Microchip的综合性系统解决方案助力OEM加速推出电动车 充电基础设施

Microchip Technology Inc. David Schellenberger

本篇博文探讨了 Microchip 如何帮助原始设备制造商（OEM）解决在设计电动车充电站（EV）时面临的挑战。

解决电动车充电基础设施的设计挑战

随着越来越多的电动车（EV）开上高速公路，充电基础设施的设计生产需要大幅向前加速迈进，这为充电基础设施的原始设备制造商（OEM）带来了重大机遇。然后，对于电动车充电来说，并非一种规格适用于所有情况。充电站设计师必须考虑充电站是用于直流充电还是交流充电（即，是否需要将输送到充电站的交流电转换为直流电），以及充电站是家用还是商用。此外，还必须考虑不同的使用地点所需的接口类型以及监控和通信能力。本篇博文介绍了其中的几项功能，并展示了 Microchip 的综合性系统解决方案（融合了丰富的软硬件和先进材料）如何帮助OEM 快速解决在设计实用、可靠的充电站时面临的挑战。

家用充电站

一级交流家用充电站（通常称作电动车供电设备（EVSE））的工作电源电压为 120V（美国）或 240V（欧洲和中国），电流消耗最高为 15A。由于电压和电流均较低，最大功率不到 2kW，因此充电时间会比较长。一级充电站的主要优点是可以直接使用家用插座进行供电，而且价格便宜。

二级交流家用充电站的工作电源电压为 208V 至 240V，专用电路的电流消耗最高为 80A（但通常为 32A），对应的额定功率为 7 kW。二级充电站的主要优点是缩短了充电时间，一夜之间就可以将电动车的电池电量充满至 100%。

商用充电站

商用或公用交流充电站与二级家用充电站类似，但支持更高的充电电流（最高 50A）。此外，还支持 RFID 卡和信用卡等支付方式，以及 ISO15118 即插即用标准等其他选项。交流商用充电站通常采用开放充电点协议（OCPP）实现远程管理功能。此外，还可能集成大尺寸的触摸屏来显示支付选项、计量数据和充电站相关信息。

直流快速充电站

三级直流快速充电站绕过了电动车上的充电器，直接使用电池管理系统对电池进行充电。这种方法使得充电速率显著提升，这类充电站的输出功率通常在 50 kW 到 350 kW 之间。常见的输出电压为 400V-800V，新型电动车趋向于采用 800V 的电池。由于三级直流快速充电站必须将三相交流电压转换为直流电压，因此配有一个交流/直流功率因数校正前端，另外还配有一个隔离式直流/直流转换器，用于将 PFC 输出接入电动车的电池。此外，通常还会采用将多个电源模块并联的方式提供更高的输出功率。直流快速充电站的主要优点是显著缩短了充电时间，只需 30-45 分钟就可以将电动车的电池完全充满。

无线充电

无线充电系统基于感应技术，能够提供数千瓦的功率，其优势在于无需使用昂贵的线缆、安装方式也更加灵活，在电动车充电领域中将越加受到青睐。

实用电动车充电站的附加功能

作为一款实用的电动车充电站，除了给电动车的电池充电之外，还需要支持其他功能，例
如：

• 人机界面（HMI）：充电站需要配备显示器，以便用户进行支付和选择充电选项。
• 安全：随着电动车的日益普及，网络威胁的数量也在不断增加。电动车充电站往往存在诸如缺乏加密和用户身份验证的漏洞，因此容易遭到黑客攻击，进而导致用户的机密支付信息被窃取。
• 连接：充电站需要支持通信连接，而且根据使用地点的不同，可以是有线的，也可以是无线的。


图：电动车充电站参考架构

Microchip 的综合性系统解决方案助力 OEM 简化电动车充电站设计

Microchip 可以为设计电动车充电站的 OEM 提供综合性系统解决方案和“一站式服务”，能够满足一切软硬件集成需求，堪称理想之选。产品种类不一而足，具体包括用于电力传输的碳化硅器件（SiC）功率器件、用于数字电源控制的 dsPIC®数字信号控制器、用于充电站显示器的maXTouch®技术、用于确保支付安全的安全元件，以及用于实现连接的以太网解决方案。此外，我们还可以提供应用支持和设计预认证指南。我们拥有业界领先的优异组件、系统级解决方案和久经考验的专业知识，可以帮助 OEM 更快地将电动车充电设备推向市场，从此告别孤军奋战时的缓慢节奏。