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電動汽車充電不僅需要充電站車道上的電源插座。隨著電動汽車數量的增加，電能需求得到了改善，電網管理系統得到了改進，充電器的能效得到了提高，家庭能源管理得到了整合。

人們對家庭和辦公空間的智能充電和更快的充電有很大的需求，這需要從交流充電器轉向直流充電器。此外，還需要考慮安全問題，包括電動汽車電池的認證。用戶還希望在任何地方充電，可以隨時隨地安全支付，也可以將充電與單個中心賬戶和賬單相關聯。

安全是核心

充電解決方案必須使用安全元件才能滿足ISO 15118等行業標準或相關校準法規Eichrecht）。比如最新的恩智浦EdgeLockSE05x一系列嵌入式安全解決方案有助于確保整個價值鏈安全抵抗網絡攻擊，同時確保連接點的安全性和易用性。

為避免未經授權的訪問，基于行業標準可以使用NFC安全協議通過實體智能卡或智能手機解鎖電動汽車充電站。這些功能還支持其他智能城市的應用，如停車和公共交通。恩智浦的智能卡解決方案可以充分利用其在全球750多個智能城市建立的大型智能卡解決方案MIFARE免接觸生態系統。

通電

許多充電站都在使用交流電。一般為單相交流電，但使用三相交流電的充電站逐漸增加。目前，雖然高壓直流充電站數量較少，但正在增加。與交流充電站相比，高壓直流充電站站，可以縮短充電時間。因此，大多數電動汽車OEM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，改進再利用。

電動汽車充電解決方案

充電站，或電動汽車電源設備（EVSE），除了與用戶互動外，還需要與電網通信，實現負載平衡，汽車到電網（V2G）（符合ISO 1518標準)、智能充電、開放充電點協議（OCPP）還有收費等功能。

使用恩智浦IW620雙頻解決方案(結合Wi-Fi和藍牙)，或者適合使用sub-GHz協議的OL2385射頻收發器ISM將移動網絡添加到通信技術中。這些技術可以與LPC55S69等器件以及PLC等有線通信設備結合使用，LPC55S69是實現NBIoT理想選擇。

與之密切相關的是基于SE05x通過使用端到端加密技術身份驗證，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）數據交換與后端服務器。

該控制器板將通過安全和外部通信模塊管理主要功能和服務，如高級通信和運行EVSE協議棧用于應用。其中包括為V2G通信定義的ISO 也可能包括15118標準OCPP。從MIMX8xx MPU基于應用處理器Arm Cortex-M7實時MCU內核的MIMXRT11xx系列，再到基礎Cortex-M33的MCU的最新LPC55x系列。

EVSE的系統視圖

智能充電

智能墻充電箱和充電站通常是云連接。消費者、充電站和云通常通過以太網連接Wi-Fi 6、Zigbee或者其他無線技術進行處理。智能充電站通常與智能計量解決方案相結合，增加了數據處理的數量和復雜性。

充電CTS代理站云連接(云注冊)需要簡單的指配和驗證流程來保持高安全性。恩智浦通過它SE05x和EdgeLock 2GO該服務還可以驗證消費記錄、支付數據等敏感用戶數據，以支持主要云合作伙伴的零接觸注冊流程。

此外，服務自動駕駛汽車也對充電站提出了新的要求。自動駕駛汽車需要在沒有人類或（昂貴）機器人助手的情況下，準確地導航到充電站進行充電。這可以依賴于超寬帶（UWB）實現高精度定位無線技術，使自動駕駛車輛能夠準確地將自己引導到正確的位置。

云連接參考設計

我們的云連接電動汽車充電站參考設計EasyEVSE恩智浦集成了多種產品，幫助客戶加快創新，簡化設計流程。客戶可以在恩智浦i.MX RT1064跨界MCU基于快速加載Azure RTOS應用軟件安全地連接模擬電動汽車充電站Microsoft Azure IoT Central。參考設計采用恩智浦Kinetis計量MCU，它包括自己的參考設計、原理圖和測量軟件。由于需要在汽車、電動汽車站和云之間實現安全通信，本參考設計顯示了如何使用恩智浦EdgeLock滿足安全元件ISO 15118信息安全和功能安全要求。客戶可以將該平臺視為完整和差異化EVSE系統基礎。

電動汽車充電的本地儲存

隨著充電站從交流電到直流電，電網必須滿足高功率（350千瓦或更高）輸出的峰值要求，電池電壓高達1萬V。電池和恩智浦的電池管理系統可用于本地存儲（BMS）解決這個問題。當本地電池充滿電時，可以先向電動汽車輸送電量，然后從電網中獲得更多的電量。

當沒有電動汽車充電時，當地電池可以通過電網甚至現場太陽能電池陣列充電，以緩解電網的需求高峰，并確保停電時的電力供應。電池管理單元需要實現當地的電力平衡（BMU），包括恩智浦FS32K支持功能安全的電源管理系列IC、支持無軟件電池組BMS提供電池狀態值的網關、高精度模擬前端等。

結語

電動汽車越來越受歡迎，因此需要開發大量安全可靠的充電站。

恩智浦在電源轉換、安全數據交易和設備身份驗證方面具有豐富的經驗。在電動汽車充電中，這兩個領域以一種新的方式結合在一起。

評估套件和參考設計的數量逐漸增加，可以滿足交流和直流充電站的大部分需求。恩智浦愿意為制造商和服務提供商提供建議，以支持電動汽車行業的快速增長。

EdgeLock、Kinetis、MIFARE、MIFARE標識、NXP和NXP標志是恩智浦的商標。Arm和Cortex是Arm Limited(或其子公司)在美國和/或其他地區的商標或注冊商標。相關技術可能受到專利、版權、設計和商業秘密的保護。保留所有權。Azure是微軟的注冊商標。Bluetooth字標和標志是Bluetooth SIG恩智浦半導體許可使用注冊商標。所有其他產品或服務名稱都是其所有者的財產。

作者：

Mark Swinburn

恩智浦半導體EMEA電動汽車充電設備和智能家電部門負責人

Mark他在電子設計領域有30多年的工作經驗。在過去的十年里，他主要負責恩智浦MCU、連接和信息安全業務。