一 背景
隨著新能源汽車的快速發展，像特斯拉、BYD、蔚來、小鵬、理想等品牌的電動汽車在我們的日常生活中越來越多了，可見電動汽車如今已逐漸被我們所認可了。同汽油車需要加油一樣，電動汽車需要充電，如此一來，電動汽車的弊端（續航里程短、充電時間長等）也在日益凸顯。對此，只有優化充電樁各項性能，縮短充電時長，改善充電樁使用體驗，提高其便利性，才能為電動汽車的普及打下堅實基礎。
但目前，供電公司對于電動汽車充電站和停車場充電樁設備的實時能耗沒有有效的監測手段，而只能監測到充電站或停車場充電樁總表的電量信息，卻不能監測到總表后面各設備的用電情況。在這種情況下，一個在新能源汽車連接充電樁的充電過程中，可檢測記錄充電樁能耗的設備應運而生。
二 方案
1. 硬件支持
| IPETRONIK HVshunt 2
■ 主要特點：
? 可用于電動和混合動力車輛；
? 高壓輸入高達850VDC；
? 通過電流互感器可測量±900A直流電流；
? 客戶專用插頭，用于連接高壓網絡；
? 內置高壓轉換模塊；
? 可直連至SENS模塊。
■ 主要參數：
? 工作電壓：9~36V；
? 功耗：15W；
? 符合CAT Ⅰ標準應用：±1000VDC；
? 符合CAT Ⅱ標準應用：600VAC@50…60Hz；
? 高壓測量范圍：±850VDC；
? 電流測量范圍：600VAC@50…60Hz。
| IPETRONIK M-SENS 2
■ 主要特點：
? 測量模式：每個通道輸入可選V，mA；
? 4通道傳感器激勵（單極15V，電流±60mA）；
? 測量數據輸出到CAN；
? 電氣隔離（輸入，CAN，電源，外殼）；
? 專為發動機艙應用而設計；
? 堅固耐用的緊湊型模塊，適用于惡劣環境。
■ 主要參數：
? 工作電壓：6~36V；
? 功耗：3W；
? 通道采樣率：1/2/5/10/50/100/200/500/1000/2000Hz；
? 傳感器電壓測量范圍：±0.1/0.2/0.5/1/2/5/10/20/30/50/100V；
? 傳感器電流測量范圍：0~20mA，±20mA。
2. 設備連接
3. 方案優勢
■ 國內現行的標準《GB/T 27930-2015 電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統之間的通信協議》規定了非車載充電機與電動汽車之間CAN總線系統的基本參數。依據該協議且為了保證充電過程的可靠性，充電CAN必須是一路獨立的專用通訊線路。該總線系統采用CAN2.0B 29位擴展標識符，位分配符合SAE J1939-21:2006里的規定。物理層符合ISO 11898-1:2003、SAE J1939-11:2006中關于物理層的規定。而我們的設備則支持該協議。
■ 在電動車充電時，充電樁和汽車會不停的交換數據，而串聯入我們的HVshunt 2之后，不僅沒有影響汽車正常充電通信，同時還可采集CAN信號，實現報文的實時存儲和分析。
■ HVshunt 2設備內置有高壓隔離模塊，可測高壓電壓和高壓電流。整套能耗采集設備引出兩路CAN，一路傳輸SENS模塊采集的電壓電流等CAN信號，另一路傳輸充電樁的CAN信號。
4. 軟件支持
IPEmotion軟件可在線實時查看被測電壓和電流數值，并可通過軟件添加計算公式，從而獲得功率和能耗信息。
該軟件還可在線實時查看原始CAN報文，并且可根據GB/T 27930-2015協議對報文進行解析。
在充電階段中，BMS向充電機發送電池充電總狀態（BCS）和電池充電需求報文（BCL）。充電機在規定時間內接收到這兩個報文，并向BMS發送充電機充電狀態報文（CCS）。（同時等待是否接收到BMS發送的充電中止報文BST，如果接收到BST則充電機立即停止充電并向BMS發送充電機中止充電報文CST作為回應。）
BMS在接收到充電機發送的充電狀態報文CCS后，向充電機發送蓄電池狀態信息（BSM），并等待充電充滿。（同時等待是否接收到充電機發送的充電中止報文CST，如果接收到CST則BMS立即向充電機發送BST以便中止充電。）
在充電樁和電動汽車充電時，我們通常需要實時關注的報文信息有以下內容：
■ 電池充電總狀態BCS報文：充電時電壓測量值（V）、充電電流測量值（A）、單體動力蓄電池峰值電壓及組號、當前電荷狀態SOC（%）、估算剩余充電時間（min）；
■ 充電機充電狀態報文CCS：電壓輸出值（V）、電流輸出值（A）、累計充電時間（min）；
■ 動力蓄電池狀態信息BSM報文：動力蓄電池溫度上限/下限、單體動力蓄電池電壓狀況、整車動力蓄電池電荷狀況SOC、動力蓄電池充電過電流、動力蓄電池溫度、動力蓄電池絕緣狀態、動力蓄電池組輸出連接器狀態。
