【導讀】用於商業和住宅用途的典型電動汽車 (EV) 充電站設計包括電能計量、剩餘電流檢測（交流和直流）
、隔離安全合規性、繼電器和接觸器，還具有驅動功能

、雙向通信以及服務和用戶界麵。雖然充電站的目標是高效地將電力傳輸到車輛，但實現電力傳輸是其最初的功能。

根據 IHS Markit 的最新報告，到 2030 年


，估計有 2000 wangegonggongdiandongqichechongdianzhanjianglianjiedaodianwang，xiaoquchongdianzhanguimoyujijiangdafukuozhanyimanzuxuqiu。diandongqichechongdianzhanshejibaohandutedetiaozhan。diandongqichegongyingshebei (EVSE) 必須結合通信、功能安全和信息安全功能，同時提供簡單的升級路徑，以便適應未來的電網集成。

在本文中，我們將在可擴展硬件和軟件案例中簡要介紹將 TI 的 Sitara™ AM625 用於 2 級交流電動汽車充電站的三個設計注意事項。 

設計注意事項 1：了解未來的通信標準和電網集成

未wei來lai的de電dian動dong汽qi車che有you望wang成cheng為wei能neng源yuan來lai源yuan，即ji在zai用yong電dian高gao峰feng或huo停ting電dian期qi間jian將jiang存cun儲chu的de電dian能neng返fan回hui電dian網wang。管guan理li這zhe種zhong潛qian在zai的de能neng量liang交jiao換huan是shi電dian網wang集ji成cheng的de一yi個ge方fang麵mian
，這zhe使shi得de通tong信xin成cheng為wei電dian動dong汽qi車che充chong電dian站zhan的de一yi項xiang關guan鍵jian設she計ji考kao量liang。無wu論lun是shi車che輛liang充chong電dian點dian到dao電dian網wang，還hai是shi充chong電dian站zhan到dao雲yun端duan
，前qian後hou端duan通tong信xin設she計ji都dou必bi須xu滿man足zu充chong電dian過guo程cheng中zhong的de數shu據ju
、功能安全與信息安全標準，如圖 1 所示。

圖 1：V2G 技術

國際標準化組織 (ISO) 15118 標準概述了電動汽車和充電站之間的雙向通信協議

，能夠交換車輛識別

、充電控製和充電狀態等信息，從而實現即插即充等功能。囊括前端和後端通信要求以滿足 ISO 15118 標準
，不僅在當前滿足合規性，還能麵向未來的電網集成實現設計的長期適用性。

當前選擇合適的處理器集成和軟件功能
，可以麵向未來的電網集成實現簡單的優化。圖 2 所示電動汽車充電設計中使用的 Sitara™ AM625 包括一個帶有標準軟件開發套件的主線 Linux® 內核，可確保高效維護和簡化更新。AM625 處理器還支持安全啟動以實現 IP 保護
，帶有內置的硬件安全模塊 (HSM)，並采用先進的電源管理支持來優化空閑時的係統功耗。

圖 2：交流充電器方框圖

；直流充電器方框圖

設計注意事項 2：利用基於模塊的設計實現靈活的交流或直流充電選項

為電動汽車充電器確定合適的連接解決方案包括考慮其用例、安裝環境以及針對電網集成的擴展。商用電動汽車充電器通常需要雲連接來管理計費、配(pei)電(dian)以(yi)及(ji)汽(qi)車(che)數(shu)據(ju)洞(dong)察(cha)
，您(nin)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)在(zai)多(duo)個(ge)充(chong)電(dian)點(dian)之(zhi)間(jian)進(jin)行(xing)集(ji)中(zhong)數(shu)據(ju)管(guan)理(li)的(de)功(gong)能(neng)。小(xiao)區(qu)充(chong)電(dian)器(qi)最(zui)終(zhong)將(jiang)成(cheng)為(wei)智(zhi)能(neng)家(jia)居(ju)的(de)延(yan)伸(shen)，需(xu)要(yao)與(yu)現(xian)有(you)的(de)有(you)線(xian)和(he)無(wu)線(xian)網(wang)絡(luo)集(ji)成(cheng)。

開放充電協議 (OCPP) 是定義在充電站和管理數據交換的充電站網絡之間通信的標準。麵向該協議進行設計需要多種連接選項，可通過以太網、蜂窩、Wi-Fi® 或 Sub-1GHz 信號來實現。

為了應對靈活滿足 OCPP 的挑戰，電動汽車充電器需要具有多種連接選項。例如，WiFi 無(wu)處(chu)不(bu)在(zai)。因(yin)此(ci)


，它(ta)可(ke)用(yong)於(yu)將(jiang)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)充(chong)電(dian)器(qi)連(lian)接(jie)到(dao)現(xian)有(you)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)
，或(huo)為(wei)有(you)線(xian)連(lian)接(jie)不(bu)可(ke)行(xing)的(de)充(chong)電(dian)站(zhan)網(wang)絡(luo)提(ti)供(gong)本(ben)地(di)連(lian)接(jie)。當(dang)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)充(chong)電(dian)器(qi)部(bu)署(shu)在(zai)地(di)下(xia)停(ting)車(che)場(chang)等(deng)具(ju)有(you)挑(tiao)戰(zhan)性(xing)的(de)射(she)頻(pin)環(huan)境(jing)中(zhong)時(shi)，Sub-1GHz 等低頻通信在連接可靠性方麵優於 LTE。無論設計是用於商業還是住宅用途
，或者充電器的位置在哪裏
，設計都需要靈活可靠的連接解決方案。

選xuan擇ze合he適shi的de連lian接jie解jie決jue方fang案an意yi味wei著zhe支zhi持chi更geng高gao的de工gong作zuo溫wen度du範fan圍wei
，即ji使shi在zai溫wen度du變bian化hua很hen大da的de惡e劣lie環huan境jing中zhong也ye能neng確que保bao穩wen定ding連lian接jie。此ci外wai，還hai要yao確que保bao與yu商shang業ye或huo家jia庭ting網wang絡luo的de互hu操cao作zuo性xing。TI 的 WL1837MOD WiLinkTM 8 模塊可提供出色的射頻性能
，以及與其他 WiFi 設備的強大互操作性。它還集成了藍牙，便於配置和部署。結合 Phytec 可用於大批量生產的 Phycor-am62x 多核 Arm® 處理器係統級模塊，WL1837MOD 可提供生態係統軟件兼容性，便於第三方軟件集成，並為未來 OCPP 2.0.1 及更高版本的遷移和優化提供升級路徑。

設計注意事項 3：通過信息安全與功能安全選項管理壽命

隨著 ISO 15118 和 OCPP 2.0.1 未來朝著提高數據洞察（對車輛和用戶數據）的de方fang向xiang發fa展zhan
，安an全quan軟ruan件jian對dui於yu連lian接jie和he通tong信xin都dou至zhi關guan重zhong要yao。該gai處chu理li器qi將jiang在zai實shi現xian未wei來lai電dian動dong汽qi車che充chong電dian可ke擴kuo展zhan方fang麵mian發fa揮hui關guan鍵jian作zuo用yong，既ji作zuo為wei監jian測ce數shu據ju質zhi量liang和he充chong電dian級ji別bie的de係xi統tong監jian視shi器qi，又you可ke為wei深shen入ru了le解jie支zhi付fu和he車che輛liang數shu據ju提ti供gong安an全quan網wang關guan。

ISO 15118 的應用層和傳輸層都支持數據安全。傳輸層安全 (TLS) 1.2 或更高版本對傳輸層通信進行加密。盡管 ISO 15118-2 的 TLS 僅在使用即插即充識別機製時是強製性的，但 TLS 在未來的 ISO 15118-20 標準中對所有用例和所有識別機製都是強製性的。AM625 具有板載 HSM 信息安全功能
，例如：

●    安全啟動

●    自編程硬件 (eFuse) 密鑰

●    支持經過加密和身份驗證的啟動

●    調試（聯合行動組）端口

●    在高安全性設備上默認關閉

●    eFuse 設置允許永久關閉

每個電動汽車充電設計都包含多個安全方麵的內容，包括安全電纜連接、接地故障監測、繼電器驅動和高壓隔離。TI 的 DRV8220 電機驅動器集成電路具有集成的 H 橋、邏輯控製和保護功能
，可輕鬆實現插頭鎖定、接地故障監測和繼電器驅動器。

結語

電動汽車充電行業不斷發展，變得更加標準化
、智zhi能neng和he高gao效xiao。設she計ji人ren員yuan必bi須xu考kao慮lv靈ling活huo的de連lian接jie性xing和he安an全quan性xing，以yi實shi現xian與yu電dian網wang的de長chang期qi集ji成cheng。選xuan擇ze合he適shi的de處chu理li器qi設she計ji需xu要yao考kao慮lv不bu斷duan增zeng長chang的de數shu據ju處chu理li需xu求qiu以yi及ji對dui可ke靠kao軟ruan件jian棧zhan的de需xu要yao。 

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