Resumen: Este artículo explora los criterios necesarios para una comunicación fiable entre los vehículos eléctricos (EV) y vehículos eléctricos de equipos de servicio (EVSE). Los datos demuestran que un sistema G3-PLC ya se ha reunido con los criterios establecidos por la industria automotriz y de servicios públicos. Múltiples pruebas internacionales demuestran que la aplicación G3-PLC es la óptima solución de baja frecuencia.
Una versión similar de este artículo apareció en agosto de 2011 de Diseño de Sistemas de Potencia revista.
Por primera vez, los vehículos eléctricos (EVs) y plug-in de vehículos eléctricos híbridos (PHEV) están creando un mercado viable de móviles a los consumidores de energía eléctrica. No es de extrañar, nuevas relaciones entre los proveedores de electricidad (las empresas de servicios públicos) y los propietarios de automóviles están surgiendo.Muchas empresas ya ofrecen o tienen previsto ofrecer, tarifas especiales, incluyendo tasas fijas mensuales, a los propietarios de EV.
EV imponen nuevas dinámicas y demandas en el suministro eléctrico en sí. Hay, de hecho, una relación simbiótica entre el desarrollo de EV y proveedor de energía. Debido a su gran capacidad de almacenamiento, a menudo 10kVH, vehículos eléctricos corrientes de estiramiento de 80A o mayor durante un período de horas. Esto cepas de componentes eléctricos de red, especialmente transformadores de bajo voltaje que pueden recalentarse y fallar al mismo tiempo servir a hogares de los consumidores. Mientras tanto, la capacidad de los vehículos eléctricos "de almacenamiento eléctrico también se puede invertir el flujo de corriente. A continuación, puede suministrar energía a la red, ayudando así a las empresas de servicios públicos para satisfacer los picos de demanda, sin la puesta en marcha de alta producción de carbono-los generadores diesel.
Para habilitar esta nueva relación dinámica, EV y el proveedor de energía debe comunicar. La utilidad debe ser capaz de autenticar el vehículo individual y bidireccionales de comunicación es necesaria para apoyar la negociación de las tasas de flujo de potencia y dirección. Para cumplir con este requisito nuevo mercado, las organizaciones de normalización, incluyendo la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE), la Organización Internacional de Normalización ( ISO ) y la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), están trabajando para especificar un sistema de comunicaciones que conecta a los vehículos eléctricos y la estación de carga , referido como el equipo de servicio del vehículo eléctrico (EVSE). La integración de este seguro, una comunicación fiable y bidireccional en el actual sistema de suministro de energía eléctrica implica muchas cuestiones críticas de proyecto. Mientras tanto, como los vehículos eléctricos de carga se ha convertido en una necesidad crítica en la industria, un nuevo estándar para la red inteligente, G3-PLC, ha surgido como el líder en tecnología para la comunicación de administración de energía en líneas de alta tensión.
Este artículo explora los criterios necesarios para la fiables VE a EVSE comunicaciones. Los datos demuestran que un sistema G3-PLC ya se ha reunido con los criterios establecidos por la industria automotriz y de servicios públicos.Múltiples pruebas internacionales demuestran que la aplicación G3-PLC es la óptima solución de baja frecuencia.
EV-a-EVSE Criterios de Comunicación
Los fabricantes de automóviles han estado estudiando y probando diversas EV a EVSE soluciones de comunicación por más de tres años. Recientemente, la comunidad del automóvil se ha reducido a dos pruebas de su Powerline Communications (PLC), soluciones, con especial atención a un sistema de G3-PLC como la opción de baja frecuencia. Los retos para un sistema de comunicaciones viables son muchas y los diseñadores están mirando todas las posibilidades.
Los criterios de comunicación son importantes:
- La fiabilidad, tanto de comunicación, los componentes de automoción de grado
- El cumplimiento de EMC , de asociación y de diafonía requisitos
- El cumplimiento global de líneas de alta tensión con las regulaciones
- Operación de más de una línea piloto de control
- Operación de más de alimentación de CA o CC
- Soporte de red seguro para los sistemas de gestión de energía
Además, las soluciones de automoción presentan un reto especial para los diseñadores y los fabricantes de circuitos integrados. El IC tiene que sobrevivir en condiciones ambientales hostiles. Se debe operar de manera confiable durante 10 a 20 años y cumplir con certificación específica del automóvil / programas de garantía de calidad.
G3-PLC está optimizado para EV-a-EVSE Comunicaciones
Desde hace algún tiempo y en paralelo con las investigaciones de la industria automotriz, la industria de servicios ha sido el desarrollo de robustas, de alta fiabilidad G3-PLC implementaciones con 10 vidas al año +. Estos esfuerzos han sido apoyados por las principales compañías del mundo, incluidas las de Electricité de France (EDF ®). El módem G3-PLC Powerline fue diseñado para trabajar únicamente en condiciones muy duras en una negativa señal-ruido ( SNR se espera). La importancia de esta capacidad G3-PLC no se puede exagerar. Es fundamental para garantizar una comunicación fiable en toda la gama de EV a EVSE condiciones.
Independiente de EE.UU. Departamento de Energía, financiado por la prueba de carga DC-en 2009 demostró las dificultades que pueden surgir en el EV-a-EVSE comunicaciones. Estas pruebas demostraron que la capacidad de comunicación robusta de la máxima G3-módem PLC Powerline permite el funcionamiento en todas las condiciones.
El tratamiento del ruido de alta Charging Cables
La mayoría de los independientes de soluciones PLC probados trabajado en los más bajos amperios; G3-PLC fue el único sistema PLC probado que funcionaba de forma fiable en el 250A. Los datos de prueba ( Figura 1 ) muestran que el ruido puede ser 20dB o mayor que la señal. El ruido de la fuente de alimentación de conmutación puede ser también a frecuencias diferentes, dependiendo del conmutador . Un sistema PLC-G3 incorpora características únicas para combatir esas duras condiciones, incluyendo un modo robusto (el modo de robo), el mapeo de tonos de adaptación, dos niveles de corrección de errores, y un intercalador de dos dimensiones. Estas características, que se describen en detalle en un documento IEEE ® ISPLC ¹ y validado en pruebas de campo, active la función única G3-PLC para comunicarse de forma fiable a través de la línea telefónica polo transformador .
Figura 1. Espectro de un cargador de CC 250A utilizados para la verificación G3-PLC operación.
Lucha contra la EMC
Antes de la G3-PLC transmisor-receptor , la compatibilidad electromagnética (EMC) es normalmente una desventaja importante en las implementaciones del PLC fuera del hogar. Sin embargo, debido a que un sistema G3-PLC opera en las frecuencias bajas (inferiores a 500 kHz) y está diseñado para la red global inteligente de red de suministro eléctrico, EMC no es un problema. De hecho, las pruebas iniciales mostraron que los niveles de EMC por debajo de los límites CISPR-25 en la baja frecuencia de la banda (por debajo de 500 kHz). Estos resultados se confirmaron después en numerosas pruebas independientes.
La prevención de la Asociación y la interferencia de diafonía
Vehículos eléctricos se encargan a menudo al lado de un vehículo vecino. En consecuencia, la asociación y la diafonía son las principales preocupaciones de EV a EVSE redes de comunicaciones erróneas, porque hará que los errores de facturación. La industria del automóvil consideró inicialmente inalámbricos soluciones para esta aplicación, pero que garanticen asociaciones correctas demostrado ser un problema.
PLC asegura que el EV está cargando es el facturado. Una implementación de G3-PLC resuelve este problema.Cuando el interruptor EVSE está abierto, no es posible la comunicación ( Figura 2 ). Esto asegura que en EVSEs con múltiples líneas de carga, no hay comunicación ocurre a través de contactos abiertos o entre líneas de carga.Este rendimiento fue confirmado en reciente ISO 15118 PT4 pruebas, en el que la señal de G3-PLC se aumentó a 10 veces el nivel de operación normal para mostrar la diafonía. Bajo condiciones normales de funcionamiento e incluso superior, no se detectó diafonía.
Figura 2. Transmitir y recibir señales no muestran ninguna comunicación a través de contacto abierto al G3-PLC se utiliza.
Usando una solución global es un objetivo clave para los fabricantes de automóviles. G3-PLC sistemas han sido ampliamente probado en muchas partes del mundo y cada una opera en las bandas con licencia a nivel internacional dentro del rango de 500 kHz a 10 kHz. Para apoyar a las diferencias regionales en las bandas con licencia, el Maxim G3-PLC aplicación se puede programar para ajustarse a la localidad donde se despliega. Por lo tanto, para la prueba de utilidad europeo, un sistema de G3-PLC se programa en la norma CENELEC ® Una banda (hasta 95kHz). En las Américas, G3-PLC se programa en la banda de la FCC (hasta 490 kHz), y en la banda de la ARIB (hasta 450kHz) para Japón.
Operando en la línea piloto de control
Diseñar para el piloto de control añadido nuevos retos que G3-PLC transceptores superó. Para cumplir con las especificaciones SAE J1772, dos características clave son necesarios cuando se trabaja en la línea piloto: ultra-bajovoltaje , y el acoplamiento lo que no hay interferencia con los parámetros del PWM. Debido a que un sistema G3-PLC es robusto, que opera a baja tensión (y baja corriente) no es un problema. La Figura 3 muestra que la operación por debajo de 500 mV se puede lograr sin la pérdida de paquetes o de repetición necesarias.
Figura 3. Alcance de la trama de acoplamiento inductivo G3-PLC señal en la línea piloto de control compatible con PWM y la comunicación PLC.
También es importante tanto para evitar la carga por la señal PWM, que afecten negativamente las tasas mató, y para evitar PWM armónicos de la señal de 1 kHz, 12V. Para asegurar que no hay superposición de la banda de frecuencia PWM y transmisión G3-PLC, el sistema G3-PLC está configurado para funcionar por encima de 150 kHz.Para asegurar que la velocidad de subida de PWM está dentro de los límites del sistema, el acoplamiento inductivo es una opción más de acoplamiento capacitivo.
Versatilidad Sugiere aún más posibilidades
G3-PLC implementaciones han sido ampliamente probado como una solución de red de CA por numerosas empresas de servicios públicos globales. SAE-patrocinados por las pruebas han verificado de forma independiente de que decenas de millones de mensajes de servicios públicos de automóviles puede ser enviado por un sistema de G3-PLC con cero errores. Este desempeño notablemente confiable es posible gracias a un sistema de G3-PLC puede operar en las líneas con y sin motor (corriente alterna, un piloto de control, la CAN , o cualquier medio).
Con el gran interés para una aplicación G3-PLC en la infraestructura de medición avanzada (AMI), EV-a-EVSE las comunicaciones en la red eléctrica se abre una posibilidad interesante:. Que un sistema G3-PLC comunicarnos directamente con el medidor de la Figura 4 se muestra el amplio ecosistema que G3-PLC puede proporcionar. Se espera que la EVSE en el hogar tendrá un interruptor separado, circuito dedicado, proporcionando así un camino directo de vuelta al interruptor de circuito principal externo. Por lo tanto, las diferencias de fase no será un problema.
Figura 4. G3-comunicación del PLC ruta de VE a la utilidad.
Algunas de las utilidades fueron agregando direcciones IPv6 a los requisitos del sistema G3-PLC antes de los fabricantes de automóviles comenzaron a requerir la misma. De hecho, las direcciones IPv4 se han casi agotado, como se dice en ZDNet Stephen Shankland artículo2. Por lo tanto, IPv6 de apoyo fue siempre una prioridad. Una implementación de G3-PLC utiliza la compresión para asegurar 6LoWPAN IPv6 hacer frente a los verdaderos. Con la creación de redes IPv6 cierto en el G3-PLC, PHY y MAC de gestión de soluciones de energía agnósticos ejecutar sin problemas en su red.
Lo que importa al final del día
Los fabricantes de automóviles se enfrentan a muchos desafíos para implementar EV a EVSE comunicaciones. Pero ahora hay una solución de baja frecuencia. Un sistema de G3-PLC, el MAX2992 transceptor de líneas de alta tensión, es una solución probada y robusta que ha sido probado y verificado de forma independiente a nivel mundial. Es en la producción de hoy en día, está clasificado para el grado de automoción, y cumple con la inminente SAE J2931 / 3 especificaciones del PLC para la comunicación de VE a EVSE. También es completamente compatible con IEEE 1901.2 de la próxima especificación.
Referencias
- La presentación de G3-PLC de la ISPLC conferencia de 2010 está disponible en:http://ewh.ieee.org/conf/isplc/2010/KeynoteAndPanelFiles/9-40-KAVEH.pdf .
- El artículo de Stephen Shankland ZDNet "Se acaba el tiempo para IPv4" está disponible en:www.zdnet.com.au/time-running-out-for-ipv4-339308822.htm .
CENELEC es una marca de servicio de la Comisión Europea de Normalización Electrotécnica. EDF es una marca registrada y marca de servicio registrada de Electricité de Corporación de Francia. IEEE es una marca de servicio registrada del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, Inc.
Partes Relacionadas
MAX2991
Power-Line Communications (PLC), integrado front-end analógico Transceptor
Muestras gratuitas
MAX2992
G3-PLC MAC / PHY Powerline Transceptor
Muestras gratuitas
Por:
Scot Robertson, Director Ejecutivo de Negocios para Productos de Powerline
Jim LeClare, miembro principal del personal técnico
03 de abril 2012
No hay comentarios:
Publicar un comentario