Khi xe điện (EV) ngày càng phổ biến, nhu cầu về cơ sở hạ tầng sạc nhanh, đáng tin cậy và có khả năng mở rộng tiếp tục tăng. Các trạm sạc EV—tên chính thức là thiết bị cung cấp xe điện (EVSE)—là xương sống của cơ sở hạ tầng này. Nhưng trong khi số lượng điểm sạc tăng lên, thì sự phức tạp trong việc quản lý thông tin liên lạc trên các hệ thống sạc phân tán lớn cũng tăng theo.
Đây là nơi kết nối mạng cáp quang phát huy tác dụng. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ khám phá cách truyền thông cáp quang giúp vượt qua những thách thức chính trong hệ thống sạc EV và lý do tại sao nó trở thành lựa chọn ưu tiên cho các nhà khai thác muốn xây dựng mạng lưới sạc EV mạnh mẽ, sẵn sàng cho tương lai.
Trạm sạc EV là gì và chúng giao tiếp như thế nào?
Trạm sạc EV có hai dạng:
- Các trạm độc lập hoạt động độc lập
- Các trạm sạc được kết nối mạng, được kết nối với một nền tảng tập trung.
Các trạm mạng cung cấp tính linh hoạt và thông minh hơn nhiều. Chúng cho phép người vận hành quản lý từ xa lịch trình sạc, tải năng lượng, thanh toán của người dùng và tương tác với lưới điện. Trao đổi dữ liệu giữa các trạm sạc, hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS), lưới điện tiện ích và các trung tâm điều khiển phụ trợ là rất quan trọng để đảm bảo cung cấp điện ổn định và hiệu quả của hệ thống.
Nhưng để làm được điều này thì cần phải có khả năng truyền thông nhanh và không bị nhiễu.
Thách thức về giao tiếp trong hệ thống sạc EV
1. Giới hạn khoảng cách của CAN Bus
Nhiều xe điện và pin trên xe dựa vào bus Mạng khu vực điều khiển (CAN) để giao tiếp. Mặc dù CAN rất đáng tin cậy để điều khiển tầm ngắn, thời gian thực, nhưng lớp vật lý của nó bị giới hạn bởi tốc độ truyền và chiều dài cáp.
Theo tiêu chuẩn ISO 11898:
- Tốc độ truyền cao hơn (ví dụ: 1 Mbps) làm giảm đáng kể khoảng cách tối đa.
- Điều này giới hạn phạm vi lắp đặt điểm sạc EV mà không làm giảm hiệu suất truyền thông.
Đối với các mạng lưới sạc quy mô lớn, đặc biệt là những mạng lưới trải rộng trên khắp khuôn viên trường học, bãi đỗ xe hoặc môi trường đô thị, hạn chế này trở thành điểm nghẽn.
2. Môi trường xa và dễ bị nhiễu
Bộ sạc EV thường nằm ở:
- Ngoài trời, tiếp xúc với thời tiết khắc nghiệt
- Trong các gara ngầm có phạm vi phủ sóng không dây hạn chế
- Ở vùng ngoại ô hoặc khu công nghiệp nơi các bộ sạc cách xa nhau
Một số nhà điều hành cố gắng sử dụng kết nối không dây (Wi-Fi hoặc di động) để giảm cáp, nhưng nhiễu, mất tín hiệu và độ trễ là những vấn đề phổ biến—đặc biệt là trong môi trường nhiều kim loại hoặc lưu lượng truy cập cao. Đó là lý do tại sao nhiều nhà tích hợp hệ thống đang chuyển sang truyền thông cáp quang có dây để có độ tin cậy và hiệu suất tốt hơn.
Tại sao mạng cáp quang lý tưởng cho hệ thống sạc EV
1. Giao tiếp đường dài
Cáp quang có thể truyền dữ liệu qua hàng chục km mà không bị suy giảm. Điều này làm cho chúng trở nên lý tưởng để kết nối nhiều trạm sạc EV trên một khu vực rộng lớn với hệ thống điều khiển tập trung, khắc phục được hạn chế về khoảng cách bus CAN.
2. Miễn nhiễm với nhiễu điện từ (EMI)
Không giống như dây đồng, cáp quang không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ - điều cần thiết trong môi trường điện có nhiều nhiễu gần máy biến áp, trạm biến áp hoặc bộ sạc EV điện áp cao.
3. Thông lượng dữ liệu cao và độ trễ thấp
Cáp quang hỗ trợ trao đổi dữ liệu băng thông cao, đảm bảo truyền thông thời gian thực để cân bằng tải, phản hồi nhu cầu và thông báo cho người dùng.
4. Độ tin cậy cao hơn trong môi trường khắc nghiệt
Các thiết bị cáp quang cấp công nghiệp, chẳng hạn như bộ chuyển đổi CAN sang cáp quang, cung cấp:
- Khả năng chịu nhiệt độ rộng
- Bảo vệ chống sét lan truyền
- Vỏ bọc chắc chắn thích hợp cho tủ ngoài trời hoặc lắp đặt ven đường
CAN to Fiber: Giải pháp đáng tin cậy cho hệ thống sạc EV
Để thu hẹp khoảng cách giữa truyền thông dựa trên CAN và mạng cáp quang, Bộ chuyển đổi CAN sang sợi quang được sử dụng.
Bộ chuyển đổi CAN sang sợi quang COME-STAR
- Tự động phát hiện tốc độ truyền dữ liệu để cài đặt dễ dàng cắm và chạy
- Hỗ trợ truyền CAN lên đến 1 Mbps và truyền thông cáp quang trên khoảng cách lên đến 100 km
- Phạm vi nhiệt độ từ -40°C đến +75°C, phù hợp với điều kiện khắc nghiệt ngoài trời
- Được trang bị cách ly 3 kV và bảo vệ quá áp 2 kV, đảm bảo hoạt động an toàn, không bị gián đoạn
- Đèn LED chỉ báo để khắc phục sự cố nhanh chóng (phát hiện lỗi CAN so với lỗi sợi quang)
Cho dù bạn là nhà tích hợp hệ thống triển khai bộ sạc trong thành phố thông minh hay nhà sản xuất EVSE đang xây dựng kiến trúc sạc có thể mở rộng, thì truyền thông qua cáp quang đều cung cấp hiệu suất và độ tin cậy mà bạn cần.
Kết luận: Xây dựng mạng lưới sạc EV thông minh hơn, mạnh mẽ hơn bằng cáp quang
Khi việc áp dụng EV tăng tốc, nhu cầu về mạng lưới sạc thông minh và mạnh mẽ cũng tăng theo. Sợi quang không chỉ giải quyết những thách thức cốt lõi của truyền thông đường dài và EMI mà còn bảo vệ cơ sở hạ tầng sạc EV của bạn trong tương lai để tích hợp lưới điện thông minh và quản lý từ xa.
Các nhà khai thác đầu tư vào các giải pháp CAN tới sợi quang có thể mong đợi:
- Cải thiện thời gian hoạt động của hệ thống
- Phản hồi dữ liệu nhanh hơn
- Trải nghiệm người dùng tốt hơn
- Giảm thời gian bảo trì và chẩn đoán
Nếu bạn đang muốn xây dựng hoặc nâng cấp hệ thống sạc EV, đã đến lúc cân nhắc sử dụng cáp quang làm xương sống truyền thông của bạn.
