电力需求正在激增。居民区车道上的电动汽车日益增多。数据中心正以前所未有的速度上线,预计到2030年,其用电需求将增长一倍以上¹。与此同时,可再生能源也日趋分布式和灵活化。当前,电网不仅承受着巨大压力,更从根本上与当前的能源生产和消费方式不匹配。
过去20多年来,Enphase Energy一直致力于能源管理技术的开拓与创新。凭借在全球部署的超过500万套基于微型逆变器的系统,Enphase已累计提供清洁能源107太瓦时²,足以满足近1500万户家庭一年的用电需求。
对Enphase而言,下一步的关键在于实现智能协调:使清洁能源容量能够大规模地根据电网需求进行动态调整。基于这一愿景,住宅将化身为发电厂——成为灵活、互联的资产,助力电网稳定,而非增加其负担。
为实现这一转型,Enphase与恩智浦携手合作,为其新一代电网交互系统构建安全的实时控制基础,第一步是电动汽车充电系统。
凭借新推出的IQ双向电动汽车充电器 ,Enphase致力于将电动汽车从被动负载转变为主动的电网参与者。Enphase的愿景是:在停电时利用车载电池为住宅供电,在用电高峰时将电能回输至电网,并能根据实时电网信号进行动态响应——同时为业主创造经济收益。
设计一款可规模化应用的双向充电器,面临的是系统级工程挑战。充电器需符合ISO 15118-2和-20协议,以实现与不同品牌车辆之间的通信;在安全管理高压DC电源的同时,还需与太阳能发电及家庭储能系统同步,并保持安全的云连接,以便进行协调和远程升级。
由于系统的目标是部署在数百万住宅中,它还必须满足基础设施层面的要求。当市政电网依靠聚合式电动汽车电池提供吉瓦级灵活容量时,所有通信都必须经过身份验证和加密处理,固件完整性需得到保障,并且控制路径在任何情况下都必须安全可靠。
对于以安全、经久耐用的系统著称的企业而言,信任是其基石。除满足技术要求外,该平台还必须符合行业标准、具备高安全性,并能够快速投入量产。
Enphase需要的不仅是一家芯片供应商,更是一个系统级合作伙伴——能够在加速产品交付的同时,在每一层级都植入信任。而这,正是恩智浦的用武之地。
从早期研发阶段开始,Enphase与恩智浦便展开协作,将IQ双向电动汽车充电器作为完整的系统解决方案进行开发。恩智浦提供了设计支持及一整套基于i.MX 93应用处理器的EVSE参考平台。该解决方案提供了实时双向通信与复杂协调编排所需的计算性能和能效。
Enphase采用了恩智浦经过验证的平台,该平台将Wi-Fi®、低功耗蓝牙、NFC身份验证、USB连接、电源管理与实时控制集成于一个统一的架构中。
| 类别 | 产品 | 说明 |
|---|---|---|
| 处理与时序 | i.MX 93 | 工业级应用处理器,配备Arm® Cortex®-A55内核,集成了边缘AI加速能力,支持CAN、以太网、USB等显示与接口控制器 |
| PCA2131 | 超低功耗RTC,通过了车规级认证,确保可靠计时 | |
| 电源管理 | PCA9452 | 针对i.MX 8/9系列处理器优化的电源解决方案,集成多个降压转换器,支持动态电压调节(DVS)、可编程的斜坡上升和下降时间、远程感测及IR压降补偿 |
| 信息安全 | SE051 | 基于硬件的信任根、安全身份验证与密钥管理,适用于物联网设备 |
| 连接 | 88W9098 | 面向智能边缘设备的高性能三频无线解决方案 |
| PN7160 | 集成式NFC控制器,支持免接触式通信与身份验证 | |
| PTN5150 | USB-C配置通道控制器,用于设备角色检测与线缆方向识别 |
在整个开发过程中,恩智浦的工程服务团队与Enphase研发团队直接合作,确保设计符合规范并支持量产准备。这种协作使产品能够从概念阶段快速推进到实际部署,同时保持电网互联基础设施应遵循的严格标准。
IQ双向电动汽车充电器预计将为整个生态系统带来可衡量的价值。
对于业主而言,可在停电时提供备用电源,优化用电成本,并通过电网服务创造新的收入来源。对于市政电网而言,聚合式电动汽车电池提供可调度、灵活的容量,能够在用电高峰时调用——无需新建发电设施,即可实现吉瓦级的电力支撑。
对于Enphase而言,该充电器将其平台能力扩展至“车联万物”领域。对恩智浦而言,此次合作展示了其在安全边缘计算方面的系统级专长,将车规级性能与可靠性引入电力和能源行业。
在规模化应用层面,该技术可在数月内交付电网级灵活容量——而传统电力基础设施建设所需时间则要长得多。
IQ双向电动汽车充电器只是一个开端。Enphase与恩智浦正继续探索下一代电网交互系统的合作方向,涵盖从未来的能源网关到先进的电池管理等领域。其目标是:将这一安全、智能的控制基础扩展至整个分布式能源生态系统。
电网正经历深刻变革,能源的未来在于灵活。而这,由我们携手共建。
信息来源
¹ AI的能源需求
Enphase Energy是一家全球性能源科技公司,总部位于加州弗里蒙特。作为基于微型逆变器的太阳能与储能系统、电动汽车充电器、家庭能源管理系统以及虚拟发电厂(VPP)解决方案的优秀供应商,Enphase的产品赋能用户捕捉太阳能,实现电力的自发自用、灵活存储与余电销售——所有功能均通过Enphase应用程序进行智能控制。该公司曾以微型逆变器技术革新太阳能行业,目前已累计出货约8480万台微型逆变器,基于Enphase技术的系统已在全球160多个国家和地区部署超过500万套。
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恩智浦半导体电力与能源及数据中心事业部高级总监
Alexandra Dopplinger (专业工程师)现任恩智浦半导体电力与能源及数据中心事业部高级总监。她拥有超过18年半导体行业经验及10年电信领域从业背景,并持有一项冗余网络解决方案专利。她拥有加拿大纽芬兰纪念大学电气工程学士学位,曾担任过硬件和系统设计、产品管理和市场营销等各种职位。如今,她凭借在工业自动化与控制技术方面的深厚积累,致力于推动恩智浦工业业务的持续发展。