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技术巡猎 零跑 你有没有想过,电动车插枪充电那一瞬间,车和充电桩之间到底发生了什

技术巡猎 零跑 你有没有想过,电动车插枪充电那一瞬间,车和充电桩之间到底发生了什么?其实他们不是一上来就通电的。充电桩得先跟车”握手”,确认彼此身份、状态都正常,才会正式送电。这个握手的过程,在技术上就叫CP信号,全称控制导引信号(Control Pilot)。你可以把它理解为车和充电桩之间的”暗号”。 除了握手,还得确认枪确实插好了,没松没歪,这个叫CC信号,充电连接确认(Connection Confirm)。

这两个信号,就是零跑这份专利(2026104383462)要解决的问题。它们打算要造一套设备,专门模拟这两个信号,用来测试车的充电系统靠不靠谱。可是说到测试CP信号呢,传统的做法是信号发生器—这东西比较贵,操作也比较复杂,一台设备动辄几万块,而且需要专业人员调整大半天,还是有一些痛点的。

零跑的思路是直接用纯硬件电路来模拟。 其实道理不复杂,CP信号本质上就是一个PWM波形,电压±12V,频率1kHz,占空比从0到100%都可以做调整。零跑用硬件电路直接生成这个波形,不需要昂贵的信号发生器,成本一下就下来了,这个占空比是有讲究的。不同的占空比代表充电桩能输出的最大电流是多少,车端通过读取这个占空比,就知道自己最多能充多快。零跑这套设备可以任意调节占空比,相当于能模拟从慢充到超快充的各种场景。 CP信号的正负12V也有说法。正常情况下是+12V,车检测到之后会通过一个电阻把电压拉低到+9V,充电桩一看”哟,有车来了”,就开始对外释放PWM波。如果车还没准备好,此时会进一步把电压拉到+6V,充电桩就暂停输出。

整个过程就是一场电压上的”对话”。零跑这个设备把这些状态都模拟出来了,就可以测试车在不同电压响应下的表现。 再说CC信号。 这个比较好理解,就是检测充电枪插没插好。它主要是通过检测一个电阻值来判断状态。国标实际上已经规定了不同的电阻对应不同的充电模式,比如交流充电是一个阻值,直流充电是另一个阻值。 零跑是通过一套开关电阻网络来模拟CC信号的。简单说就是一堆电阻加一堆开关,通过控制开关的通断,组合出不同的电阻值。这套网络能模拟正常插枪、没插枪(开路)、短路、接触不良等各种状态。接触不良这个场景比较有意思。实际充电中,枪头氧化或者松动,会导致接触电阻变大。零跑这个设备可以通过电阻网络模拟这种”带病工作”的状态,看看车的充电系统在异常情况下怎么处理,是比较贴心的设计。

说到这里你可能发现了,传统测试CP信号需要一台信号发生器,测试CC信号又需要另一套电阻箱,再加上CAN通信测试的设备,一个充电测试工位可能要摆好几台仪器。零跑的做法是把CP模拟、CC模拟、CAN通信这三个东西整合到一台设备里。 这就是这份专利的比较聪明的地方。一体化设计,一个设备解决原来三个设备的事,接线简单了,操作也简单了,测试效率自然就上去了,人力物力都能有很大程度的节省。

这套设备还支持V2V模式,也就是车对车放电。现在有些电动车可以给另一台车应急充电,这时候放电设备也要发出特定的导引信号。零跑这个设备也能模拟放电端的信号状态,覆盖的场景是比较全的。 通信方面,设备内置了CAN通信模块,可以和被测设备的CAN总线联动。也就是说,不仅模拟物理层的CP和CC信号,还能在协议层跟车”聊天”,实现信号和通信的联动测试。这种端到端的测试方式,比单纯测信号更接近真实的充电场景。 电源设计上也有一些巧思。输入电压范围是3V到40V,这个范围是比较宽的。可以用USB的5V供电,也可以用车载的12V、24V,甚至直接接到测试台的40V电源上。而且支持反接保护,电源正负极接反了不会烧设备。过压保护也有,输入超过安全范围自动切断。 动态响应小于100微秒,这个速度是比较快的。100微秒是什么概念,人眨眼大约要300毫秒,100微秒比眨眼快3000倍。也就是说信号切换几乎是瞬时的,测出来的结果比较接近真实情况。

整套方案用纯硬件实现,没有复杂的软件算法,也没有跑操作系统。好处是成本低、可靠性高、启动快。不好的地方是灵活性比软件方案差一些,参数调整需要改硬件。但零跑显然是算过账的,对于充电测试这种需求比较固定的场景,硬件方案的性价比是比较高的。

你可以想象一下这个场景。以前测试充电功能,工程师要搬来信号发生器、电阻箱、CAN卡,各种线接一大堆,调个参数要翻好几本手册。现在拿零跑这个设备,接上电源、连上被测件,拧几个旋钮就能开始测。时间省了多少,心里就有数了。 这种测试设备是车企的刚需。每一款新车在量产前,充电系统都要经过成百上千轮的测试。测试设备便宜了,测试流程简单了,最终反映到车价上,哪怕是几分钱的成本优势,在规模化生产里都会被放大。 零跑做这种”抠成本”的工具类专利,其实透露出了一个信息。他们一直在从每一个细节里找效率,找降本空间。这份专利里没有惊天动地的黑科技,但解决的是一个实实在在的问题。用几块电路板、几个电阻、几个开关,替代了昂贵的进口仪器。

这种”土办法”有时候反而比较管用,是吧。 下次你给车充电的时候,看着充电桩屏幕上那个”正在连接”的提示,可以想一下。在你按下充电按钮之前,车和充电桩已经完成了几百毫秒的”暗号对接”。电动车充电这件事,表面看就是插枪通电这么简单。但要确保这个简单的事每次都靠谱,背后需要多少测试、多少验证,你想过吗?