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3.75 MW 充电系统 MCS 测试计划

https://www.midapower.com/floor-standing-charging-station/

随着全球交通运输业向低碳和电气化转型,重型运输车辆、船舶、飞机、工程机械等大型设备对超高充电功率的需求日益凸显。兆瓦级充电系统(MCS)充电功率高达3.75兆瓦,已成为推动上述领域电气化的关键技术。MCS不仅能显著缩短充电时间,还能满足重载、高频运行场景的需求,为实现绿色能源转型提供重要支撑。

高功率充电需求——由经济效率驱动

大型车辆的电池容量通常是乘用车的数十倍,传统的充电方式难以满足大型机械设备快速补充能量的需求。因此,与欧洲CCS标准的直流充电相比,其充电功率需求理想情况下需要提高10-15倍(见图1)。MCS目前可以通过提高充电电压和电流,在45分钟内将重型车辆电池充电至80%的SOC,最大功率为3.75MW,也符合长途驾驶的法定休息时间要求。

高功率充电需求——由经济效率驱动

与GB/T、CHAdeMO、CCS和NACS标准相比,MCS的充电时间缩短了4.2至15倍。从技术层面来看,MCS源于CCS,但两者在某些方面存在显著差异:

充电接口和底层通信

IEC TS 63379 定义的 MCS 接口能够传输高达 3000A 的电流,并支持 1250V 的电压,在最高功率情况下必须采用液冷。

MCS 的底层通信标准是 IEC 61851-23-3(预计于 2026 年发布)。MCS 中控制导引引脚的操作称为充电使能 (CE),它使用 5V 直流电压,且不使用 PWM。与 CCS 中的 PP 引脚类似,MCS 使用 5V 直流电压进行插入检测 (ID),该检测还可以为辅助电气设备提供 12/24V 电源。

1. 高级通信:10BASE-T1S 多点通信

高层通信基于 ISO 15118-20 标准,其修订版 1 (ISO 15118-20 Amd-1) 为 MCS 引入了额外的服务 ID。通信结构与 CCS 类似,使用 TLS、TCP/IP 和以太网,但物理层采用 ISO 15118-10 中规定的 10BASE-T1S。10BASE-T1S 是一种单对双绞线以太网,带宽为 10Mbps 半双工,并采用基于 IEEE 802.3cg 规范的差分曼彻斯特编码 (DME)。MCS 高层通信不需要电力线载波通信 (PLC),也不需要通过信号电平衰减特性 (SLAC) 过程来检测连接状态。

2. PLCA 通信机制

与标准以太网的点对点通信不同,10BASE-T1 支持多点连接和物理层冲突避免 (PLCA) 机制。其电动汽车充电设备 (EVSE) 基础设施充当协调器,分配节点 ID 0 和电动汽车 ID 1(下线节点 1)。根据 ISO 15118-10 标准,通信总线最多可支持 6 个附加节点(下线节点),用于传输插头和插座的传感器数据、电流、温度和其他信息。PLCA 可以进一步优化通信过程,提高多节点间数据传输效率,并确保充电过程中每个环节信息的同步性和安全性。

MCS开发和测试

尽管移动充电系统(MCS)的标准化尚未完成,但面向汽车制造商和基础设施的充电系统开发工作已经启动。早期阶段的仿真和测试有助于预防设计错误、缩短修正时间并降低成本。

Vector 开发的 MCS 仿真测试解决方案涵盖 EVCC/SEC 桌面级功能和通信开发测试、一致性和互操作性测试、兆瓦级性能功率测试以及 EV/EVSE 真实车辆和桩数据采集和分析,满足工程师在不同维度的应用场景(图 4)。

>CANoe.智能充电
符合各地区 MCS/CCS/OCPP/GBT/CHAdeMO 协议的电动汽车/电动汽车充电设备分析、仿真和测试软件平台。
独木舟安全经理
它是嵌入软件中的安全通信模块,支持 TLS 1.2/1.3 加密、PnC 安全证书模板,并支持主体可信根互连认证。
VT5201
新一代智能充电板提供 CCS(PLC)/MCS 硬件指导电路仿真,并支持物理层故障仿真。
VN5614/VN5650
通信接口卡支持 10BASE-T1S,可实现 MCS 高级通信和 MultiDrop 多点连接。
>vCTS.性能
可提供最大充电功率为 3.84MW、电压为 1500V 的测试台,其中包括 180kW 主控模块和用于扩展的附加电源架。
>CANoe 测试包 EV/EVSE – CCS
提供标准的 ISO 15118 测试用例库和源代码环境 (vTESTstudio),使测试人员能够快速实现超越标准化的自定义测试序列。

作为重型交通电气化的核心技术,MCS的标准化、可靠性和灵活性将直接影响行业的发展进程。未来,随着标准的不断完善和检测工具的升级,MCS有望在物流、港口、航空和工程机械等领域得到广泛应用。

通过运用合适的开发、仿真和测试工具,可以有效应对系统的复杂性和潜在风险。Vector提供的系统具有高度的灵活性和可扩展性,包括在MCS规定的最大充电功率下进行性能测试,同时其工具链还能无缝兼容其他充电标准,更好地满足不同项目的需求。此外,Vector还积极参与相关的标准化委员会,并快速调整解决方案以适应最新的MCS标准化流程。


发布时间:2026年9月21日

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