自2001年以來,中國、美國、歐洲以及日本等主要經濟體逐步建立了電動汽車充電標準與法規體系。各國普遍以IEC 61851系列標準作為車輛與充電設備在電氣連接和安全方面的基礎框架,并在此之上形成了區域性的充電系統與接口方案,如中國的GB/T充電標準體系、歐美地區的CCS標準體系以及日本的CHAdeMO體系。針對直流充電和智能充電需求,不同體系分別定義了車輛與充電設備之間的高層通信協議。充電標準與法規已成為整車廠和充電樁廠商全球化進程中的核心挑戰之一,同時也使整車廠、充電樁廠商及第三方測試實驗室在開發與驗證過程中面臨前所未有的復雜性與壓力。歐盟要求新建歐標充電樁必須符合EN ISO 15118-20,且PnC同時支持ISO 15118-2與 ISO 15118-20,這為企業出海帶來新的挑戰與機遇。
歐盟授權條例2025/656號與聯合國第155號法規UN R155
圖1是歐盟和聯合國的兩項條例和法規,一是用來補充和更新歐盟替代燃料基礎設施條例AFIR中關于無線充電、行駛中充電、車-網通信以及氫燃料補給的技術標準要求,以確保未來新能源車輛和基礎設施在整個歐盟范圍內的互操作性和一致性。二是針對車輛網絡安全的強制性型式認證法規,要求整車廠建立并持續運行符合要求的網絡安全管理體系CSMS(Cyber Security Management System)。為滿足UNECE R.155對CSMS的要求,充電接口需開展風險評估,并制定相應的風險降低和緩解措施。同時,還必須通過測試與驗證,確保相關的網絡攻擊檢測與防護機制已經部署并有效運行。
與此同時,基于ISO 15118的“增值服務(VAS/AVS)”在地區化落地上已出現差異化要求:歐洲公共交通領域發布了VDV 261,用于在充電過程中觸發車輛預調節(如供暖/制冷/通風)并對接運營后臺,是對ISO 15118的補充性推薦規程;韓國則在提升電動車消防與電池安全管理的政策背景下,推動基于ISO 15118(含VAS)的車-樁電池信息交換與相關測試/認證工作。印度市場上乘用車直流快充以CCS2為主,存量與少量車型采用CHAdeMO,因此樁側普遍提供多制式兼容以適配不同車型。
由此可見,全球整車廠在將車型出口至各地區時,以及跨國運營的充電樁供應商在布局其產品時,都必須滿足當地的標準和認證要求。歐盟新法規進一步提高出口門檻,顯著提高研發與測試的復雜度。除了通信一致性驗證之外,還需完成TLS、數字證書管理以及網絡安全相關的模糊測試和滲透測試。
充電與網絡安全一站式解決方案
面對充電協議測試的復雜性以及滿足用戶即插即用的便利性需求,Vector提出交鑰匙工程幫助客戶構建完整仿真和測試基礎設施。基于Vector的軟、硬件工具與第三方硬件相結合,形成一個集標準協議仿真支持、自動化測試執行、HIL硬件集成控制、測試報告生成和數據記錄于一體的完整測試系統,同時支持用戶自定義擴展。
同時支持車樁充電與網絡安全測試解決方案
測試代碼包:通過測試代碼包軟件CTP(Vector CANoe Test Package EV/EVSE)生成對應CCS、GB/T、CHAdeMO以及Security測試相關的CANoe + vTESTstudio工程。
開放型平臺:測試用例的管理和編寫在vTESTstudio內完成,并輸出測試可執行文件導入至CANoe中。CANoe將完成從協議仿真、通信加解密處理、設備控制交互、測試用例執行、數據分析和記錄等相關流程。
面向未來全場景覆蓋

圖3
車輛與充電基礎設施測試參考流程
借助測試用例、仿真結點和硬件接口抽象解耦的開發概念,工程師將相同的測試工程用于虛擬化ECU軟件、信號級ECU、功率級硬件環境,實現快速適配。
充電協議測試工具可針對BMS、OBC、SECC、EVCC等被測對象進行硬件在環(HIL)或者軟件在環(SIL)測試。
協議一致性測試:DIN 70122(包含CharIN)、ISO 15118-4、ISO 15118-5、ISO 15118-21、ISO 15118-22、GB/T 34658和CHAdeMO等。
網絡安全模糊與滲透測試:ISO 15118-2、ISO 15118-20的V2G通信、傳輸層加密TLS1.2和TLS1.3模糊測試,支持用戶自定義模糊測試腳本配置。
充電樁后臺OCPP模擬仿真,并在線支持證書部署。
標準化貨架類充電測試系統vCTS
vCTS支持車端與樁端的協議一致性測試、互操作性測試、網絡安全測試,可快速適配多國標準的充電接口,從而幫助用戶縮短測試環境的搭建周期,降低測試工具的上手難度。該設備由Vector德國團隊完成生產與調試,最終交付至全球各地的終端用戶手上,確保統一的質量標準與可靠的使用體驗。
充電導引電路和總線通信采用VT System實現,并連接至前面板香蕉座,若測試工程師需要對某個信號進行測量時,可外接萬用表或示波器,操作簡便且直觀。
在接口與安全性方面,vCTS具備插座與槍線類型的自動識別功能,并可在充電過程中自動執行電子鎖的鎖止與解鎖操作。系統內置完善的高壓安全鏈路以及帶高壓互鎖的連接器機構,有效保障測試過程中的人身安全。
vCTS集成一臺30kW雙向直流電源,可實現直流充放電功能。支持直接接入本地交流電網以提供交流充電能力,也可以選擇配置21kW交流電網模擬器,從而實現雙向交流充放電功能。
通過采用統一設計語言的模塊化插箱與充電槍線,vCTS能夠快速、便捷地適配不同類型的被測設備。支持裝配主流的電動車插槍(CCS、NACS、MCS、GB/T、CHAdeMO),以及充電樁插座(CCS、NACS、MCS)。
圖5
vCTS平臺的模塊化可選配件
即插即用

圖6
ISO 15118協議一致性測試
CANoe Test Package EV/EVSE可直接生成適用于vCTS測試環境的CANoe和vTESTstudio工程。當vCTS上電后,測試工程師只需在CANoe內置的VTP(Vector Tool Platform)界面中掃描并連接vCTS實時系統,即可完成設備遠程連接。進入測試階段后,CANoe界面會實時展示測試過程。工程師能夠直觀地查看通信報文、測試步驟、執行狀態以及測試結果。測試工程師只要在任意一個窗口(比如報文、測試記錄或數據窗口)點擊某個時戳的信息,其他窗口就會自動跳轉到同一時戳,方便同時對比和分析不同維度的數據。
基于標準庫輕松擴展測試用例

圖7
vTESTstudio易用的測試用例開發界面
上圖是ISO 15118-2 Service Discovery充電階段的測試條目。每一條測試用例都會按照Preparation -> Main Test Stage-> Completion的執行順序,每次開始和結束會對系統進行初始化和復位,保證測試用例之間不受互相影響。
如果要基于某條測試腳本開發自定義用例,只需選擇復制并粘貼該Test Case,然后對其重命名,例如:“TC_xxx_Customized”即可。在Test Table頁面雙擊指定的Test Function “WaitForAndCheck_ServiceDiscoveryReq”可以定位到CAPL代碼的具體實現,并進行增刪改。工具額外支持C#和Python開發。
測試需求管理矩陣和追溯

圖8
vTESTstudio滿足不同開發流程所需的追溯性要求
提供測試需求追溯矩陣的功能,用于展示已實現的測試用例腳本(列)與其關聯的測試用例需求(行)。例如上圖所示CANoe Test Package EV/EVSE生成的vTESTstudio工程中,用戶可以通過Traceability Matrix或Test Case Overview查看測試用例腳本與需求之間的覆蓋關系。即使不依賴原始測試規范文檔,測試工程師也能夠追溯各個測試需求項,從而提升測試需求管理和覆蓋的效率和易用性。
測試結果分析

圖9
便捷免費的歐標充電測試報告分析工具
測試結果可以使用Vector免費提供的CANoe Test Report Viewer工具生成并查看。CANoe Test Report Viewer與CANoe & vTESTstudio交互,可以根據報告中具體的測試步驟跳轉至CANoe中對應的時戳,也可定位跳轉vTESTstudio中顯示對應腳本函數,方便測試工程師分析測試失敗原因。
CANoe Test Report Viewer集成了測試執行計劃的編輯功能,測試工程師通過拖拽的方式可以將任意測試條目拖拽至執行計劃列表中并導出成“.vexecplan”格式文件。這樣可以對測試結果“Fail”的測試項進行重測/回歸測試。只需要將測試執行計劃文件導入CANoe Execution Adapter,即可自動打開CANoe,勾選對應Test Cases并執行測試。
展望更高安全:
滿足強標的標準測試平臺
支持在線集成PnC證書系統
整車廠和充電樁制造商通過CANoe中的Vector Security Manager獲取Hubject QA研發測試和生產證書。Vector Security Manager是Vector工具與整車廠特定安全實施之間的橋梁。證書對于使用Vector的CANoe Test Package EV或CANoe Test Package EVSE來測試電動車(EV)和電動車供電設備(EVSE)至關重要。確保車輛和充電樁都符合ISO 15118的互操作性、一致性和市場標準。

圖10
無縫集成ISO 15118 PnC在線部署測試驗證
滿足R.155充電網絡安全模糊與滲透測試
根據UNECE R.155的要求,針對車輛外部連接與接口帶來的潛在安全威脅進行安全測試與驗證,測試平臺默認集成模糊測試引擎,可自由配置網絡安全模糊測試并用于滲透測試。完整的0x509測試API函數庫,有效支持通信安全測試。完整的TLS協議模糊用例庫,并基于已知安全問題/漏洞的V2G通信安全測試腳本。協議模糊測試支持:ISO 15118-2、ISO 15118-20、TLS 1.2和TLS1.3。對于基于CAN/CAN FD的國標與日標充電系統,用戶可基于歐標安全測試工具中的模糊引擎配置生成模糊測試腳本。

圖11
充電網絡安全模糊測試
vCTS不止歐標,可同時兼容新國標與日標
vCTS同時支持EV和EVSE的充電測試,并支持最新標準的適配,如最新的K-VAS、ISO 15118-21、ISO 15118-23和GB/T 34658等標準。

圖12
新國標2015+協議一致性測試
當下部署滿足未來,vCTS平臺滿足整車廠和檢測機構面向出海業務,更好支撐“歐盟合規”雙標準的要求,更多vCTS技術細節,請點擊閱讀原文了解更多。
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原文標題:vCTS | 支持充電和網絡安全兩大強標測試
文章出處:【微信號:VectorChina,微信公眾號:Vector維克多】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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