuelles oder auch automatisches Triggern von Kommunikationssequenzen
Breiter Einsatzbereich durch vollständige Unterstützung der Protokolle DIN 70121, ISO/IEC 15118 und GB/T 27930
Einfaches Verwalten von Sicherheitszertifikaten sowie Unterstützung von Public Key Infrastructure (PKI) für Transport Layer Security (TLS) mittels Security Manager

Galerie

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Simulation und Analyse der Standards des Combined Charging Systems (CCS), hier beispielsweise ISO 15118

Bereitstellung ausgewählter Inhalte in Systemvariablen (DIN 70121/ISO 15118)

Interface-Hardware VT7900A mit dem Erweiterungsmodul VT7870 für den Test des Standards Combined Charging Systems (CCS)

Simulation und Test des chinesischen Ladestandards GB/T 27930

Anwendungsgebiete

Analyse, Simulation und Test der Kommunikation zwischen E-Fahrzeug (EV) und Ladesäule (EVSE) basierend auf den internationalen Standards IEC 61851, DIN 70121, ISO 15118, GB/T 27930 und CHAdeMO (Produktfunktion in Entwicklung).

Funktionen

Simulation des Ladevorgangs eines E-Fahrzeugs oder einer Ladesäule auf Kommunikationsebene:
- Konfiguration aller wichtigen Parameter in einer XML-Datei (DIN 70121/ISO 15118)
Analyse der Kommunikation zwischen E-Fahrzeug und Ladesäule während des Ladevorgangs:
- Interpretieren der Botschaften im Trace-Fenster
- Spätere Offline-Analyse einer aufgezeichneten Kommunikation
Unterstützung von Signal Level Attenuation Characterization (SLAC) und Vehicle-to-Grid (V2G) Protokollen für den Combined-Charging-System (CCS) Standard
Überwachen und Aufzeichnen wichtiger Botschaftsinhalte:
- Bereitstellen ausgewählter Inhalte in Systemvariablen (DIN 70121/ISO 15118)

Unterstützte Standards

IEC 61851
Der internationale Standard IEC 61851 beschreibt unter anderem die hardwarebasierte Basiskommunikation mittels PWM-Signal auf der Control Pilot (CP) Leitung im Ladekabel. Diese Basiskommunikation ist Vorrausetzung, um in die Kommunikation mit den höheren Protokollen DIN 70121 und ISO/IEC 15118 einzusteigen.

ISO/IEC 15118
Der internationale Standard ISO/IEC 15118 definiert die Kommunikation zwischen E-Fahrzeug (EV) und Ladesäule (EVSE). Er ermöglicht das Laden mit AC-/DC-Spannung. Der Ladevorgang kann dabei mittels externer Identifizierung (EIM) an der Ladesäule oder automatischer Identifizierung mittels TLS-verschlüsselter Verbindung (PnC) gestartet werden. ISO/IEC 15118 ist Bestandteil des Combined Charging System (CCS). Hier sind neben den Kommunikationsprotokollen auch weitere Komponenten, wie z.B. die Steckverbindungen, definiert. Der CCS-Standard wird hauptsächlich in Europa und USA eingesetzt.
DIN 70121
Die deutsche Norm DIN 70121 ist ebenfalls Bestandteil des Combined Charging System (CCS), beschreibt aber lediglich das Laden mit DC-Spannung mittels externer Identifizierung (EIM).
GB/T 27930
Der chinesische Standard GB/T 27930 beschreibt das Laden zwischen Ladesäule (EVSE) und E-Fahrzeug (EV) mittels DC-Spannung.
CHAdeMO
Der japanische Standard CHAdeMO beschreibt das Laden zwischen Ladesäule (EVSE) und E-Fahrzeug (EV) mittels DC-Spannung.

Know-how

Ladekommunikation auf Chinesisch

GB/T-27930-konforme E-Fahrzeuge und Ladesäulen entwickeln

Elektromobilität spielt insbesondere in China eine wichtige Rolle, immer mehr Fahrzeuge sind dort elektrisch auf den Straßen unterwegs. Dazu bedarf es einer flächendeckenden Ladeinfrastruktur. Alle OEMs weltweit, die in China E-Fahrzeuge verkaufen wollen, müssen sich daher mit der GB/T-Norm beschäftigen.

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Voraussetzungen

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Software Hardware

Die CANoe Option .SmartCharging übernimmt ausschließlich die Kommunikation der oberen Kommunikationsschichten, wie zum Beispiel die Applikationsschicht.
Für die unteren Kommunikationsschichten, beispielsweise die Transportschicht, ist je nach Standard eine zusätzliche CANoe Option erforderlich:
- Für die Normen DIN 70121 und ISO 15118 des Combined Charging System (CCS) ist die CANoe Option .Ethernet nötig.
- Der Standard GB/T 27930 erfordert hingegen die CANoe Option .J1939.
- Der Standard CHAdeMO erfordert die Option .CAN, die bereits Bestandteil von CANoe ist.

Für die Normen DIN 70121 und ISO 15118 des Combined Charging System (CCS) - die auf Power Line Communication (PLC) basieren - ist das Hardware-Erweiterungsmodul VT7870 erforderlich, das Teil des Vector VT Systems ist.
Die Normen GB/T 27930 und CHAdeMO basieren auf der CAN-Kommunikation. Daher steht eine breite Palette an Vector Schnittstellen-Hardware zur Verfügung, wie die Hardware der VN1600 Interface-Familie oder das VT System Modul VT6104A.