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

充電協(xié)議

充電基礎(chǔ)設(shè)施基本上提供三種類型的充電:

> 交流電（AC）

>直流電（DC）

>感應(yīng)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(shè)置充電系統(tǒng)（充電基礎(chǔ)設(shè)施和車載電子設(shè)備），車輛中需要一個交流/直流轉(zhuǎn)換器來進(jìn)行交流和感應(yīng)充電。在直流充電的情況下，該轉(zhuǎn)換器已經(jīng)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(dá)給充電站。一些國際標(biāo)準(zhǔn)定義了充電協(xié)議需要用到的物理通信介質(zhì)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(wǎng)通信界面的協(xié)議。該協(xié)議定義多種使用場景，并且是目前唯一支持自動支付的標(biāo)準(zhǔn)，其身份驗(yàn)證基于證書和TLS安全協(xié)議。這種機(jī)制被稱為即插即用（Plug’n Charge，簡稱PnC）。原則上，感應(yīng)充電系統(tǒng)使用交流電工作，不能簡單地限制車輛側(cè)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(jìn)行定義。

>符合ISO 15118-20標(biāo)準(zhǔn)的智能充電

近年來，智能充電的理念主導(dǎo)了許多關(guān)于電動汽車的討論。ISO 15118定義了與充電通信協(xié)議相關(guān)的重要原則和標(biāo)準(zhǔn)。2022年4月發(fā)布的ISO15118-20“網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和應(yīng)用協(xié)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(qiáng)型功能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。ISO 15118-20取代之前的ISO 15118-2，描述網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和應(yīng)用協(xié)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(shè)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(yàn)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(xié)議棧MICROSAR.CHARGE。該協(xié)議棧包含符合 ISO 15118、DIN SPEC 70121和SAE J2847/2的智能充電的整個協(xié)議簇，基于控制電力線的收發(fā)器也包括在內(nèi)。

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

充電協(xié)議棧支持符合ISO 15118、DIN SPEC 70121和SAE J2847/2規(guī)范的以太網(wǎng)通信，其軟件架構(gòu)如圖1所示。這種組合充電系統(tǒng)（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(shí)現(xiàn)連接增值服務(wù)（VAS），以及實(shí)現(xiàn)OEM其他特定功能，例如可以實(shí)現(xiàn)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(gòu)圖

除了CCS相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外，MICROSAR.CHARGE還支持中國的GB/T 27930以及日本的CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn)。兩者使用直流充電，通過CAN總線完成通信，其軟件架構(gòu)如圖2所示。

圖2:支持GB/T 27930的MICROSAR.CHARGE軟件架構(gòu)圖

審核編輯 ：李倩