Testen realer Ladevorgänge

In this use case, the Smart Charging Station Emulator from dSPACE is used to simulate freely configurable charging stations in full and to charge real electric vehicles at DC voltages of more than 1,000 V.

  • AC- und DC-Laden für reale Elektrofahrzeuge
  • DC-Laden bei Spannungen von mehr als 1.000 V
  • Durchführung von komplexen Feldtests im Labor mit dem Smart Charging Station Emulator von dSPACE
  • Vollständige Simulation frei konfigurierbarer Ladestationen, einschließlich der Möglichkeit zur Netzemulation

Aufgabe

Bei der Durchführung von Freigabetests für neue Elektrofahrzeuge oder deren Einzelkomponenten müssen die Hersteller die unterschiedlichen Ladestationen im jeweiligen Zielmarkt berücksichtigen. Die Fahrzeuge und ihre Onboard-Ladegeräte müssen in der Lage sein, mit einer Vielzahl von Bedingungen umzugehen, einschließlich AC- und DC-Ladung bei unterschiedlichen Spannungsniveaus, regional unterschiedlichen Ladekommunikationsstandards und potenziellen Störungen, die während des Ladevorgangs auftreten können. Dies erfordert ein flexibles Testsystem mit umfangreichen Parametriermöglichkeiten.

Herausforderung

Die Kommunikation zwischen Elektrofahrzeugen und der Ladeinfrastruktur ist ein Schlüsselfaktor für zuverlässige Elektromobilität. Um ausfallsichere und robuste Ladeprozesse zu gewährleisten, müssen Hersteller eine Vielzahl von technologischen Standards, Protokollen und sogar potenziellen Fehlerquellen berücksichtigen. Aber das Testen an vielen verschiedenen Ladestationen in verschiedenen Regionen der Welt treibt die Kosten in die Höhe und verlangsamt die Entwicklung. Letztlich hätten die Hersteller dadurch auch immer noch keine Garantie für eine vollständige Interoperabilität zwischen den verschiedenen Ladestationen und den Elektrofahrzeugen, weil es aufgrund von Hardware-Abhängigkeiten, Software-Versionen und sogar falsch interpretierten Standards einfach zu viele Variationen gibt. Testsysteme mit flexiblen Parametriermöglichkeiten ermöglichen es, diese Vielfalt aus dem Feld im Labor zu bewältigen.

Lösung

Um reale Elektrofahrzeuge und Onboard-Ladegeräte zu testen, bietet dSPACE eine spezielle Konfiguration des SCALEXIO Customized Systems an: den Smart Charging Station Emulator. Dieser Emulator ermöglicht die vollständige Simulation von frei konfigurierbaren Ladestationen, um komplexe Feldtests für Onboard-Ladegeräte und Elektrofahrzeuge im Labor durchzuführen. Eine Besonderheit des Emulators ist seine Fähigkeit, reale Elektrofahrzeuge bei Gleichspannungen von bis zu 1.000 V zu laden. In Kundenprojekten kann die Konfiguration um weitere oder größere Energiequellen erweitert werden, um noch höhere Spannungs- oder Leistungspegel zu erreichen.

In diesem Anwendungsfall wird ein reales Elektrofahrzeug mit dem Smart Charging Station Emulator geladen, der AC- und DC-Laden sowie alle gängigen Ladekommunikationsstandards wie ISO 15118, DIN SPEC 70121, IEC 61851-1, CHAdeMO, GB/T und ChaoJi unterstützt. Mit der Software, die zusammen mit dem Emulator geliefert wird, kann die Ladestation ganz nach Bedarf konfiguriert und anschließend der Ladevorgang gestartet werden. Während des Ladens können verschiedene Verhaltensweisen von Ladestationen simuliert und Fehler-, Ausfall- und Störungstests durchgeführt werden.

Der Smart Charging Station Emulator ist mit der Smart Charging Solution von dSPACE und einem SCALEXIO-Echtzeitsystem (SCALEXIO LabBox) sowie Leistungselektronik, Überwachungsgeräten und Sicherheitskomponenten ausgestattet, die typischerweise in einer realen Ladestation installiert sind. Die Software des Smart Charging Station Emulators basiert auf der Smart Charging Interface Software, die ein Simulink®-Modell und verschiedene vordefinierte ControlDesk-Layouts für Übersichts- und Konfigurationszwecke enthält.

So trägt unser Testsystem dazu bei, den Entwicklungsprozess von ausfallsicheren Hochspannungsladekomponenten zu beschleunigen, Entwicklungskosten zu reduzieren und robuste und zuverlässige Ladeprozesse zu gewährleisten.

Conformance Tests

To ensure interoperability between electric vehicles and charging stations, a considerable number of charging-standard-specific tests has to be implemented and executed. The Smart Charging ISO 15118-4 Conformance Test Suite provides standardized conformance tests for this purpose. Learn how to carry out these tests with our dSPACE solutions.

Grundlegende Informationen

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