目前,歐美各國的電力線載波通信(PLC)發展較快,其中歐盟為推動電力線技術的發展,啟動了OPERA(OpenPLC European Research Alliance)計劃,致力于統一歐洲 PLC標準,促進商業化應用;各種國際性電力線通信組織紛紛建立,影響較大的有Homeplug聯盟,PCF聯盟,PALAS協會以及CE-PCA聯盟等。其中Homeplug聯盟影響最大,制定的協議應用最廣泛。
電力線通信(PLC)在世界各地的電動汽車充電過程中使用,是當今電動汽車市場的必備品。PLC允許充電站和電動汽車協商充電會話,允許各種充電配置文件,并可能協商付款。
1. Homeplug Green PHY協議的概述
Homeplug Green PHY 物理層的發射端和接收端結構方框圖如下,Homeplug Green PHY是Homeplug AV的一個簡化衍生版本,因而Homeplug Green PHY的方框圖也是在HPAV的基礎上設計的,其中發射端的時鐘頻率為75MHz。
2. Homeplug Green PHY協議在電動汽車領域上的應用
ISO 15118-3和DIN 70121中描述的電力線通信(PLC)規定了HomePlug Green PHY PLC信號注入控制導頻線上,用于車輛充電的功率譜密度(PSD)限制。HomePlug Green PHY是ISO 15118中用于車輛充電的PLC信號的標準。標準中規定的衰減水平允許區分連接的充電站上的PLC信號與相鄰充電站的串擾。PLC信號上高于指定的PSD可能會導致控制導頻線檢測中的干擾,而信號過低則可能被解釋為串擾或導致充電會話期間的數據包丟失。具有適當的調諧,為確保充電站和電動汽車之間的連接提供了最佳環境。
每種車型的充電控制器模塊的安裝位置和線束都會有所不同,這會導致控制導頻線路的衰減發生變化。這些差異可能會影響PLC使用的整個頻譜,或僅影響一個子集。PLC模塊的默認配置幾乎適用于所有情況,但由于線束設計不同,可能無法滿足DIN 70121和ISO 15118標準。因此,對于每種車型來說,功率譜密度(PSD)調整都是至關重要的。
根據ISO 15118-3的規定,電動汽車插座處PLC信號的最大PSD為-73dBm/Hz,目標為-75dBm/Hz。車廠可以進行測量,并使用一些專有軟件修改整個頻譜的PSD,使整個PLC頻帶符合要求。
圖1 PLC調諧前
圖2 PLC調諧后
以上是對PLC調諧前與調諧后分別進行測量的示例。請注意,有些頻率的值非常低,這是ISO和DIN標準中規定的凹口頻率。此外,請注意,目標dBm值約為-35dBm,因為使用分辨率帶寬時,dBm/Hz最終達到-75dBm/Hz的目標。