隨著電動汽車日益普及，其配套基礎設施也在迅速發展。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（無線智能泛在網絡）場域網(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

來自物聯網行業領導者的經認證Wi-SUN技術

十多年來，Silicon Labs（芯科科技）一直致力于開發適用于工業和商業應用場景的解決方案，在引領Wi-SUN標準的發展方面有著悠久的歷史，其產品組合中包括OFDM和FSK支持、經過Wi-SUN聯盟認證的IC，以及全系列參考設計和開發工具。

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高發射功率、最優的鏈路預算、1 GHz以下無線和網狀網絡解決方案，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

一個系統中可能包含數百個充電站，它們需要不斷通信以平衡負載。延遲會嚴重影響系統性能，高延遲會增加系統過載的風險。FG25無線SoC支持Wi-SUN FAN 1.1的MR SUN OFDM調制方式，可實現高達2.4 Mbps的數據速率和低延遲。

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，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交通轉型方面發揮著關鍵作用。已經引入了一項新的功能，即車網互動（V2G）功能，并且在某些地區正成為一項強制性要求。可以預想，在未來，電動汽車還可以作為家庭的備用電池，甚至成為電網的能源儲備。

EVSE的關鍵考量因素

負載管理：商業設施的安裝需要平衡充電電流，以維持穩定的電力分配并防止電網過載。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：在電網面臨壓力的情況下，配電系統運營商（DSO）和輸電系統運營商（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壓力。

標識：用戶和車輛標識，以防止未經授權的充電。用戶標識必須與最新的授權數據庫相符。

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，可以避免出現計費差異。

利用Wi-SUN FAN應對當今的挑戰

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性的環境中也能提供穩定可靠的連接。其多跳網絡功能可確保在長距離和有障礙物的情況下實現可靠通信。

安裝與維護成本：安裝和維護有線通信系統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，確保在各種環境中都能實現穩定可靠的連接至關重要。Wi-SUN FAN通過其多跳和網狀網絡功能，提供了高度可靠且穩定的通信網絡。這確保了EVSE系統能夠持續高效運行。

利用現有的網絡基礎設施是一項明智的商業舉措，有望將更多的路燈轉化為便捷的路邊充電點。然而，公用事業公司和智慧城市必須應對這樣一個挑戰，即在一個包含先進計量基礎設施、智能交通系統、智能照明等設施的網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如何協同工作

將EVSE與Wi-SUN FAN網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之間能夠實現無縫、實時的通信，從而改善對充電過程的監控和管理。

彈性擴展：Wi-SUN FAN的架構支持大規模部署，使其適用于在城鄉地區擴展電動汽車充電網絡。

安全性：由于充電器會連接到本地網絡，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標準之上。訪問控制基于IEEE 802.1X和IEEE 802.11i概念，在接入節點與Wi-SUN邊界路由器之間提供雙向認證并建立安全關聯。幀安全使用IEEE 802.15.4中的AES-CCM，可同時確保數據保密性和數據真實性。

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

結論

將EVSE與Wi-SUN FAN網絡集成，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的、互聯的交通生態系統。通過使用Wi-SUN，電動汽車充電網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濟高效且面向未來的解決方案。