Aufbau von Ladestationsnetzen für Elektrofahrzeuge (EV) an überdachten Standorten

Qiyuan: Die Ladegeräte sind über das Zigbee-Mesh-Netzwerk mit dem Gateway verbunden. Und das Gateway selbst fungiert als Standort-Controller. Die Ladegeräte senden also die Befehle oder Informationen über das Zigbee-Netzwerk an das Gateway, und das Gateway sendet dann über dasselbe Zigbee-Netzwerk Befehle zurück, wie die Energie geteilt werden soll.

Qiyuan: Wenn die Internetverbindung des Gateways unterbrochen wird, ist das kein Problem, denn alle Steuerungen erfolgen lokal am Gateway, es finden also keine serverseitigen Berechnungen statt. Wenn also das Gateway die Verbindung zum Internet verliert, bleiben die PowerSharing- und PowerLimiting-Funktionen intakt. Und das ist einer der Vorteile der programmierbaren Gateways an den Standorten. Wenn die Verbindung zwischen den Ladegeräten und dem Gateway über das Zigbee-Netz unterbrochen wird, sind die Ladegeräte so programmiert, dass sie eine Standard-Leistungsaufnahme haben. Wenn also die Verbindung unterbrochen wird, gehen die Ladegeräte standardmäßig auf eine niedrigere Leistungsstufe, damit der Stromkreis nicht ausfällt.

Bob: Darüber hinaus gibt es einige Fragen zur Sicherheit. Und Digi XBee® Module implementieren Sicherheit. Das Zigbee-Protokoll umfasst die Verschlüsselung von Nachrichten. Außerdem verfügt Digi über eine TrustFence®-Sicherheitsplattform, bei der wir Funktionen auf dem XBee-Modul nutzen, die ein sicheres Booten und eine sichere Authentifizierung sowie eine Vertrauensbasis bieten, mit der Sie sicherstellen können, dass ein Mesh-Netzwerk absolut sicher ist.

Qiyuan: Es gibt also eine Grenze, und zwar die der Cat-5- und Cat-6-Norm. Diese Grenze liegt bei 100 Metern, also etwa 300 Fuß. Wenn Ihre Kabelstrecke länger ist, empfehlen wir, entweder Ethernet-Signalverstärker für die gesamte Strecke zu verwenden oder ein Glasfaserkabel mit Transceivern an beiden Enden zu kaufen, das an die Gateways angeschlossen werden kann.

Bob: Das ist eine gute Frage, Qiyuan. Wenn Ihre Ladestationen installiert werden, sind sie dann so konzipiert, dass sie einfach funktionieren, oder haben Sie Werkzeuge für Installateure, um sicherzustellen, dass die Signale in Ordnung sind und alles im Mesh-Netzwerk funktioniert?

Qiyuan: Normalerweise sagen wir unseren Installateuren, dass es an ihnen liegt, die Signalstärke vor Ort zu bewerten. Und das kann mit einer App auf Android-Telefonen geschehen, und bei iPhones kann man den Außendienstmodus durch Wählen eines Codes aktivieren. In der Regel ist es also der Installateur, der das erledigt. Dabei ist zu beachten, dass der Installateur die Signalstärke im selben Netzwerk prüfen muss, in dem das Gateway eingesetzt wird. Das scheint ziemlich offensichtlich zu sein, aber manchmal sind wir auf Probleme gestoßen. In den USA verwenden wir AT&T und in Kanada Bell und Telus.

Bob: Und die XBee-Tools von Digi enthalten Tools, mit denen Installateure das Mesh-Network überprüfen und sicherstellen können, dass alles funktioniert. Aber ich denke, das ist wahrscheinlich Teil des Designprozesses der Antennenplatzierung und anderer Dinge, die beachtet werden, damit die FLO-Produkte funktionieren.

Qiyuan: Alle PowerSharing- und PowerLimiting-Funktionen sind softwarebasiert, sie lösen also keinen der physischen Schutzschalter aus. PowerSharing ist für Szenarien gedacht, in denen ein Stromkreis zu stark belastet wird. So haben Sie zum Beispiel zwei 30-Ampere-Ladegeräte an einem einzigen 40-Ampere-Schalter.

In diesem Fall ist PowerSharing so eingestellt, dass die Gesamtstromaufnahme zwischen den beiden Ladegeräten niemals die Schutzstufe des 40-Ampere-Schalters überschreitet. Und die PowerLimiting-Funktion ist nicht als Stromkreisschutz gedacht. Sie ist eher dazu gedacht, Leistungsabgaben zu vermeiden. Der Eigentümer des Standorts legt also eine Stromgrenze fest, die die Ladegeräte am Standort nicht überschreiten sollen. Das Steuergerät des Standorts sorgt dann dafür, dass alle Ladegeräte an diesem Standort diese Stromgrenze nicht überschreiten.

Bob: Es gibt im Moment eine Menge neuer Mesh-Technologien. Digi arbeitet seit etwa 20 Jahren mit Zigbee, es ist also eine sehr bekannte, sehr gut verstandene Mesh-Technologie. Wir arbeiten an LoRaWAN, einem neuen XBee, und an einer Möglichkeit, Systeme zu installieren. Wir werden also noch in diesem Jahr etwas davon haben. Außerdem beobachten wir einige der anderen Mesh-Netzwerktechnologien, die sich gerade entwickeln, wie z. B. Matter, mit dem sich Ladegeräte in ein intelligentes Heimnetzwerk einbinden lassen, sowie andere Technologien. Wir werden Produkte auf den Markt bringen, sobald diese realisierbar werden. Es ist sicherlich auf unserer Roadmap, diese zu verfolgen.

Qiyuan: Im Code gibt es eine Bestimmung, die besagt, dass es in Ordnung ist, wenn man einen Stromkreis überbelegt, solange man ein automatisches Lastmanagementsystem hat. Dieses automatische Lastmanagementsystem ist also unser PowerSharing-Algorithmus, der auf dem Digi-Gateway gehostet wird.

Qiyuan: Ja, es ist darauf ausgelegt, dies über das Zigbee-Netzwerk zu tun, und das Gateway sendet dieses Signal, um die Leistungsabgabe im Falle von PowerLimiting oder PowerSharing zu begrenzen.

Qiyuam: Ich glaube, dass es für die FLO-Ladegeräte Schutzmechanismen gibt. Ich weiß, dass es für unsere DC-Ladegeräte ein Zeitfenster gibt, in dem wir einige Überspannungen oder Spitzen und auch Rauschen tolerieren können. Und Bob, vielleicht können Sie die Seite von Digi kommentieren?

Bob: Auf der Digi-Seite würde die Stromversorgung diese Schutzvorrichtungen haben, und alles andere ist drahtlos mit dem Gateway verbunden. Ich denke also, das ist in Ordnung. Und das Ethernet ist ebenfalls geschützt.

Qiyuan: Das ist möglich, aber in der Praxis empfehlen wir das normalerweise nicht, weil es für die Installateure eher verwirrend ist. Also, ja, normalerweise... Es ist möglich, wird aber nicht empfohlen.