電動(dòng)車(chē)充電智能化挑戰 G3-PLC技術(shù)解決

　　聯(lián)合干擾與串擾

　　通常情況下，充電站會(huì )對平行排列的多臺電動(dòng)車(chē)充電，一旦發(fā)生通信誤碼，將會(huì )造成計費錯誤。因此，聯(lián)合干擾和串擾成為EV-EVSE網(wǎng)絡(luò )主要關(guān)心指標。汽車(chē)行業(yè)最初考慮在這一應用中采用無(wú)線(xiàn)通信方案，但事實(shí)證明這一方案無(wú)法保證可靠的聯(lián)合充電。

　　PLC確保為正在充電的EV正確計費，采用G3-PLC技術(shù)解決這一問(wèn)題。EVSE開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，無(wú)法進(jìn)行通信（圖2），保證在具有多條充電線(xiàn)路的 EVSE中無(wú)法通過(guò)開(kāi)路觸點(diǎn)通信或在充電線(xiàn)路之間通信。這一功能在新近的ISO15118PT4試驗中得到了進(jìn)一步證實(shí)，試驗中將G3-PLC信號增大到正常工作水平的10倍，以引入串擾。在標稱(chēng)條件乃至更嘈雜的工作條件下，未檢測到串擾。

　　圖2.采用G3-PLC時(shí)，發(fā)送和接收信號表明開(kāi)路觸點(diǎn)之間沒(méi)有通信數據全球化方案是汽車(chē)制造商的關(guān)鍵目標，G3-PLC系統已經(jīng)在全球多個(gè)地區經(jīng)過(guò)廣泛測試，工作在10kHz至500kHz各國授權的許可頻帶。為了支持許可頻帶的地區差異，MaximG3-PLC方案提供可編程功能，以滿(mǎn)足部署區域的規定。由此，歐洲電力公司的試驗中，將G3-PLC系統編程在CENELECA波段（最高95kHz）；美國測試中，則將G3-PLC設置在FCC頻帶（最高490kHz），日本則設置在A(yíng)RIB頻帶（最高450kHz）。

工作于控制線(xiàn)

　　工作在控制線(xiàn)時(shí)，G3-PLC收發(fā)器需要克服更多的設計挑戰。為了滿(mǎn)足SAEJ1772規范，工作在控制線(xiàn)時(shí)需要注意兩個(gè)關(guān)鍵因素：超低電壓與耦合問(wèn)題，以避免PWM干擾?？紤]到G3-PLC系統的堅固特性，工作在低壓（及小電流）條件不成問(wèn)題。圖3表明，可正常工作在500mV以下，不會(huì )出現丟包，也無(wú)需重發(fā)。

　　另外，還須注意避免PWM信號過(guò)載（對擺率造成不利影響），并避免來(lái)自1kHz、 12V信號的PWM諧波。為確保PWM信號頻帶與G3-PLC傳輸頻帶不發(fā)生重疊，G3-PLC系統設置工作在150kHz以上。為確保PWM擺率在系統限值的范圍內，優(yōu)先考慮電感耦合（優(yōu)于電容耦合）。

　　圖3.控制線(xiàn)上電感耦合的G3-PLC信號波形，表明其支持PWM和PLC通信

　　多功能性帶來(lái)更多可能

　　G3-PLC方案作為交流電源方案已經(jīng)在全球范圍的眾多電力公司進(jìn)行廣泛測試。SAE贊助進(jìn)行的試驗結果表明：G3-PLC系統能夠以零誤碼發(fā)送數千萬(wàn)條汽車(chē)用電數據。由于G3-PLC系統可工作在加電和非加電線(xiàn)路（交流電網(wǎng)、控制線(xiàn)、CAN或任何介質(zhì)），能夠提供值得信賴(lài)的可靠性保障。

　　G3-PLC方案對高級電表基礎架構（AMI）非常重視，為交流電網(wǎng)上的EV-EVSE通信開(kāi)啟了一扇新的大門(mén)：G3-PLC系統能夠與電表直接通信。圖4所示為G3-PLC能夠支持的完備生態(tài)系統。預計家庭中的EVSE將具有獨立、專(zhuān)用的斷路器，提供與外部電源斷路器的直接通路，避免相差的影響。

　　圖4.EV至電力公司的G3-PLC通信路由

　　部分電力公司在汽車(chē)廠(chǎng)商提出要求之前已經(jīng)為G3-PLC系統增加了IPv6尋址。實(shí)際上，正如StephenShankland在ZDNet發(fā)表的文章所述，IPv4地址幾乎已經(jīng)耗盡，所以支持IPv6成為當務(wù)之急。G3-PLC方案采用6LowPAN壓縮方案，確保支持真正的IPv6尋址。G3- PLC采用真正的IPv6組網(wǎng)后，PHY和MAC不確定能源管理的解決方案能夠在網(wǎng)絡(luò )上無(wú)縫切換。