E-Mobility
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Smarte Lösungen für die vernetzte Welt

Innovative Lösungen sind zunehmend verfügbar, um der Elektromobilität den Weg in den Massenmarkt zu ebnen. Bei Ladesystemen für Elektro- oder Hybrid-Fahrzeugen gemäß ISO/IEC 15118, DIN SPEC 70121:2014-12, SAE J2847/2 spricht man von intelligentem Laden bzw. Smart Charging. Vector unterstützt Entwickler von Ladesteuergeräten im Auto, Ladesäulen und induktiven Ladesystemen mit umfangreichen Testsystemen und maßgeschneiderter Steuergeräte-Software.

Fachartikel

Alle Einzelheiten zum 5. E-Mobility Engineering Day 2018

Die aktuelle Diskussion um Dieselautos verhilft der Elektromobilität zu noch größerer Aufmerksamkeit. Was für Herausforderungen damit jedoch im Detail verbunden sind, ist den Verkehrsteilnehmern in der Regel wenig bewusst.

Dabei arbeiten Spezialisten mit Hochdruck an den technischen Voraussetzungen für eine erfolgreiche Umsetzung der Verkehrswende. Davon konnten sich die Besucher des diesjährigen 5. Vector E-Mobility Engineering Day ein Bild machen – über Fahrzeugtechnik, Ladeinfrastruktur und Standardisierung.

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Ladearten

Für das Laden von Elektro- und Plug-in-Hybridfahrzeugen stehen drei Ladearten zur Auswahl:

  • Wechselstrom (AC)
  • Gleichstrom (DC)
  • Induktion

Die Batterie im Fahrzeug wird immer mit Gleichstrom (DC) geladen. Dies hat zur Folge dass die Ladesysteme (Ladeinfrastruktur und Fahrzeugelektronik) unterschiedlich aufgebaut sein müssen. Beim AC- und Induktivladen wird im Fahrzeug ein AC\DC-Wandler benötigt. Beim DC-Laden ist dieser Wandler dagegen in der Ladesäule verbaut, d.h. die Ladesäule ist quasi direkt mit der Batterie verbunden. Dies bedeutet, dass das Fahrzeug beim DC-Laden der Ladesäule immer mitteilen muss, wie groß der aktuelle Leistungsbedarf ist. Daraus ergibt sich, dass DC-Ladesysteme zwingend mit einer Kommunikationseinheit zwischen Fahrzeug und Ladesäule ausgestattet sein müssen. Hierfür gibt es mit der ISO/IEC 15118, DIN SPEC 70121:2014-12, SAE J2847/2, IEC 62196-3 und CHAdeMO nationale und internationale Normen bezüglich physikalischem Kommunikationsmedium und detailliertem Botschaftsablauf.

ISO/IEC 15118

Die ISO/IEC 15118 beschreibt als einzige Norm die Möglichkeit des AC-Ladens, sowie einer auf Zertifikaten basierenden Authentifizierung und eines automatischen, über TLS gesicherten Bezahlvorgangs. Dieser Mechanismus wird in der Norm als Plug’n Charge (PnC) bezeichnet.

Die Induktivladesysteme arbeiten prinzipbedingt mit Wechselstrom. Eine einfache Leistungsbegrenzung durch die Fahrzeugseite ist nicht möglich, so dass hier ebenfalls eine Kommunikation zwischen Fahrzeug (Sekundärseite) und Bodenplatte (Primärseite) notwendig ist. Diese wird zurzeit ebenfalls in der ISO/IEC 15118 spezifiziert.

Smart Charging

Bei Ladesystemen für Elektro- oder Hybrid-Fahrzeugen gemäß ISO/IEC 15118, DIN SPEC 70121:2014-12, SAE J2847/2 spricht man von intelligentem Laden bzw. Smart Charging. Die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestation erfolgt

  • als Powerline-Kommunikation über den Control Pilot Pin in Form eines PWM-Signals und eines digitalen Signals nach HomePlug-GreenPhy-Standard, oder
  • drahtlos beim induktiven Laden.

Die Vector Lösungen für Smart Charging

Vector unterstützt Entwickler von Ladesteuergeräten im Auto, Ladesäulen und induktiven Ladesystemen mit umfangreichen Testsystemen und maßgeschneiderter Steuergeräte-Software. Damit entwickeln Sie Ihre Software schnell und kosteneffizient.

Testen von Steuergeräten

Mit der Vector Testlösung für Smart Charging testen Sie Onboard Charger ohne eine reale Ladesäule betreiben zu müssen. Für den Test wird das Ladesäulenverhalten in weiten Bereichen simuliert und kann variiert werden.

Durch systemweit einheitliche Zeitstempel setzt das Testsystem sowohl Ladekommunikation als auch Buskommunikation und I/O-Ereignisse in einen präzisen zeitlichen Zusammenhang.

Sie möchten On-Board-Ladesteuergeräte schnell und einfach testen?

Für die typischerweise anfallenden Testaufgaben erhalten Sie folgende Produkte von Vector:

vTESTstudio ist ein Autorenwerkzeug für das Test-Design und bietet:

  • Test-Programmierung (CAPL, C#)
  • Tabellenorientiertes Test-Design
  • Grafisches Test-Design
  • Definition von Parametern und Kurvenverläufen beliebiger Signale, Einstellwerte und ähnlicher Objekte

Mehr Informationen zu vTESTstudio

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CANoe .Ethernet ist das ideale Entwicklungs- und Testwerkzeug bei der Entwicklung von Steuergeräten und Ladesäulen für das Smart Charging:

  • Testerstellung und -ausführung
  • Simuliert Zustandsmaschine und Umgebung mit Hilfe einer SCC DLL (Intelligentes Laden nach ISO/IEC 15118)
  • Weitreichende Analyse-, Mess- und Logging-Funktionen
  • Unterstützt die Restbussimulation
  • Steuerung weiterer Systemkomponenten, z.B. Spannungsversorgung

Mehr Informationen zu CANoe

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Beim Testen der Ladekommunikation unterstützt Sie das VT System z.B. durch

  • den Zugriff auf Control Pilot Signal (input und output) und Proximity Pilot Signal
  • die Simulation zusätzlicher Sensoren und Aktuatoren des Steuergeräts
  • eine zusätzliche Ansteuerung von externer Messmimik (Stromversorgung, elektronische Lasten)

Mehr Informationen zum VT System

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Testen von Ladesäulen

Mit der Vector Testlösung für Smart Charging testen Sie Ladesäulen ohne ein reales Ladesteuergerät betreiben zu müssen. Für den Test wird das Verhalten des Steuergerätes in weiten Bereichen simuliert und kann variiert werden.

Für das Testen von Ladesäulen erhalten Sie folgende Produkte von Vector, die den Testaufbau vereinfachen:

vTESTstudio ist ein Autorenwerkzeug für das Test-Design und bietet:

  • Test-Programmierung (CAPL, C#)
  • Tabellenorientiertes Test-Design
  • Grafisches Test-Design
  • Definition von Parametern und Kurvenverläufen beliebiger Signale, Einstellwerte und ähnlicher Objekte

Mehr Informationen zu vTESTstudio

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CANoe.Ethernet ist das ideale Entwicklungs- und Testwerkzeug bei der Entwicklung von Steuergeräten und Ladesäulen für das Smart Charging:

  • Testerstellung und -ausführung
  • Simuliert Zustandsmaschine und Umgebung mit Hilfe einer SCC DLL (Intelligentes Laden nach ISO/IEC 15118)
  • Weitreichende Analyse-, Mess- und Logging-Funktionen
  • Unterstützt die Restbussimulation
  • Steuerung weiterer Systemkomponenten, z.B. elektrische Lasten

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Beim Testen der Ladekommunikation unterstützt Sie das VT System z.B. durch

  • den Zugriff auf Control Pilot Signal (input und output) und Proximity Pilot Signal
  • die Simulation zusätzlicher Sensoren und Aktuatoren des Steuergeräts
  • eine zusätzliche Ansteuerung von externer Messmimik (Stromversorgung, elektronische Lasten)

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Steuergeräte-Software

Für die schnelle Entwicklung von Ladesteuergeräten erhalten Sie von Vector den Software-Stack MICROSAR.V2G. Darin ist der gesamte Protokollablauf des Smart Charging nach ISO/IEC 15118, DIN SPEC 70121:2014-12 und SAE J2847/2 inklusive Ansteuerung der Powerline-Transceiver bereits enthalten.

MICROSAR.V2G unterstützt zudem die Standards GB/T 27930 und CHAdeMO für China und Japan. Diese spezifizieren das DC-Laden und basieren auf einer Kommunikation über CAN.

Mit MICROSAR.V2G (Vehicle to Grid) erhalten Sie von Vector Embedded-Softwaremodule, die den fahrzeugseitigen Kommunikationsablauf für Smart Charging abdecken.

Die MICROSAR.V2G Basissoftware fügt sich nahtlos in bestehende AUTOSAR-Architekturen ein und ist bei mehreren OEMs im Serieneinsatz. Sie kann ebenfalls mit bestehenden OEM-spezifischen Softwarearchitekturen eingesetzt werden.

Mehr Informationen zu MICROSAR

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Die auf Ethernet basierte Kommunikation wird gemäß ISO/IEC 15118, DIN SPEC 70121 und SAE J2847/2 unterstützt. Diese Standards sind in Nordamerika und Europa gängig. Für alle Fahrzeughersteller wird AC- und DC-Laden mit den Profilen EIM (External Identification Means) und PnC (Plug ‘n Charge) inklusive SLAC (Signal Level Attenuation Characterization) unterstützt. Darüber hinaus lassen sich Value Added Services (VAS) zum Beispiel über HTTP und DNS anbinden oder OEM-spezifische Funktionen realisieren. Dies könnte etwa eine parallel ablaufende, proprietäre Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladesäule sein, um zusätzliche Informationen auszutauschen.

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Neben den CCS-bezogenen Standards unterstützt Vector auch die für China und Japan geltenden Standards GB/T 27930 und CHAdeMO. Diese spezifizieren das DC-Laden und basieren auf einer Kommunikation über CAN. AC-Laden wird hier ausschließlich über ein PWM-Signal gesteuert.

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Steuergeräte-Hardware

VC-VCCU: Fahrzeug-Ladesteuergerät zur Ladekommunikation nach ISO/IEC 15118 und DIN SPEC 70121

Das Steuergerät VC-VCCU wurde speziell für die Kommunikation von elektrisch betriebenen Nutzfahrzeugen entwickelt. Das Steuergerät übernimmt die standardisierte Kommunikation von z.B. Elektrobussen und innerstädtischen LKWs mit der Ladeinfrastruktur.

Mehr Information zu den Vector Controllern

Software für Ladesäulen

Für die schnelle Entwicklung von Ladesäulen erhalten Sie von Vector den Software-Stack vEVSE. Darin ist der gesamte Protokollablauf des Smart Charging nach ISO/IEC 15118, DIN SPEC 70121:2014-12 und SAE J2847/2 bereits enthalten.

Mit vEVSE bietet Ihnen Vector Embedded-Software-Module, die den ladesäulenseitigen Kommunikationsablauf gemäß ISO/IEC 15118, DIN SPEC 70121:2014-12, SAE 2847/2 abdecken.

Für alle Ladesäulenhersteller wird AC- und DC-Laden mit den Profilen EIM (External Identification Means) und PnC (Plug ‘n Charge) inklusive SLAC (Signal Level Attenuation Characterization) unterstützt.

Die Software fügt sich nahtlos in bestehende LINUX-Systeme ein.

Weitere Informationen zur Software für Ladesäulen erhalten Sie direkt bei Vector.

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Veranstaltung 2019

Jetzt vormerken!

6. Vector E-Mobility Engineering Day am 16. April 2019 bei Vector Stuttgart.

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