芯科科技Wi-SUN FAN技术如何增强电动汽车充电站性能

随着电动汽车日益普及，其配套基础设施也在迅速发展。电动汽车供电设备（EVSE）是这一基础设施的关键组成部分。EVSE通常被称为充电站，但它所涵盖的远不止是一个电源插座。这篇博客将探索EVSE、其重要性，以及将其与Wi-SUN（无线智能泛在网络）场域网(FAN)集成如何增强电动汽车充电基础设施。

芯科科技Wi-SUN解决方案是电动汽车充电站的理想选择

来自物联网行业领导者的经认证Wi-SUN技术

十多年来，Silicon Labs（芯科科技）一直致力于开发适用于工业和商业应用场景的解决方案，在引领Wi-SUN标准的发展方面有着悠久的历史，其产品组合中包括OFDM和FSK支持、经过Wi-SUN联盟认证的IC，以及全系列参考设计和开发工具。

长距无线范围

充电器通常与集线器通信，而集线器可能位于建筑内部，也可能是大型停车场，而在这样的停车场中需要较大的覆盖范围。因此，客户选择了Silicon Labs高发射功率、最优的链路预算、1 GHz以下无线和网状网络解决方案，这些解决方案即使在较长距离下也能建立强大的连接，并且能够穿透障碍物。

低延迟

一个系统中可能包含数百个充电站，它们需要不断通信以平衡负载。延迟会严重影响系统性能，高延迟会增加系统过载的风险。FG25无线SoC支持Wi-SUN FAN 1.1的MR SUN OFDM调制方式，可实现高达2.4 Mbps的数据速率和低延迟。

高级别安全性

除了Wi-SUN FAN的安全机制外，芯科科技的解决方案还能保护设备免受复杂的硬件和软件攻击，其Secure Vault功能获得了PSA 3级认证。

下面我们来看看EVSE的工作原理和设计挑战，并分析其集成Wi-SUN无线技术后所带来的效益。

什么是EVSE，它是如何工作的？

EVSE是指从外部电源向电动汽车电池输送电能，同时确保充电过程安全、高效和可靠的组件。EVSE包括电导体、连接器、插头、插座，以及管理充电过程所需的软件和通信协议。

为什么EVSE很重要？

EVSE对于电动汽车的广泛普及至关重要。它确保电动汽车可以在家中、工作场所或出行途中安全高效地充电。随着电动汽车数量的增加，强大且可靠的充电基础设施变得必不可少。EVSE在满足这一需求和支持向可持续交通转型方面发挥着关键作用。已经引入了一项新的功能，即车网互动（V2G）功能，并且在某些地区正成为一项强制性要求。可以预想，在未来，电动汽车还可以作为家庭的备用电池，甚至成为电网的能源储备。

EVSE的关键考量因素

负载管理：商业设施的安装需要平衡充电电流，以维持稳定的电力分配并防止电网过载。在住宅设施的安装中，负载管理对于保护保险丝/断路器不跳闸至关重要。

需求响应：在电网面临压力的情况下，配电系统运营商（DSO）和输电系统运营商（TSO）可以将电动汽车充电器视为灵活负载，通过调整充电速率或暂时停止充电来减轻电网压力。

标识：用户和车辆标识，以防止未经授权的充电。用户标识必须与最新的授权数据库相符。

准确计费：正确的标识可确保对相应的EVSE 所消耗的电量进行准确计费。这对于电动汽车车主和充电站运营商而言都至关重要，可以避免出现计费差异。

利用Wi-SUN FAN应对当今的挑战

停车场内的通信问题：由于存在障碍物、距离较远以及可扩展性问题，传统的2.4GHz无线方案在停车场中往往无法正常工作。Wi-SUN FAN可在1 GHz以下的频率下运行，即使在像停车场这样具有挑战性的环境中也能提供稳定可靠的连接。其多跳网络功能可确保在长距离和有障碍物的情况下实现可靠通信。

安装与维护成本：安装和维护有线通信系统成本高昂且耗费人力。Wi-SUN FAN提供了一种无线替代方案，安装和维护更加简便、成本更低，从而减少了对大量布线的需求。这大大降低了EVSE供应商和集成商的总体成本。

强大的连接性：对于EVSE的运行而言，确保在各种环境中都能实现稳定可靠的连接至关重要。Wi-SUN FAN通过其多跳和网状网络功能，提供了高度可靠且稳定的通信网络。这确保了EVSE系统能够持续高效运行。

利用现有的网络基础设施是一项明智的商业举措，有望将更多的路灯转化为便捷的路边充电点。然而，公用事业公司和智慧城市必须应对这样一个挑战，即在一个包含先进计量基础设施、智能交通系统、智能照明等设施的网络中集成多个应用程序和供应商。电动汽车充电将成为另一个需要管理的应用程序。

对于在智能城市推广电动汽车充电站而言，连接性和互操作性至关重要。Wi-SUN FAN作为唯一基于开放标准的通信网络脱颖而出，它确保了必要的安全性、可靠性和互操作性。随着众多供应商和应用程序汇聚在同一网络中，Wi-SUN FAN的更广泛应用将是不可避免的。

EVSE和Wi-SUN FAN如何协同工作

将EVSE与Wi-SUN FAN网络集成可以显著提高电动汽车充电基础设施的功能和效率。具体方式如下：

增强通信能力：Wi-SUN FAN使EVSE单元与中央管理系统之间能够实现无缝、实时的通信，从而改善对充电过程的监控和管理。

弹性扩展：Wi-SUN FAN的架构支持大规模部署，使其适用于在城乡地区扩展电动汽车充电网络。

安全性：由于充电器会连接到本地网络，这使它们面临潜在的攻击风险，因此安全性至关重要。Wi-SUN FAN安全机制建立在广泛使用的行业标准之上。访问控制基于IEEE 802.1X和IEEE 802.11i概念，在接入节点与Wi-SUN边界路由器之间提供双向认证并建立安全关联。帧安全使用IEEE 802.15.4中的AES-CCM，可同时确保数据保密性和数据真实性。

互操作性：Wi-SUN FAN基于开放标准，可确保与不同制造商生产的EVSE装置兼容，进而推动经济高效且灵活的部署。

结论

将EVSE与Wi-SUN FAN网络集成，是构建更高效、可扩展且安全的电动汽车充电基础设施的前瞻性方法。这种结合利用了两种技术，以支持不断增长的电动汽车市场，并促进建立一个可持续的、互联的交通生态系统。通过使用Wi-SUN，电动汽车充电网络可以与智慧城市应用程序无缝交互，为扩展电动汽车基础设施提供了一种经济高效且面向未来的解决方案。