今天的汽車技術(shù)正在為明天的發(fā)展鋪路。例如，符合ISO 15118標準的智能充電（Smart Charging）在未來將成為理所當然的事情。車輛與充電樁之間的通信以及電能的分配和供應(yīng)是當前面臨的主要挑戰(zhàn)之一。

電動交通成功的關(guān)鍵在于確保電動汽車在任何情況下都能方便、可靠地充電。智能充電（Smart Charging）描繪了未來的充電世界：一旦車輛連接到充電樁，車輛與基礎(chǔ)設(shè)施之間的通信就會啟動，系統(tǒng)將協(xié)商電價、支付方式和充電參數(shù)，并自動開始能量傳輸（即插即充，Plug & Charge）。很快，電動汽車甚至能夠?qū)⒛芰炕仞伒诫娋W(wǎng)中，例如在停電時為家庭供電，或在能源短缺時穩(wěn)定電網(wǎng)。

從ISO 15118-2到ISO 15118-20

實現(xiàn)這一目標的前提是車輛和基礎(chǔ)設(shè)施方面的廣泛標準化。在歐洲和北美，目前已經(jīng)達成了關(guān)于聯(lián)合充電系統(tǒng)（CCS）的協(xié)議，該系統(tǒng)支持交流充電（單相到三相）和更高功率的直流充電。CCS的高層通信標準由ISO 15118規(guī)定。

最近，相關(guān)委員會發(fā)布了ISO 15118-20，作為ISO 15118-2的繼任者。新標準包括雙向電力傳輸（BPT）、用于無電纜的感應(yīng)充電的無線電力傳輸（WPT），以及自動連接裝置受電弓（ACDP）。由于WPT和ACDP只能通過無線通信實現(xiàn)，物理層的選項已經(jīng)補充了符合IEEE 802.11n標準的WiFi（見圖1）。

圖1：SO 15118-2和ISO 15118-20的比較

兆瓦充電系統(tǒng)（MCS）提升充電功率

如果需要非常高的充電容量，焦點現(xiàn)在正轉(zhuǎn)向兆瓦充電系統(tǒng)（MCS）。相關(guān)規(guī)范目前正在全力制定中：MCS應(yīng)支持通過插頭連接進行充電，最大電壓為直流1,250 V，電流高達3,000 A。與CCS不同，IEC決定將10BASE-T1S作為MCS車輛與充電樁之間通信的物理層。MCS的應(yīng)用場景除了大型車輛外，還包括電動船舶、飛機和采礦車輛（圖2）。

從2039/2040年開始，卡車制造商計劃只銷售零排放車輛。通過MCS實現(xiàn)的最高3.75 MW充電功率，40噸卡車可以在30-40分鐘內(nèi)完成充電，而駕駛員可以利用這段時間進行強制休息。為了實現(xiàn)2040年的目標，歐洲三大卡車制造商戴姆勒卡車、沃爾沃卡車和Traton于2022年7月共同成立了Milence公司。Milence的目標是建設(shè)和運營長途卡車充電基礎(chǔ)設(shè)施，并加速電動化進程。

圖2：MCS插頭的預(yù)期幾何形狀

智能電網(wǎng)需要雙向電力傳輸（BPT）

可靠供應(yīng)充足的電能是未來的關(guān)鍵問題之一，而電動交通將在其中發(fā)揮重要作用。這正是ISO 15118-20引入的雙向電力傳輸（BPT）功能的用武之地。BPT還可以在停電時為智能家居提供應(yīng)急電源，或為電量耗盡的電動汽車提供路邊援助。

通過SIL測試實現(xiàn)理性開發(fā)

通常的開發(fā)流程往往意味著智能充電的開發(fā)過程會被延長。通過軟件在環(huán)（SIL）測試，可以簡化和加速諸如智能充電等復(fù)雜開發(fā)過程。SIL測試允許在開發(fā)過程的早期階段，在沒有硬件的情況下在虛擬ECU中測試軟件，從而優(yōu)化硬件在環(huán)（HIL）測試。使用CANoe Test Package EV或EVSE創(chuàng)建的測試用例（圖3）既可用于CI/CT環(huán)境中的SIL測試，也可用于驗收測試（HIL測試）。CANoe Test Package EV或EVSE旨在用于電動汽車和充電樁的一致性和互操作性測試，并支持CCS、NACS、GB/T和CHAdeMO標準。

圖3：測試用例