茶凳淺談-使用QCA7006AQ 讓電動汽車成為智慧電網的一環

前言:

智慧電網一詞相信大家都已經耳熟能詳。智能電網是指采用先進的電力技術和設備、信息與通信技術,系統地實現電網的智能型監測、分析和決策控製,支持新型能源發電和靈活優質用電,具有高自動化水平,並有一定自愈、互動功能的安全可靠、高效率電網。
smart grid
註1

其中綠色交通,正是目前很夯的電動汽車以及充電樁了。我們就來了解下如何將汽車加入到智慧電網之中吧。

電動樁與電動車:

將充電樁也集成到智慧電網之中,需要收集這些信息。

充電樁管理

基於GIS的充電樁逼本訊息管理、分布、能力等信息

狀態監控

電流、電壓、開機狀態、保護狀態等數據採集與實時監控

充電監控

充電時輸入輸出電壓、電流、電量、功率因數、充電時間、當前充電模式、充電機故障狀態等數據採集與實時監控

汽車電池狀態

汽車電池狀態監控,如電池包基本信息、電池單體電壓、電池單體溫度、電池故障狀態 

等信息


為了要得到汽車電池狀態,電動車與電動樁之間必須要有個資料傳輸的介面。 於是QCA7006AQ 就可以登場了。
在2022年5月的時候,高通推出電力線通信(PLC)產品——QCA7006AQ,旨在應對采用全球聯合充電系統(CCS即Combined Charging System)的電動車充電站(又稱電動車供電設備EVSE)的通信需求。於是,電動車在充電的時候就可以直接與智慧電網對接。

QCA7006AQ 符合車輛到電網 (V2G) 系統的 HomePlug Green PHY (HPGP) 規範。可讓汽車電池狀態實時監控。另外集成智能電網功能讓電動車能夠通過即插即充對充電進行自動支付,讓車輛在網絡上實現無縫認證,協調電能在電網和家庭間充放電的時間和流向。車主就不需要做掃碼開始充電以及付費的動作。還有個的功能。就是當電網停電或者負載大的時候,可以改變電能的流向,電動車充當電源對電網進行放電。

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聯網電動汽車充電

除了支持多種安全應用外,互聯基礎設施還為消費者和服務提供商帶來了更多便利。 例如,具有蜂窩連接的電動汽車充電站支持用戶身份驗證,以方便用戶充電和支付,同時允許服務提供商提供無線軟件更新並遠程監控、診斷和排除充電站故障,以最大限度地減少停機時間。

美國大多數電動汽車和充電站都配備了電力線通信(PLC)技術,使車輛和充電站之間的通信能夠支持智能充電應用。未來,用戶還可以享受流媒體、遊戲和其他娛樂,同時使用 HomePlug AV (HPAV) 以高達 200Mbps 的數據速率充電。利用PLC HPGP通信的組合充電系統(CCS)還允許機組在需要時將電力反饋到能源網中,從而隨著更多電動汽車進入市場,有助於平衡電力需求。


高通公司和BTC Power正在合作,將互聯充電站帶到其龐大的客戶群中,包括充電點運營商,石油和天然氣,便利店,零售中心,車隊等。

註2

現在已經有PL20A/PL60A Automotive Evaluation Kit Based on QCA7005/QCA7006AQ Embedded
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QCA7006AQ的關鍵事實如下:
• 符合 HomePlug Green PHY (HPGP) 規範
• 完成 AEC-Q100 汽車 2 級認證
• 環境工作溫度範圍為 -40°C 至 +105°C
• 支援兩個主機通信介面SPI和乙太網
• 與QCA7005引腳相容,目前幾乎所有電動汽車系列和市場上大多數EVSE都用QCA7005
• 緊湊型 8x8mm 封裝 QFN68,間距為 0.4mm
• 支援智慧電網應用中的高級雙向通信
• 固件支援可選的 HomePlug AV 支援,以及具有 200 Mbps PHY 速率(乙太網 95 Mbps UDP 輸送量)的 HomePlug GreenPHY

結語:

透過小小的芯片QCA7006AQ,讓電動汽車可以直接與智慧電網對接。一方面可以實時監控電動車電池的狀態,確保用電安全,一方面可以成為電網中的一個小儲存站,需要時可以回送電力給電網,省錢又環保。而且選擇HomePlug AV支援的話,可以邊充電邊追劇了。
隨著充電樁、電動車的普及,家庭式的、社區式的充電設備也必定會多起來。如果這些裝置沒有加入智慧電網來實時間控的話,一個不小心就會釀成電線走火,電池爆炸等意外的。

註1: 智慧电力智能电网解决方案_找方案的博客-CSDN博客

註2: CES 2023: Qualcomm Technologies collaborates with transportation stakeholders for safer, more sustainable roadways | Qualcomm

 

Q&A:

1. 為何要使用QCA7006AQ?

Tesla 在用。 美國大多數電動汽車和充電站都配備了電力線通信(PLC)技術

2. 中國製造適合使用QCA7006AQ嗎?

不適合。 中國電動汽車與充電站的通訊,以CAN為主。

3. 電動汽車加入智慧電網有何優勢。

智慧電網會實時監控家庭用電狀況,以及整個電網的負載。可以避免因為電動汽車的電池故障導致的災害。回收電動車內的電池也可省錢。


4. QCA7006AQ還有甚麼優勢?

具備Ethernet 以及SPI 接口,可輕鬆與其他MCU對接。

符合AEC-Q100 規範

可以對智慧電網進行雙向傳輸。

5. QCA7006AQ 是使用在充電槍上嗎?

是的,應用場景是充電樁的pilot wire。

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