Bien que les stations de recharge dotées de technologies de charge AC et DC, de systèmes combinés, et de charges mégawatt diffèrent légèrement d’un modèle à l’autre, la plupart des options standard ne répondent pas suffisamment aux exigences de la manière dont les solutions personnalisées peuvent le faire.
Les fournisseurs de stations de recharge pour véhicules électriques bénéficient d’un avantage concurrence significatif en intégrant de nouvelles fonctionnalités innovantes qui les différencient de leurs concurrents. Cependant, les développements complètement nouveaux sont longs et coûteux. Les contrôleurs de station de recharge doivent répondre aux normes de l’industrie, allant de la gestion de l’énergie et de la charge à la communication avec le véhicule, ainsi qu’aux mécanismes d’identification et de facturation des utilisateurs. Le réseau, la maintenance à distance, la capacité de mise à jour et la sécurité sont essentiels pour le succès du système. Alors que les stations de recharge dotées de technologies de charge AC et DC, de systèmes combinés et de charges mégawatt ne diffèrent que légèrement d’un modèle à l’autre, la plupart des options standard ne répondent pas à certaines de ces exigences.
Holger Rapp, CTO de Qwello et membre à part entière du Comité Technique de Pilotage d’EVerest, discute de la mise en production d’EVerest lors de la Conférence Open Source en E-Mobilité de 2024. Vidéo utilisée avec la courtoisie de Pionix
Une Station de Recharge Électrique Personnalisée
Phytec s’attaque à ce problème en développant des électroniques spécialisées pour les stations de recharge de véhicules électriques en collaboration avec Pionix, un fournisseur de logiciels open-source pour les chargeurs de véhicules électriques.
Le projet a débuté lors de discussions avec Qwello, un opérateur de recharge public tout service ayant pour vision de créer des solutions et services d’accès facile contribuant à un nouveau mode de vie urbain en e-mobilité. Pour sa nouvelle station de recharge CP22, Qwello avait besoin d’une double recharge simultanée et de permettre la recharge AC jusqu’à 22 kW tout en respectant les normes de certification selon Eichrecht (loi allemande sur la calibration). Cette législation impose que toutes les stations de recharge publiques pour véhicules électriques soient équipées de compteurs électriques certifiés et étalonnés pour garantir précision et fiabilité.
Le phyVERSO-EVCS est un contrôleur de recharge universel pour l’électromobilité. Image utilisée avec la courtoisie de Phytec
L’application finale a été conçue pour utiliser un seul affichage et un terminal de paiement pour deux processus de recharge parallèles, avec intégration Cloud et capteurs de stationnement détectant les véhicules non autorisés. Des LED sur le chargeur indiquent l’état de disponibilité visible depuis la route, permettant aux conducteurs de voir si la station est libre, réservée, en cours de charge, bloquée par un stationnement non autorisé, ou hors service. Tous les composants sont logés dans une colonne minimaliste et élancée, adaptée au paysage urbain et optimisée pour les espaces de stationnement publics exigus.
Phytec a créé une spécification basée sur son module système phyCORE-AM62x (SOM), peuplé de variantes de processeurs AM62xx de Texas Instruments pour répondre à ces exigences. Le SOM prend en charge deux affichages, de nombreuses interfaces pour intégrer des capteurs et des périphériques, et un microcontrôleur dédié capable de contrôler le processus de charge critique pour la sécurité. Le SOM se connecte à une carte porteuse avec des sorties de recharge AC, Ethernet Gigabit, Wi-Fi dual-band, BLE, un module LTE, Modbus et CAN FD. Un module de plateforme de confiance (TPM 2.0) est intégré sur la carte porteuse pour respecter les exigences de sécurité, y compris la Loi sur la Résilience Cybernétique.
Support Logiciel pour les Protocoles de Recharge
Phytec a fourni un package de support de carte adapté, basé sur Yocto Linux, pour le processeur AM62xx sur le SOM, qui s’intègre avec une pile logicielle spécifique à la recharge EVerest de Pionix. Cette pile prend en charge tous les protocoles de recharge courants tels que Plug & Charge selon les normes ISO15118, Autocharge, et lecteurs EIM/RFID ; elle dispose d’une gestion énergétique intégrée avec équilibrage de la charge et permet l’authentification et le paiement selon des standards courants comme OCPP 1.6J et OCPP 2.0.1. Le firmware critique pour la sécurité et les technologies spécifiques aux stations de recharge, telles que l’alimentation de secours, la protection contre les défauts à la terre DC, et le support pour le verrouillage automatique des prises, font tous partie du package EVerest.
La spécification du contrôleur de recharge Qwello a été finalisée en juin 2023. En novembre, après seulement six mois de développement, Phytec a livré les prototypes, obtenant avec succès l’approbation du TÜV. Après quelques modifications techniques mineures, la production en série est prévue pour le troisième trimestre de 2024.
Un Système Modulaire Universel pour Solutions de Recharge AC/DC
En parallèle au développement d’électroniques personnalisées pour Qwello, et avec l’apport collaboratif de Qwello, Phytec et Pionix ont créé la solution phyVERSO-EVSE, un contrôleur de recharge universel qui offre un support supplémentaire pour les systèmes de recharge AC et DC, y compris les configurations mixtes. La polyvalence du phyVERSO-EVSE le rend adapté pour développer des bornes murales conformes aux normes de calibration pour un usage privé et public, des stations de recharge, et des parcs de recharge mégawatt. Le phyVERSO-EVSE est livré avec un système d’exploitation Linux et un firmware de recharge Pionix sur le SOM. Il a été testé pour sa compatibilité avec le système d’exploitation de recharge EVerest. Une version personnalisée de ce logiciel open-source est disponible en téléchargement.
Pionix propose ce logiciel personnalisé regroupé avec son logiciel de recharge complet BaseCamp. Ce cadre prend en charge de nombreux protocoles pour intégrer des infrastructures, des véhicules et des systèmes de paiement. Un serveur MQTT local permet la communication et l’intégration réseau. Les utilisateurs finaux et les développeurs de dispositifs EVSE peuvent construire leur logiciel d’application directement sur cette pile.
Le logiciel de recharge BaseCamp intègre de nombreux protocoles pour la technologie de recharge des véhicules électriques. Image utilisée avec la courtoisie de Pionix
Une Approche de Design Modulaire
À l’avenir, cette approche de design modulaire permettra l’adaptation personnalisée du phyVERSO pour d’autres projets d’utilisation finale. L’intégration d’entrées/sorties supplémentaires, les modifications des connecteurs, ou les ajustements de la taille de la PCB, y compris la production et la livraison de prototypes, peuvent être réalisés en quelques semaines. La collaboration entre Phytec et Pionix offre un package matériel et logiciel sur lequel les clients peuvent directement construire leurs propres applications, ouvrant ainsi d’abondantes possibilités pour le développement de stations de recharge personnalisées.