南京谢尔智充EVCC助力国产电动汽车出海,打造境外跨协议充电方案
随着电动汽车在全球逐渐普及,如何完成电动车和充电桩之间的信息交互从而管理和控制充电流程就成为亟待解决的问题。在这个背景下,EVCC(Electric Vehicle Communication Controller)产品应运而生,帮助电动汽车和充电桩交互充电需求、充电状态等信息。 一、充电标准 电动汽车一般支持交流充电和直流充电两种补能方式。由于电池是直流电源,要给电池充电最终需要直流电。交流充电时,由车载充电机完成交流电到直流电的转换,直流充电时,由充电桩完成交流电到直流电的转换。不同国家和地区在直流充电、交流充电模式下,选择了不同的充电接口和通信协议标准。如下图所示: 虽然各国的充电标准不同,但是要完成充电,充电插座上必须要有高压电引脚完成能量传输,例如交流的L、N;直流电的DC+ 、DC-等。除了高压电引脚,插座上还有一些低压信号引脚;这些引脚通常是用来帮助充电桩和汽车完成充电过程中的信息交互。例如,交流充电时,电压通常是固定的,例如国内交流电的标准是单相220V,三相380V;车载充电机需要获知充电桩最大输出电流,避免输出功率太大造成充电桩烧毁,最大输出电流这个信号就需要在充电桩和汽车之间进行传递。直流充电时,充电电压和充电电流是变化的,不同汽车电池包的电压是不同的,在不同阶段所需要的充电电流也是变化的。至少,充电电压和充电电流这两个信号需要在充电桩和汽车之间进行传递。 对于EVCC来说,主要是处理充电桩和汽车之间信号传递,不需要连接高压电信号。故,对于EVCC来说,可以认为各个标准的高压电引脚是没有差异的,各个标准的差异,主要体现在充电电压、充电电流等低压信号的传递方式上。以国标和欧美标对比举例来说,交流充电时,无论欧美标 、国标都可以采用CP引脚进行信号传递,充电桩会在CP引脚上输出一个频率1KHz,占空比可调的PWM波;汽车通过采集PWM波的占空比获知充电桩的最大输出电流。直流充电时,国标是通过CAN通信,双方基于CAN报文交互实现充电电压、充电电流等信号的传递,除此之外还有电池容量、汽车状态、充电桩状态等其他信号传递;两者之间采用的GBT27930通信协议是基于CAN总线的J1939协议定制的;欧美标是采用PLC通信的方式,PLC通信的信号是通过调制解调加载在CP引脚的PWM信号上,所以CP引脚既可以传递PWM波,也可以传递PLC帧;PLC帧的组织格式和以太网帧 是一样的;区别在于代表0和1的物理层电平信号;这个差异是通过专用芯片来处理的,对于软件来说,可以将PLC通信接口等同视为以太网接口。基于PLC的通信协议,例如欧标的ISO15118协议、美标的DIN70121协议都是基于TCP/IP 协议的,类似其他以太网应用层协议http、mqtt、some/ip协议等。欧洲地区和北美地区的充电标准主要差异在于充电插座的形状,欧洲地区采用CCS2形式的充电连接器,北美地区采用CCS1形式的充电连接器,信号传递的方式是一致的。 总结来说,各个标准除接口形状的差异之外,主要差异在于充电过程中充电电压、充电电流等信号的传递方式上,尤其是直流充电时,欧美标和国标分别采用PLC 和CAN两种完全不同的通信方式,故不同地区的充电桩和电动车不能直接匹配,国产电动车不能直接使用欧美地区的充电桩充电。 二、出口车辆充电通信解决方案