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电动汽车充电不仅需要充电站车道上的电源插座。随着电动汽车数量的增加，电能需求得到了改善，电网管理系统得到了改进，充电器的能效得到了提高，家庭能源管理得到了整合。

人们对家庭和办公空间的智能充电和更快的充电有很大的需求，这需要从交流充电器转向直流充电器。此外，还需要考虑安全问题，包括电动汽车电池的认证。用户还希望在任何地方充电，可以随时随地安全支付，也可以将充电与单个中心账户和账单相关联。

安全是核心

充电解决方案必须使用安全元件才能满足ISO 15118等行业标准或相关校准法规Eichrecht）。比如最新的恩智浦EdgeLockSE05x一系列嵌入式安全解决方案有助于确保整个价值链安全抵抗网络攻击，同时确保连接点的安全性和易用性。

为避免未经授权的访问，基于行业标准可以使用NFC安全协议通过实体智能卡或智能手机解锁电动汽车充电站。这些功能还支持其他智能城市的应用，如停车和公共交通。恩智浦的智能卡解决方案可以充分利用其在全球750多个智能城市建立的大型智能卡解决方案MIFARE免接触生态系统。

通电

许多充电站都在使用交流电。一般为单相交流电，但使用三相交流电的充电站逐渐增加。目前，虽然高压直流充电站数量较少，但正在增加。与交流充电站相比，高压直流充电站站，可以缩短充电时间。因此，大多数电动汽车OEM供应商希望共同开发这两种充电方式。这意味着他们可以从恩智浦的技术组件中受益，简化开发，改进再利用。

电动汽车充电解决方案

充电站，或电动汽车电源设备（EVSE），除了与用户互动外，还需要与电网通信，实现负载平衡，汽车到电网（V2G）（符合ISO 1518标准)、智能充电、开放充电点协议（OCPP）还有收费等功能。

使用恩智浦IW620双频解决方案(结合Wi-Fi和蓝牙)，或者适合使用sub-GHz协议的OL2385射频收发器ISM将移动网络添加到通信技术中。这些技术可以与LPC55S69等器件以及PLC等有线通信设备结合使用，LPC55S69是实现NBIoT理想选择。

与之密切相关的是基于SE05x通过使用端到端加密技术身份验证，实现账单数据等敏感信息的交换。它还可以管理车载充电器（OBC）数据交换与后端服务器。

该控制器板将通过安全和外部通信模块管理主要功能和服务，如高级通信和运行EVSE协议栈用于应用。其中包括为V2G通信定义的ISO 也可能包括15118标准OCPP。从MIMX8xx MPU基于应用处理器Arm Cortex-M7实时MCU内核的MIMXRT11xx系列，再到基础Cortex-M33的MCU的最新LPC55x系列。

EVSE的系统视图

智能充电

智能墙充电箱和充电站通常是云连接。消费者、充电站和云通常通过以太网连接Wi-Fi 6、Zigbee或者其他无线技术进行处理。智能充电站通常与智能计量解决方案相结合，增加了数据处理的数量和复杂性。

充电CTS代理站云连接(云注册)需要简单的指配和验证流程来保持高安全性。恩智浦通过它SE05x和EdgeLock 2GO该服务还可以验证消费记录、支付数据等敏感用户数据，以支持主要云合作伙伴的零接触注册流程。

此外，服务自动驾驶汽车也对充电站提出了新的要求。自动驾驶汽车需要在没有人类或（昂贵）机器人助手的情况下，准确地导航到充电站进行充电。这可以依赖于超宽带（UWB）实现高精度定位无线技术，使自动驾驶车辆能够准确地将自己引导到正确的位置。

云连接参考设计

我们的云连接电动汽车充电站参考设计EasyEVSE恩智浦集成了多种产品，帮助客户加快创新，简化设计流程。客户可以在恩智浦i.MX RT1064跨界MCU基于快速加载Azure RTOS应用软件安全地连接模拟电动汽车充电站Microsoft Azure IoT Central。参考设计采用恩智浦Kinetis计量MCU，它包括自己的参考设计、原理图和测量软件。由于需要在汽车、电动汽车站和云之间实现安全通信，本参考设计显示了如何使用恩智浦EdgeLock满足安全元件ISO 15118信息安全和功能安全要求。客户可以将该平台视为完整和差异化EVSE系统基础。

电动汽车充电的本地储存

随着充电站从交流电到直流电，电网必须满足高功率（350千瓦或更高）输出的峰值要求，电池电压高达1万V。电池和恩智浦的电池管理系统可用于本地存储（BMS）解决这个问题。当本地电池充满电时，可以先向电动汽车输送电量，然后从电网中获得更多的电量。

当没有电动汽车充电时，当地电池可以通过电网甚至现场太阳能电池阵列充电，以缓解电网的需求高峰，并确保停电时的电力供应。电池管理单元需要实现当地的电力平衡（BMU），包括恩智浦FS32K支持功能安全的电源管理系列IC、支持无软件电池组BMS提供电池状态值的网关、高精度模拟前端等。

结语

电动汽车越来越受欢迎，因此需要开发大量安全可靠的充电站。

恩智浦在电源转换、安全数据交易和设备身份验证方面具有丰富的经验。在电动汽车充电中，这两个领域以一种新的方式结合在一起。

评估套件和参考设计的数量逐渐增加，可以满足交流和直流充电站的大部分需求。恩智浦愿意为制造商和服务提供商提供建议，以支持电动汽车行业的快速增长。

EdgeLock、Kinetis、MIFARE、MIFARE标识、NXP和NXP标志是恩智浦的商标。Arm和Cortex是Arm Limited(或其子公司)在美国和/或其他地区的商标或注册商标。相关技术可能受到专利、版权、设计和商业秘密的保护。保留所有权。Azure是微软的注册商标。Bluetooth字标和标志是Bluetooth SIG恩智浦半导体许可使用注册商标。所有其他产品或服务名称都是其所有者的财产。

作者：

Mark Swinburn

恩智浦半导体EMEA电动汽车充电设备和智能家电部门负责人

Mark他在电子设计领域有30多年的工作经验。在过去的十年里，他主要负责恩智浦MCU、连接和信息安全业务。