電動車充電智能化挑戰(zhàn) G3-PLC技術(shù)解決

　　聯(lián)合干擾與串?dāng)_

　　通常情況下，充電站會對平行排列的多臺電動車充電，一旦發(fā)生通信誤碼，將會造成計費(fèi)錯誤。因此，聯(lián)合干擾和串?dāng)_成為EV-EVSE網(wǎng)絡(luò)主要關(guān)心指標(biāo)。汽車行業(yè)最初考慮在這一應(yīng)用中采用無線通信方案，但事實(shí)證明這一方案無法保證可靠的聯(lián)合充電。

　　PLC確保為正在充電的EV正確計費(fèi)，采用G3-PLC技術(shù)解決這一問題。EVSE開關(guān)斷開時，無法進(jìn)行通信（圖2），保證在具有多條充電線路的 EVSE中無法通過開路觸點(diǎn)通信或在充電線路之間通信。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?dāng)_。在標(biāo)稱條件乃至更嘈雜的工作條件下，未檢測到串?dāng)_。

　　圖2.采用G3-PLC時，發(fā)送和接收信號表明開路觸點(diǎn)之間沒有通信數(shù)據(jù)全球化方案是汽車制造商的關(guān)鍵目標(biāo)，G3-PLC系統(tǒng)已經(jīng)在全球多個地區(qū)經(jīng)過廣泛測試，工作在10kHz至500kHz各國授權(quán)的許可頻帶。為了支持許可頻帶的地區(qū)差異，MaximG3-PLC方案提供可編程功能，以滿足部署區(qū)域的規(guī)定。由此，歐洲電力公司的試驗中，將G3-PLC系統(tǒng)編程在CENELECA波段（最高95kHz）；美國測試中，則將G3-PLC設(shè)置在FCC頻帶（最高490kHz），日本則設(shè)置在ARIB頻帶（最高450kHz）。

工作于控制線

　　工作在控制線時，G3-PLC收發(fā)器需要克服更多的設(shè)計挑戰(zhàn)。為了滿足SAEJ1772規(guī)范，工作在控制線時需要注意兩個關(guān)鍵因素：超低電壓與耦合問題，以避免PWM干擾。考慮到G3-PLC系統(tǒng)的堅固特性，工作在低壓（及小電流）條件不成問題。圖3表明，可正常工作在500mV以下，不會出現(xiàn)丟包，也無需重發(fā)。

　　另外，還須注意避免PWM信號過載（對擺率造成不利影響），并避免來自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(tǒng)設(shè)置工作在150kHz以上。為確保PWM擺率在系統(tǒng)限值的范圍內(nèi)，優(yōu)先考慮電感耦合（優(yōu)于電容耦合）。

　　圖3.控制線上電感耦合的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(jié)果表明：G3-PLC系統(tǒng)能夠以零誤碼發(fā)送數(shù)千萬條汽車用電數(shù)據(jù)。由于G3-PLC系統(tǒng)可工作在加電和非加電線路（交流電網(wǎng)、控制線、CAN或任何介質(zhì)），能夠提供值得信賴的可靠性保障。

　　G3-PLC方案對高級電表基礎(chǔ)架構(gòu)（AMI）非常重視，為交流電網(wǎng)上的EV-EVSE通信開啟了一扇新的大門：G3-PLC系統(tǒng)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(tǒng)。預(yù)計家庭中的EVSE將具有獨(dú)立、專用的斷路器，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廠商提出要求之前已經(jīng)為G3-PLC系統(tǒng)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(dāng)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)上無縫切換。