隨著電動車的電池容量增加來提高續(xù)航里程，并要降低開車的里程焦慮，市場有更多安裝直流快充充電樁的需求。隨著安裝地點(diǎn)不同，充電樁會有不同充電界面與功率范圍的規(guī)劃。現(xiàn)行的直流充電標(biāo)準(zhǔn)包括歐美的CCS或NACS、日本的CHAdeMO、中國的GB/T，除了充電槍頭外觀有差異，采用的通訊協(xié)議也有所不同。內(nèi)部組成包括AC-DC電源模塊、充電控制器、通訊模塊、人機(jī)接口、DC電表、斷路器、漏電監(jiān)控器、安全保護(hù)線路等。充電樁的妥善率也常被提出討論，充電樁制造商要考慮在生產(chǎn)端提升產(chǎn)品質(zhì)量，也要兼顧測試效率，就成為重要議題。
針對直流充電樁的自動測試系統(tǒng)(Automatic Test System, ATS)應(yīng)用在產(chǎn)線EOL(End Of Line)測試，Chroma基于多年協(xié)助產(chǎn)業(yè)界的經(jīng)驗，歸納出五大重點(diǎn)針對生產(chǎn)端會遇到的技術(shù)議題與解決建議。
1、充電介面與通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)充電槍插上電動車的充電座之后，雙邊的接觸偵測與通訊協(xié)議就開始運(yùn)作。當(dāng)在充電預(yù)備、開始和結(jié)束的各狀態(tài)中，若充電設(shè)備通訊控制器(SECC)和電動車通訊控制器(EVCC)交握有任何異常(包含超時、資料格式辨識、異常處理、時序等)，充電運(yùn)行就將會被迫中斷。所以自動化測試系統(tǒng)(ATS)必須具備模擬電動車通訊的功能，甚至可以故意設(shè)定異常動作，以驗證充電樁的中斷保護(hù)功能。另外ATS還需模擬電動車的充電座，規(guī)格必須能符合電氣測試之要求，且具備電子鎖、溫度監(jiān)控、大功率斷路器以及散熱功能，可確保測試過程的安全性。測試系統(tǒng)建議采用模組化且可更換的EV模擬器與充電座，可快速更換避免產(chǎn)線因異常問題造成長時間測試中斷。另外好處是可彈性調(diào)整測試不同標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，或未來需求而升級。
▲ 圖一 測試情境示意圖
除此之外，建議EV模擬器搭配合適的電池模擬器與測試軟體，具有可載入充電功率曲線(如：圖二)的功能。可用來模擬實際對DC EVSE的即時充電電流變化要求，以驗證其響應(yīng)速度與精準(zhǔn)度。
▲ 圖二 充電功率曲線示意圖
(Source: P3 Charging Index – p3-group.com)
2、提升對多槍充電樁的快速檢測能力
為適應(yīng)不同電動車采用的直流充電標(biāo)準(zhǔn)不同，目前充電樁廠商紛紛推出具有多個不同介面的直流充電槍的產(chǎn)品，例如適用CCS與CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn)，甚至包括交流充電槍。這樣的充電樁產(chǎn)品在測試系統(tǒng)的配置上，就需多個不同標(biāo)準(zhǔn)的充電模擬器，使測試流程更加復(fù)雜。且若多槍產(chǎn)品采用輪流測試的方式，所需時間便會被拉長，也與實際同時多槍使用的情況不同。因此產(chǎn)線的自測試系統(tǒng)(ATS)需能多工模擬不同介面，并模擬多臺電動車在同時間充電之情境。如此，可測試充電樁于不同協(xié)議之電動車同步進(jìn)行通訊交握，并檢測其輸出狀態(tài)。尤其可驗證驗證充電樁在多臺電動車同時發(fā)出充電電流需求下，內(nèi)部的智能輸出功率分配功能，不致發(fā)生誤動作或保護(hù)。各槍的輸出也能同步檢測輸出電壓/電流/Wh的精準(zhǔn)度規(guī)格，如此可縮短產(chǎn)線測試時間。
3、驗證安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)與保護(hù)機(jī)制
各種保護(hù)機(jī)制是直流充電樁的重要功能，包含：輸出過電壓/過電流、接地與絕緣異常、緊急停止、過溫度以及入電異常等。測試系統(tǒng)需要具備各種情境模擬，確實測試每一臺充電樁的保護(hù)機(jī)制能正常動作。例如當(dāng)進(jìn)行充電樁絕緣監(jiān)控測試時，可透過測試系統(tǒng)設(shè)定絕緣電阻箱，來模擬電池與車體間的阻抗變化。甚至于不同的通訊交握階段，將其搭接在輸出DC+或DC-到接地端回路上，檢測充電樁絕緣偵測功能是否正常。系統(tǒng)集成時必需選用合適的繼電器及電阻的耐電壓及耐電流規(guī)格，才不會容易損壞。另外若電池模擬器的內(nèi)部Y電容過大，可能會影響到絕緣監(jiān)測的功能測試，甚至誤報導(dǎo)致測試中斷，必須特別留意。
▲ 圖三 絕緣阻抗測試示意圖
4、驗證電源模組
