隨著電動汽車日益普及，其配套基礎設施也在迅速發(fā)展。電動汽車供電設備（EVSE）是這一基礎設施的關鍵組成部分。EVSE通常被稱為充電站，但它所涵蓋的遠不止是一個電源插座。這篇博客將探索EVSE、其重要性，以及將其與Wi-SUN（無線智能泛在網(wǎng)絡）場域網(wǎng)(FAN)集成如何增強電動汽車充電基礎設施。

芯科科技Wi-SUN解決方案是電動汽車充電站的理想選擇

來自物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)領導者的經(jīng)認證Wi-SUN技術

十多年來，Silicon Labs（芯科科技）一直致力于開發(fā)適用于工業(yè)和商業(yè)應用場景的解決方案，在引領Wi-SUN標準的發(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Wi-SUN聯(lián)盟認證的IC，以及全系列參考設計和開發(fā)工具。

長距無線范圍

充電器通常與集線器通信，而集線器可能位于建筑內部，也可能是大型停車場，而在這樣的停車場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)的鏈路預算、1 GHz以下無線和網(wǎng)狀網(wǎng)絡解決方案，這些解決方案即使在較長距離下也能建立強大的連接，并且能夠穿透障礙物。

低延遲

一個系統(tǒng)中可能包含數(shù)百個充電站，它們需要不斷通信以平衡負載。延遲會嚴重影響系統(tǒng)性能，高延遲會增加系統(tǒng)過載的風險。FG25無線SoC支持Wi-SUN FAN 1.1的MR SUN OFDM調制方式，可實現(xiàn)高達2.4 Mbps的數(shù)據(jù)速率和低延遲。

高級別安全性

除了Wi-SUN FAN的安全機制外，芯科科技的解決方案還能保護設備免受復雜的硬件和軟件攻擊，其Secure Vault功能獲得了PSA 3級認證。

下面我們來看看EVSE的工作原理和設計挑戰(zhàn)，并分析其集成Wi-SUN無線技術后所帶來的效益。

什么是EVSE，它是如何工作的？

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

為什么EVSE很重要？

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

EVSE的關鍵考量因素

負載管理：商業(yè)設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)過載。在住宅設施的安裝中，負載管理對于保護保險絲/斷路器不跳閘至關重要。

需求響應：在電網(wǎng)面臨壓力的情況下，配電系統(tǒng)運營商（DSO）和輸電系統(tǒng)運營商（TSO）可以將電動汽車充電器視為靈活負載，通過調整充電速率或暫時停止充電來減輕電網(wǎng)壓力。

標識：用戶和車輛標識，以防止未經(jīng)授權的充電。用戶標識必須與最新的授權數(shù)據(jù)庫相符。

準確計費：正確的標識可確保對相應的EVSE 所消耗的電量進行準確計費。這對于電動汽車車主和充電站運營商而言都至關重要，可以避免出現(xiàn)計費差異。

利用Wi-SUN FAN應對當今的挑戰(zhàn)

停車場內的通信問題：由于存在障礙物、距離較遠以及可擴展性問題，傳統(tǒng)的2.4GHz無線方案在停車場中往往無法正常工作。Wi-SUN FAN可在1 GHz以下的頻率下運行，即使在像停車場這樣具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中也能提供穩(wěn)定可靠的連接。其多跳網(wǎng)絡功能可確保在長距離和有障礙物的情況下實現(xiàn)可靠通信。

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

強大的連接性：對于EVSE的運行而言，確保在各種環(huán)境中都能實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的連接至關重要。Wi-SUN FAN通過其多跳和網(wǎng)狀網(wǎng)絡功能，提供了高度可靠且穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡。這確保了EVSE系統(tǒng)能夠持續(xù)高效運行。

利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡基礎設施是一項明智的商業(yè)舉措，有望將更多的路燈轉化為便捷的路邊充電點。然而，公用事業(yè)公司和智慧城市必須應對這樣一個挑戰(zhàn)，即在一個包含先進計量基礎設施、智能交通系統(tǒng)、智能照明等設施的網(wǎng)絡中集成多個應用程序和供應商。電動汽車充電將成為另一個需要管理的應用程序。

對于在智能城市推廣電動汽車充電站而言，連接性和互操作性至關重要。Wi-SUN FAN作為唯一基于開放標準的通信網(wǎng)絡脫穎而出，它確保了必要的安全性、可靠性和互操作性。隨著眾多供應商和應用程序匯聚在同一網(wǎng)絡中，Wi-SUN FAN的更廣泛應用將是不可避免的。

EVSE和Wi-SUN FAN如何協(xié)同工作

將EVSE與Wi-SUN FAN網(wǎng)絡集成可以顯著提高電動汽車充電基礎設施的功能和效率。具體方式如下：

增強通信能力：Wi-SUN FAN使EVSE單元與中央管理系統(tǒng)之間能夠實現(xiàn)無縫、實時的通信，從而改善對充電過程的監(jiān)控和管理。

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

安全性：由于充電器會連接到本地網(wǎng)絡，這使它們面臨潛在的攻擊風險，因此安全性至關重要。Wi-SUN FAN安全機制建立在廣泛使用的行業(yè)標準之上。訪問控制基于IEEE 802.1X和IEEE 802.11i概念，在接入節(jié)點與Wi-SUN邊界路由器之間提供雙向認證并建立安全關聯(lián)。幀安全使用IEEE 802.15.4中的AES-CCM，可同時確保數(shù)據(jù)保密性和數(shù)據(jù)真實性。

互操作性：Wi-SUN FAN基于開放標準，可確保與不同制造商生產(chǎn)的EVSE裝置兼容，進而推動經(jīng)濟高效且靈活的部署。

結論

將EVSE與Wi-SUN FAN網(wǎng)絡集成，是構建更高效、可擴展且安全的電動汽車充電基礎設施的前瞻性方法。這種結合利用了兩種技術，以支持不斷增長的電動汽車市場，并促進建立一個可持續(xù)的、互聯(lián)的交通生態(tài)系統(tǒng)。通過使用Wi-SUN，電動汽車充電網(wǎng)絡可以與智慧城市應用程序無縫交互，為擴展電動汽車基礎設施提供了一種經(jīng)濟高效且面向未來的解決方案。