Wraz ze wzrostem popularności pojazdów elektrycznych (EV) rośnie zapotrzebowanie na szybką, niezawodną i skalowalną infrastrukturę ładowania. Stacje ładowania pojazdów elektrycznych — oficjalnie nazywane sprzętem do zasilania pojazdów elektrycznych (EVSE) — stanowią trzon tej infrastruktury. Jednak wraz ze wzrostem liczby punktów ładowania wzrasta również złożoność zarządzania komunikacją w dużych, rozproszonych systemach ładowania.
Tutaj wkracza łączność sieciowa światłowodowa. W tym artykule badamy, w jaki sposób komunikacja światłowodowa pomaga pokonać kluczowe wyzwania w systemach ładowania pojazdów elektrycznych i dlaczego staje się preferowanym wyborem dla operatorów, którzy chcą budować solidne, gotowe na przyszłość sieci ładowania pojazdów elektrycznych.
Czym są stacje ładowania pojazdów elektrycznych i jak się ze sobą komunikują?
Stacje ładowania pojazdów elektrycznych występują w dwóch formach:
- Stacje autonomiczne działają niezależnie
- Stacje ładowania połączone w sieć, podłączone do scentralizowanej platformy.
Stacje sieciowe oferują znacznie większą elastyczność i inteligencję. Umożliwiają operatorom zdalne zarządzanie harmonogramami ładowania, obciążeniami energetycznymi, rozliczeniami użytkowników i interakcją z siecią. Wymiana danych między stacjami ładowania, systemami magazynowania energii (ESS), siecią użyteczności publicznej i centrami sterowania zaplecza ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia stabilnego dostarczania energii i wydajności systemu.
Aby to wszystko było możliwe, niezbędna jest szybka i wolna od zakłóceń komunikacja.
Wyzwania komunikacyjne w systemach ładowania pojazdów elektrycznych
1. Ograniczenia odległości magistrali CAN
Wiele pojazdów elektrycznych i ich akumulatorów pokładowych opiera się na magistrali CAN (Controller Area Network) do komunikacji. Podczas gdy CAN jest wysoce niezawodna w przypadku sterowania w czasie rzeczywistym na krótkim dystansie, jej warstwa fizyczna jest ograniczona przez szybkość transmisji i długość kabla.
Zgodnie z normami ISO 11898:
- Wyższe szybkości transmisji (np. 1 Mb/s) drastycznie zmniejszają maksymalną odległość.
- Ogranicza to odległość, w jakiej można instalować punkty ładowania pojazdów elektrycznych bez pogorszenia jakości komunikacji.
W przypadku sieci ładowania na dużą skalę, zwłaszcza tych rozmieszczonych na terenie kampusów, parkingów lub obszarów miejskich, ograniczenie to staje się wąskim gardłem.
2. Środowiska o dużym zasięgu i narażone na zakłócenia
Ładowarki pojazdów elektrycznych często znajdują się:
- Na zewnątrz, narażony na trudne warunki atmosferyczne
- W garażach podziemnych o ograniczonym zasięgu sieci bezprzewodowej
- W strefach podmiejskich lub przemysłowych, gdzie ładowarki są rozmieszczone w dużych odległościach od siebie
Niektórzy operatorzy próbują używać połączeń bezprzewodowych (Wi-Fi lub komórkowych), aby zmniejszyć okablowanie, ale zakłócenia, utrata sygnału i opóźnienia są powszechnymi problemami — szczególnie w środowiskach bogatych w metale lub o dużym natężeniu ruchu. Dlatego wielu integratorów systemów zwraca się w stronę przewodowej komunikacji światłowodowej, aby uzyskać lepszą niezawodność i wydajność.
Dlaczego sieci światłowodowe są idealne dla systemów ładowania pojazdów elektrycznych
1. Komunikacja na duże odległości
Kable światłowodowe mogą przesyłać dane na odległość dziesiątek kilometrów bez degradacji. Dzięki temu idealnie nadają się do łączenia wielu stacji ładowania pojazdów elektrycznych na dużym obszarze z centralnym systemem sterowania, pokonując ograniczenia odległości magistrali CAN.
2. Odporność na zakłócenia elektromagnetyczne (EMI)
W przeciwieństwie do przewodów miedzianych, światłowody są odporne na zakłócenia elektromagnetyczne, co ma kluczowe znaczenie w środowiskach o dużym natężeniu zakłóceń elektrycznych, znajdujących się w pobliżu transformatorów, podstacji lub ładowarek wysokiego napięcia dla pojazdów elektrycznych.
3. Wysoka przepustowość danych i niskie opóźnienie
Technologia światłowodowa obsługuje wymianę danych o dużej przepustowości, umożliwiając komunikację w czasie rzeczywistym w celu równoważenia obciążenia, reagowania na zapotrzebowanie i powiadomień dla użytkowników.
4. Większa niezawodność w trudnych warunkach
Urządzenia światłowodowe klasy przemysłowej, takie jak konwertery CAN na światłowód, oferują:
- Szeroka tolerancja temperaturowa
- Ochrona przeciwprzepięciowa
- Solidne obudowy odpowiednie do montażu na zewnątrz lub przy drogach
CAN do światłowodu: niezawodne rozwiązanie dla systemów ładowania pojazdów elektrycznych
Aby zniwelować lukę między komunikacją opartą na CAN a sieciami światłowodowymi, Konwertery CAN na światłowód są używane.
Konwerter CAN na światłowód COME-STAR
- Automatyczne wykrywanie szybkości transmisji dla łatwej instalacji typu plug-and-play
- Obsługuje transmisję CAN do 1 Mb/s i komunikację światłowodową na odległość do 100 km
- Zakres temperatur od -40°C do +75°C sprawia, że urządzenie nadaje się do trudnych warunków zewnętrznych
- Wyposażone w izolację 3 kV i zabezpieczenie przeciwprzepięciowe 2 kV, zapewniające bezpieczną i nieprzerwaną pracę
- Wskaźniki LED do szybkiego rozwiązywania problemów (wykrywanie usterek CAN i światłowodu)
Niezależnie od tego, czy jesteś integratorem systemów wdrażającym ładowarki w inteligentnym mieście, czy producentem pojazdów elektrycznych tworzącym skalowalną architekturę ładowania, komunikacja oparta na światłowodach zapewni Ci wydajność i niezawodność, których potrzebujesz.
Wnioski: Budowanie inteligentniejszych i mocniejszych sieci ładowania pojazdów elektrycznych przy użyciu światłowodów
Wraz z przyspieszeniem adopcji pojazdów elektrycznych, rośnie również zapotrzebowanie na inteligentne i solidne sieci ładowania. Światłowody nie tylko rozwiązują podstawowe problemy związane z komunikacją dalekobieżną i EMI, ale także zabezpieczają infrastrukturę ładowania pojazdów elektrycznych na przyszłość pod kątem integracji inteligentnej sieci i zdalnego zarządzania.
Operatorzy inwestujący w rozwiązania CAN-światłowód mogą spodziewać się:
- Poprawiony czas sprawności systemu
- Szybsza reakcja na dane
- Lepsze doświadczenia użytkowników
- Krótszy czas konserwacji i diagnostyki
Jeśli rozważasz budowę lub modernizację systemu ładowania pojazdów elektrycznych, najwyższy czas rozważyć wykorzystanie światłowodów jako podstawowego źródła komunikacji.
