【導讀】電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)充(chong)電(dian)需(xu)要(yao)的(de)不(bu)僅(jin)僅(jin)是(shi)充(chong)電(dian)站(zhan)車(che)道(dao)上(shang)的(de)電(dian)源(yuan)插(cha)座(zuo)。電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)數(shu)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)，提(ti)高(gao)了(le)對(dui)電(dian)能(neng)需(xu)求(qiu)，同(tong)時(shi)還(hai)需(xu)改(gai)進(jin)電(dian)網(wang)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)，提(ti)高(gao)充(chong)電(dian)器(qi)的(de)能(neng)效(xiao)，整(zheng)合(he)家(jia)庭(ting)能(neng)源(yuan)管(guan)理(li)。

人(ren)們(men)對(dui)家(jia)庭(ting)和(he)辦(ban)公(gong)場(chang)所(suo)的(de)智(zhi)能(neng)充(chong)電(dian)以(yi)及(ji)更(geng)快(kuai)充(chong)電(dian)有(you)著(zhe)巨(ju)大(da)的(de)需(xu)求(qiu)
，這(zhe)就(jiu)需(xu)要(yao)從(cong)交(jiao)流(liu)充(chong)電(dian)器(qi)轉(zhuan)向(xiang)直(zhi)流(liu)充(chong)電(dian)器(qi)。此(ci)外(wai)，還(hai)需(xu)考(kao)慮(lv)安(an)全(quan)問(wen)題(ti)
，包(bao)括(kuo)對(dui)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)電(dian)池(chi)的(de)認(ren)證(zheng)。用(yong)戶(hu)還(hai)希(xi)望(wang)能(neng)夠(gou)在(zai)任(ren)何(he)地(di)方(fang)充(chong)電(dian)，既(ji)可(ke)以(yi)隨(sui)時(shi)隨(sui)地(di)安(an)全(quan)支(zhi)付(fu)，也(ye)可(ke)以(yi)將(jiang)充(chong)電(dian)與(yu)單(dan)個(ge)中(zhong)心(xin)賬(zhang)戶(hu)和(he)賬(zhang)單(dan)相(xiang)關(guan)聯(lian)。

安全是核心

充電解決方案必須采用安全元件才能滿足ISO 15118等行業標準或相關校準法規（如德國Eichrecht）。例如，恩智浦最新的EdgeLock SE05x係列嵌入式安全解決方案，有助於確保整個價值鏈安全地抵禦網絡攻擊，同時保證連接點的安全性和易用程度。

為了避免未經授權的訪問

，可以使用基於行業標準NFC的(de)安(an)全(quan)協(xie)議(yi)，通(tong)過(guo)實(shi)體(ti)智(zhi)能(neng)卡(ka)或(huo)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)等(deng)憑(ping)據(ju)解(jie)鎖(suo)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)充(chong)電(dian)站(zhan)。這(zhe)些(xie)功(gong)能(neng)還(hai)支(zhi)持(chi)其(qi)他(ta)智(zhi)慧(hui)城(cheng)市(shi)應(ying)用(yong)
，如(ru)停(ting)車(che)和(he)公(gong)共(gong)交(jiao)通(tong)。恩(en)智(zhi)浦(pu)的(de)智(zhi)能(neng)卡(ka)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)能(neng)夠(gou)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)其(qi)在(zai)全(quan)球(qiu)750多個智慧城市建立的大型MIFARE®️免接觸式生態係統。

通電

許xu多duo充chong電dian站zhan都dou在zai使shi用yong交jiao流liu電dian。一yi般ban是shi單dan相xiang交jiao流liu電dian
，但dan使shi用yong三san相xiang交jiao流liu電dian的de充chong電dian站zhan逐zhu步bu增zeng加jia。目mu前qian高gao壓ya直zhi流liu充chong電dian站zhan數shu量liang雖sui少shao，但dan在zai不bu斷duan增zeng加jia。相xiang比bi交jiao流liu充chong電dian站zhan，高gao壓ya直zhi流liu充chong電dian站zhan功gong率lv更geng高gao，可ke縮suo短duan充chong電dian時shi間jian。因yin此ci，大da多duo數shu電dian動dong汽qi車cheOEM供應商希望共同開發這兩種充電方式。這意味著他們可以從恩智浦的技術組件中受益，簡化開發並提高複用。

電動汽車充電解決方案

充電站，或稱電動汽車電源設備 (EVSE)
，除了與用戶交互外，還需要與電網通信，實現負載均衡、汽車到電網 (V2G)(符合ISO 15118標準)、智能充電、開放充電點協議 (OCPP) 和收費等功能。

使用恩智浦的IW620雙頻解決方案（結合Wi-Fi®️和藍牙）
，或使用適用於sub-GHz協議的OL2385射頻收發器
，可將ISM和移動網絡添加至通信技術中。這些技術可以與LPC55S69等器件以及PLC等有線通信器件結合使用，LPC55S69是實現NBIoT的理想選擇。

與之密切相關還有基於SE05x的安全功能塊
，通過使用端到端加密技術提供身份驗證，實現賬單數據等敏感信息的交換。它還可以管理車載充電器（OBC）與後端服務器之間的數據交換。

此控製器板將通過安全和外部通信模塊管理主要功能和服務，例如高級通信

，以及運行EVSE應用中使用的協議棧。其中包括為V2G通信定義的ISO 15118標準，還可能包括OCPP。恩智浦處理器可選擇廣泛的性能範圍，從MIMX8xx MPU應用處理器到基於Arm Cortex-M7實時MCU內核的MIMXRT11xx係列，再到基於Cortex-M33的MCU的最新LPC55x係列。

EVSE的係統視圖

智能充電

智能掛牆充電箱和充電站通常為雲連接。消費者、充電站和雲之間的連接通常通過以太網或Wi-Fi 6、Zigbee®️或其他無線技術來處理。智能充電站一般會與智能計量解決方案結合使用，增加了數據處理的數量和複雜性。

充電站雲連接 (雲注冊) 需要簡單的指配和驗證流程來保持高安全性。恩智浦通過其SE05x和EdgeLock 2GO服務

，為主要雲合作夥伴的零接觸注冊流程提供支持，該服務還可對消費記錄和支付數據等敏感用戶數據進行身份驗證。

另外，服務自動駕駛汽車也對充電站提出了新的要求。自動駕駛汽車需要準確地導航到充電站充電

，不用人類或(昂貴的)機器人助手來提供最後一厘米的連接。這一點可以依靠超寬帶 (UWB) 等高精度定位無線技術實現，讓自動駕駛車輛能夠準確地將自己引導到正確的位置。

雲連接參考設計

我們的雲連接電動汽車充電站參考設計EasyEVSE集成了恩智浦的多種產品，幫助客戶加快創新並簡化設計過程。客戶可以在恩智浦的i.MX RT1064跨界MCU上快速加載基於Azure RTOS的應用軟件，並將模擬電動汽車充電站安全地連接到Microsoft Azure IoT Central。

該參考設計采用恩智浦Kinetis計量MCU
，其中包括自身的參考設計
、原理圖和計量軟件。由於需要在汽車
、電動汽車站和雲之間實現安全通信，此參考設計展示了如何利用恩智浦EdgeLock安全元件來滿足ISO 15118信息安全和功能安全要求。客戶可以將該平台作為完整且具有差異化特點的EVSE係統基礎。

供電動車充電的本地存儲

隨著充電站從交流電轉向直流電，電網必須滿足高功率 (350千瓦或更高) 輸出的峰值需求
，電池電壓高達1000V。本地存儲可使用電池和恩智浦的電池管理係統 (BMS) 來解決這一問題。本地電池充滿電時
，可以先向電動汽車輸送電量，再從電網中獲取更多電量。

沒mei有you電dian動dong汽qi車che充chong電dian時shi，本ben地di電dian池chi可ke以yi通tong過guo電dian網wang甚shen至zhi現xian場chang太tai陽yang能neng電dian池chi陣zhen列lie進jin行xing充chong電dian
，以yi緩huan解jie電dian網wang的de需xu求qiu高gao峰feng

，還hai在zai停ting電dian時shi確que保bao電dian力li供gong應ying。實shi現xian本ben地di電dian力li均jun衡heng需xu要yao電dian池chi管guan理li單dan元yuan (BMU)，其中包含恩智浦的FS32K係列、支持功能安全的電源管理IC、支持無軟件電池組的BMS網關，以及提供電池狀態值的高精度模擬前端等。

結語

電動汽車越來越普及
，因此需要開發大量安全可靠的充電站。

enzhipuzaidianyuanzhuanhuanyijianquanshujujiaoyiheshebeishenfenyanzhengfangmianyouzhefengfudejingyan。zaidiandongqichechongdianzhong，zhelianggelingyuyiyizhongxindefangshijiehezaiyiqi。

評(ping)估(gu)套(tao)件(jian)和(he)參(can)考(kao)設(she)計(ji)的(de)數(shu)量(liang)逐(zhu)漸(jian)增(zeng)多(duo)

，可(ke)覆(fu)蓋(gai)交(jiao)流(liu)及(ji)直(zhi)流(liu)充(chong)電(dian)站(zhan)的(de)大(da)部(bu)分(fen)需(xu)求(qiu)
，恩(en)智(zhi)浦(pu)願(yuan)意(yi)為(wei)製(zhi)造(zao)商(shang)和(he)服(fu)務(wu)提(ti)供(gong)商(shang)出(chu)謀(mou)劃(hua)策(ce)，為(wei)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)行(xing)業(ye)的(de)快(kuai)速(su)增(zeng)長(chang)提(ti)供(gong)支(zhi)持(chi)。

本文作者

Mark Swinburn，恩智浦半導體EMEA電動車充電設備與智能家電部門負責人。Mark在電子設計領域擁有30多年的工作經驗，過去十年，他在恩智浦主要負責MCU

、連接和信息安全業務。

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