隨著電動(dòng)汽車日益普及，其配套基礎(chǔ)設(shè)施也在迅速發(fā)展。電動(dòng)汽車供電設(shè)備（EVSE）是這一基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵組成部分。EVSE通常被稱為充電站，但它所涵蓋的遠(yuǎn)不止是一個(gè)電源插座。這篇博客將探索EVSE、其重要性，以及將其與Wi-SUN（無(wú)線智能泛在網(wǎng)絡(luò)）場(chǎng)域網(wǎng)(FAN)集成如何增強(qiáng)電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施。

芯科科技Wi-SUN解決方案是電動(dòng)汽車充電站的理想選擇

來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的經(jīng)認(rèn)證Wi-SUN技術(shù)

十多年來(lái)，Silicon Labs（芯科科技）一直致力于開(kāi)發(fā)適用于工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景的解決方案，在引領(lǐng)Wi-SUN標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展方面有著悠久的歷史，其產(chǎn)品組合中包括OFDM和FSK支持、經(jīng)過(guò)Wi-SUN聯(lián)盟認(rèn)證的IC，以及全系列參考設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)工具。

長(zhǎng)距無(wú)線范圍

充電器通常與集線器通信，而集線器可能位于建筑內(nèi)部，也可能是大型停車場(chǎng)，而在這樣的停車場(chǎng)中需要較大的覆蓋范圍。因此，客戶選擇了Silicon Labs高發(fā)射功率、最優(yōu)的鏈路預(yù)算、1 GHz以下無(wú)線和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)解決方案，這些解決方案即使在較長(zhǎng)距離下也能建立強(qiáng)大的連接，并且能夠穿透障礙物。

低延遲

一個(gè)系統(tǒng)中可能包含數(shù)百個(gè)充電站，它們需要不斷通信以平衡負(fù)載。延遲會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能，高延遲會(huì)增加系統(tǒng)過(guò)載的風(fēng)險(xiǎn)。FG25無(wú)線SoC支持Wi-SUN FAN 1.1的MR SUN OFDM調(diào)制方式，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)2.4 Mbps的數(shù)據(jù)速率和低延遲。

高級(jí)別安全性

除了Wi-SUN FAN的安全機(jī)制外，芯科科技的解決方案還能保護(hù)設(shè)備免受復(fù)雜的硬件和軟件攻擊，其Secure Vault功能獲得了PSA 3級(jí)認(rèn)證。

下面我們來(lái)看看EVSE的工作原理和設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，并分析其集成Wi-SUN無(wú)線技術(shù)后所帶來(lái)的效益。

什么是EVSE，它是如何工作的？

EVSE是指從外部電源向電動(dòng)汽車電池輸送電能，同時(shí)確保充電過(guò)程安全、高效和可靠的組件。EVSE包括電導(dǎo)體、連接器、插頭、插座，以及管理充電過(guò)程所需的軟件和通信協(xié)議。

為什么EVSE很重要？

EVSE對(duì)于電動(dòng)汽車的廣泛普及至關(guān)重要。它確保電動(dòng)汽車可以在家中、工作場(chǎng)所或出行途中安全高效地充電。隨著電動(dòng)汽車數(shù)量的增加，強(qiáng)大且可靠的充電基礎(chǔ)設(shè)施變得必不可少。EVSE在滿足這一需求和支持向可持續(xù)交通轉(zhuǎn)型方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。已經(jīng)引入了一項(xiàng)新的功能，即車網(wǎng)互動(dòng)（V2G）功能，并且在某些地區(qū)正成為一項(xiàng)強(qiáng)制性要求。可以預(yù)想，在未來(lái)，電動(dòng)汽車還可以作為家庭的備用電池，甚至成為電網(wǎng)的能源儲(chǔ)備。

EVSE的關(guān)鍵考量因素

負(fù)載管理：商業(yè)設(shè)施的安裝需要平衡充電電流，以維持穩(wěn)定的電力分配并防止電網(wǎng)過(guò)載。在住宅設(shè)施的安裝中，負(fù)載管理對(duì)于保護(hù)保險(xiǎn)絲/斷路器不跳閘至關(guān)重要。

需求響應(yīng)：在電網(wǎng)面臨壓力的情況下，配電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（DSO）和輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（TSO）可以將電動(dòng)汽車充電器視為靈活負(fù)載，通過(guò)調(diào)整充電速率或暫時(shí)停止充電來(lái)減輕電網(wǎng)壓力。

標(biāo)識(shí)：用戶和車輛標(biāo)識(shí)，以防止未經(jīng)授權(quán)的充電。用戶標(biāo)識(shí)必須與最新的授權(quán)數(shù)據(jù)庫(kù)相符。

準(zhǔn)確計(jì)費(fèi)：正確的標(biāo)識(shí)可確保對(duì)相應(yīng)的EVSE 所消耗的電量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)費(fèi)。這對(duì)于電動(dòng)汽車車主和充電站運(yùn)營(yíng)商而言都至關(guān)重要，可以避免出現(xiàn)計(jì)費(fèi)差異。

利用Wi-SUN FAN應(yīng)對(duì)當(dāng)今的挑戰(zhàn)

停車場(chǎng)內(nèi)的通信問(wèn)題：由于存在障礙物、距離較遠(yuǎn)以及可擴(kuò)展性問(wèn)題，傳統(tǒng)的2.4GHz無(wú)線方案在停車場(chǎng)中往往無(wú)法正常工作。Wi-SUN FAN可在1 GHz以下的頻率下運(yùn)行，即使在像停車場(chǎng)這樣具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中也能提供穩(wěn)定可靠的連接。其多跳網(wǎng)絡(luò)功能可確保在長(zhǎng)距離和有障礙物的情況下實(shí)現(xiàn)可靠通信。

安裝與維護(hù)成本：安裝和維護(hù)有線通信系統(tǒng)成本高昂且耗費(fèi)人力。Wi-SUN FAN提供了一種無(wú)線替代方案，安裝和維護(hù)更加簡(jiǎn)便、成本更低，從而減少了對(duì)大量布線的需求。這大大降低了EVSE供應(yīng)商和集成商的總體成本。

強(qiáng)大的連接性：對(duì)于EVSE的運(yùn)行而言，確保在各種環(huán)境中都能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的連接至關(guān)重要。Wi-SUN FAN通過(guò)其多跳和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)功能，提供了高度可靠且穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡(luò)。這確保了EVSE系統(tǒng)能夠持續(xù)高效運(yùn)行。

利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施是一項(xiàng)明智的商業(yè)舉措，有望將更多的路燈轉(zhuǎn)化為便捷的路邊充電點(diǎn)。然而，公用事業(yè)公司和智慧城市必須應(yīng)對(duì)這樣一個(gè)挑戰(zhàn)，即在一個(gè)包含先進(jìn)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施、智能交通系統(tǒng)、智能照明等設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)中集成多個(gè)應(yīng)用程序和供應(yīng)商。電動(dòng)汽車充電將成為另一個(gè)需要管理的應(yīng)用程序。

對(duì)于在智能城市推廣電動(dòng)汽車充電站而言，連接性和互操作性至關(guān)重要。Wi-SUN FAN作為唯一基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的通信網(wǎng)絡(luò)脫穎而出，它確保了必要的安全性、可靠性和互操作性。隨著眾多供應(yīng)商和應(yīng)用程序匯聚在同一網(wǎng)絡(luò)中，Wi-SUN FAN的更廣泛應(yīng)用將是不可避免的。

EVSE和Wi-SUN FAN如何協(xié)同工作

將EVSE與Wi-SUN FAN網(wǎng)絡(luò)集成可以顯著提高電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的功能和效率。具體方式如下：

增強(qiáng)通信能力：Wi-SUN FAN使EVSE單元與中央管理系統(tǒng)之間能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)縫、實(shí)時(shí)的通信，從而改善對(duì)充電過(guò)程的監(jiān)控和管理。

彈性擴(kuò)展：Wi-SUN FAN的架構(gòu)支持大規(guī)模部署，使其適用于在城鄉(xiāng)地區(qū)擴(kuò)展電動(dòng)汽車充電網(wǎng)絡(luò)。

安全性：由于充電器會(huì)連接到本地網(wǎng)絡(luò)，這使它們面臨潛在的攻擊風(fēng)險(xiǎn)，因此安全性至關(guān)重要。Wi-SUN FAN安全機(jī)制建立在廣泛使用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之上。訪問(wèn)控制基于IEEE 802.1X和IEEE 802.11i概念，在接入節(jié)點(diǎn)與Wi-SUN邊界路由器之間提供雙向認(rèn)證并建立安全關(guān)聯(lián)。幀安全使用IEEE 802.15.4中的AES-CCM，可同時(shí)確保數(shù)據(jù)保密性和數(shù)據(jù)真實(shí)性。

互操作性：Wi-SUN FAN基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，可確保與不同制造商生產(chǎn)的EVSE裝置兼容，進(jìn)而推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高效且靈活的部署。

結(jié)論

將EVSE與Wi-SUN FAN網(wǎng)絡(luò)集成，是構(gòu)建更高效、可擴(kuò)展且安全的電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的前瞻性方法。這種結(jié)合利用了兩種技術(shù)，以支持不斷增長(zhǎng)的電動(dòng)汽車市場(chǎng)，并促進(jìn)建立一個(gè)可持續(xù)的、互聯(lián)的交通生態(tài)系統(tǒng)。通過(guò)使用Wi-SUN，電動(dòng)汽車充電網(wǎng)絡(luò)可以與智慧城市應(yīng)用程序無(wú)縫交互，為擴(kuò)展電動(dòng)汽車基礎(chǔ)設(shè)施提供了一種經(jīng)濟(jì)高效且面向未來(lái)的解決方案。