Entwicklung von DC-Ladesteuerkarten
Die Steuerkarte eines Ladegeräts ist der Teil, der darüber entscheidet, ob das Produkt Ihnen gehört. Es können Leistungsmodule beschafft und Gehäuse hergestellt werden, aber der Controller steuert die Sicherheitslogik, die Fahrzeugkommunikation und das Verhalten, das ein Kunde erlebt. RIOD entwirft Steuerkarten, einschließlich DC-Karten, entsprechend dem Funktionsumfang und den Protokollzielen eines Kunden, anstatt sie aus einem Katalog zu verkaufen.
Auf dieser Seite wird die Überwachungssteuerkarte behandelt: Was jede Ladesteuerung grundsätzlich tun muss, welche Änderungen sich im Gleichstrom ergeben, wie das Design aufgeteilt ist, damit Sicherheitsfunktionen unabhängig vom netzwerkseitigen Code bleiben, und wie die Arbeit von den Anforderungen bis hin zu einem Paket, das eine andere Fabrik erstellen kann, unterstützt wird.
DC-SteuerkarteFür Ein Hersteller, der ein Gleichstrom-Schnellladegerät baut oder lokalisiert und dessen Steuerelektronik nicht als Blackbox gekauft, sondern konzipiert werden muss.
Wofür die Steuerkarte zuständig ist
Bei einem AC-Ladegerät ist die Steuerung vergleichsweise einfach, da das Fahrzeug die Umstellung übernimmt. Bei Gleichstrom dient das Ladegerät als Stromversorgung, und die Steuerung verhandelt kontinuierlich Strom und Spannung mit dem Fahrzeug, während eine große Energiemenge bewegt wird.
- Fahrzeugkommunikation über das High-Level-Protokoll, einschließlich Stecker und Ladepfad, sofern erforderlich
- Kontrollpilot- und Proximity-Handhabung sowie die Sequenzierung, die erfolgen muss, bevor die Schütze schließen
- Sollwertsteuerung für die Leistungsmodule und der geschlossene Regelkreis, der dafür sorgt, dass die Lieferung innerhalb der vom Fahrzeug geforderten Werte bleibt
- Sicherheitsverriegelungen: Isolationsüberwachung, Isolationsprüfungen, Not-Aus, Tür- und Schalttafelverriegelungen
- Wärmemanagement von Modulen, Kabeln und Anschlüssen, einschließlich gekühlter Kabel, sofern vorhanden
- Messung, Transaktionsabwicklung und die OCPP-Konversation mit dem Backend
- Benutzeroberfläche, Zahlungspfad und alles, was die Website vor Ort benötigt
Wie die Arbeit aufgeteilt ist
Der häufigste Fehler besteht darin, alles auf einen Prozessor zu packen, weil es in der Stückliste günstiger ist. Bis zu dem Punkt, an dem eine Zertifizierungsstelle fragt, wie die Sicherheitsfunktionen vor dem Anwendungscode geschützt werden, ist es günstiger.
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| Domäne | Was dort lebt | Warum es getrennt ist |
|---|---|---|
| Sicherheit und Kontrolle | Verriegelungen, Isolationsüberwachung, Schützfolge, Strombegrenzung | Beschränkt, überprüfbar, Änderungen selten, müssen nachweislich unabhängig vom Rest sein |
| Fahrzeugkommunikation | High-Level-Protokollstapel, Steuerpilot-Zustandsmaschine | Timing-sensibel, standardgesteuert, entwickelt sich mit dem Fahrzeugverhalten |
| Anwendung und Konnektivität | OCPP, Benutzeroberfläche, Zahlungen, Telemetrie, Updates | Häufige Änderungen, die sich auf das Netzwerk auswirken, dürfen sich niemals auf die Sicherheitsdomäne auswirken |
Die Grenze zwischen der dritten Reihe und den ersten beiden ist diejenige, die zählt. Alles, was über ein Netzwerk erreichbar ist, darf konstruktionsbedingt und nicht vereinbarungsgemäß keinen Einfluss auf die Reihenfolge der Schütze oder die Stromgrenzen haben.
Designentscheidungen, deren Rückgängigmachung teuer ist
- 1
Leistungsmodulschnittstelle
Welche Module, über welche Schnittstelle und wie genau übernimmt die Steuerlogik ihr Verhalten? Eine zu enge Bindung an einen Anbieter macht das Produkt zum Geisel der Roadmap und Preisgestaltung dieses Anbieters.
- 2
Spielraum des Prozessors
Spezifiziert, was das Produkt im fünften Jahr tun wird, einschließlich Protokollversionen und Sicherheitsarbeiten, die noch nicht vorhanden sind. Hier gehen DC-Controller am häufigsten zur Neige.
- 3
Isolationsstrategie
Wo die Barrieren zwischen Hochspannung, Steuerung und Kommunikation liegen. Ein späteres Verschieben ist ein Respin des Boards und eine Rezertifizierung.
- 4
Pfad aktualisieren
Wie jeder Prozessor vor Ort aktualisiert wird und wie ein fehlgeschlagenes Update wiederhergestellt wird. Ein DC-Ladegerät, das zum Aktualisieren einen Laptop und ein offenes Panel benötigt, ist ein Wartungsvertrag, für den niemand einen Preis hat.
- 5
Diagnosezugang
Was die Karte aufzeichnet und offenlegt, wenn etwas schief geht. Dies entscheidet darüber, ob ein Feldfehler eine Remote-Sitzung oder einen Besuch vor Ort kostet.
Entwerfen für die lokale Fertigung
Eine Steuerkarte, die für einen Prototyp entwickelt wurde, und eine Steuerkarte, die für den Serienbau in einem anderen Land entwickelt wurde, sind unterschiedliche Platinen, und der Unterschied besteht nicht in der Kostenreduzierung.
- Komponentenauswahl gewichtet nach Teilen mit mehr als einer qualifizierten Quelle im Zielmarkt
- Testpunkte und Grenzzugang sind von Anfang an vorgesehen, sodass eine End-of-Line-Vorrichtung das Board trainieren kann, anstatt von außen Rückschlüsse zu ziehen
- Programmierung und Bereitstellung als Produktionsschritt mit einer definierten Vorrichtung konzipiert, nicht als etwas, das ein Ingenieur mit einem Kabel macht
- Dokumentationssatz, den eine empfangende Fabrik aufbauen kann: Layout, Gerber, Stückliste mit Alternativen, Montagedateien und Prozessnotizen
Wenn die Lokalisierung letztendlich beabsichtigt ist, teilen Sie dies gleich zu Beginn mit. Das Nachrüsten von Testbarkeit und Second Sourcing in ein fertiges Design kostet mehr als das Entwerfen dafür und kommt bei der Bereitschaftsprüfung meist überraschend.
Der Standardfunktionssatz einer Ladegerät-Steuerkarte
Vor der Anpassung gibt es eine Grundlinie. Fast jede Ladegerät-Steuerkarte muss Folgendes tun, und eine Spezifikation, in der eines davon weggelassen wird, ist normalerweise eine Spezifikation, die noch nicht fertiggestellt wurde, und kein Produkt, das sie nicht benötigt.
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| Funktion | Was es abdeckt |
|---|---|
| Fahrzeugschnittstelle | Steuerpilotgenerierung und -erfassung, Näherungserkennung, Zustandsmaschine gemäß IEC 61851 und das High-Level-Protokoll, bei dem ISO 15118 gilt |
| Schütz- und Relaissteuerung | Sequenzierung, Erkennung von Schweißkontakten und die Verriegelungen, die erfüllt sein müssen, bevor etwas schließt |
| Schutzschnittstelle | Fehlerstrom, Überstrom, Über- und Unterspannung, Erddurchgang, Übertemperatur und die Auslösepfade, die unabhängig vom Anwendungscode funktionieren müssen |
| Aktuelle Kontrolle | Bekanntmachung einer verfügbaren Strömung, Änderung dieser mitten in der Sitzung und Durchsetzung von Site- oder Gruppenbeschränkungen |
| Messung | Interne Energiemessung und die Schnittstelle zu externen Zählern über Modbus, wenn eine Abrechnungsmessung erforderlich ist |
| Konnektivität | Ethernet, Wi-Fi, Mobilfunk oder eine Kombination, mit dem Failover-Verhalten dazwischen |
| Protokollstapel | OCPP 1.6J oder 2.0.1, Transaktionsverarbeitung, Konfiguration, Diagnose und Remote-Befehle |
| Authentifizierung | RFID, App- oder Backend-Autorisierung, plus lokale Whitelist für den Offline-Betrieb |
| Firmware-Update | Over-the-Air-Update mit Überprüfung, Rollback und einem Wiederherstellungspfad für ein fehlgeschlagenes Update |
| Sicherheit | Sicherer Start, signierte Firmware, Schlüsselspeicherung und Zertifikatsverwaltung dort, wo das Sicherheitsprofil dies erfordert |
| Menschliche Schnittstelle | Statusanzeige, Anzeige wo verbaut ist und was auch immer der Markt an das Gerät erwartet |
| Lokale Protokollierung | Ereignisse, Fehler und Sitzungsaufzeichnungen werden lokal gespeichert, damit sich eine Einheit im Nachhinein erklären kann |
| Echtzeituhr | Wird auch bei Stromausfall aufrechterhalten, da sowohl die Zertifikatsvalidierung als auch die Sitzungsaufzeichnungen davon abhängen |
| Diagnose | Fehlercodes, die Ursachen unterscheiden, und Fernzugriff auf Protokolle ohne Besuch vor Ort |
Bei einer DC-Karte ändern drei davon ihren Charakter. Die Stromregelung wird zu einer Sollwertregelung mit geschlossenem Regelkreis für Leistungsmodule und nicht zu einem angekündigten Grenzwert. Der Schutz umfasst eine Isolationsüberwachung und Isolationsprüfung, bevor die Schütze schließen. Und die Fahrzeugschnittstelle führt eine vollständige Protokollkonversation auf hoher Ebene und keinen Arbeitszyklus.
Wie wir die Designarbeit unterstützen
Steuerkarten werden nach den Anforderungen des Kunden entwickelt und nicht nach einem Katalog verkauft. Der Funktionsumfang, die Protokollziele und der Markt entscheiden über den Vorstand, und das Engagement kann an jedem dieser Punkte und nicht nur am Anfang beginnen.
- 1
Anforderungen und Architektur
Aus einer Funktionsliste und einem Zielmarkt wird eine Domänenaufteilung, eine Prozessorauswahl und ein Schnittstellenplan. Hier werden die OCPP-Version und der ISO 15118-Bereich festgelegt, da sowohl Speicher- als auch Verschlüsselungsanforderungen gelten.
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Schaltplan und Layout
Vollständiges Elektronikdesign mit integrierter Isolationsstrategie und Testzugang, anstatt nachträglich hinzugefügt zu werden.
- 3
Firmware
Protokollstapel, Steuerlogik und die Hardware-Abstraktion zwischen ihnen sind so strukturiert, dass eine spätere Protokollmigration kein Umschreiben bedeutet.
- 4
Erziehung und Validierung
Erste Artikel wurden gegen echte Fahrzeuge und ein echtes Backend geübt, nicht nur gegen einen Simulator.
- 5
Testsysteme
End-of-Line-Vorrichtungen und Programmiervorrichtungen, damit die Platine in großen Mengen gebaut und überprüft werden kann, anstatt sie von einem Ingenieur überprüfen zu lassen.
- 6
Übertragen
Layout, Gerber, Stückliste mit Alternativen, Montagedateien und Produktionsdokumente, wenn die Absicht besteht, sie an anderer Stelle zu erstellen.
Die Anpassung erfolgt anhand einer vereinbarten Funktionsliste und wird stündlich abgerechnet, da die Spanne zwischen dem Hinzufügen einer Schnittstelle und der Neugestaltung einer Domain so groß ist, dass ein Festpreis in die eine oder andere Richtung falsch wäre.
Was beim Kunden sitzt
Die Typgenehmigung des fertigen Ladegeräts liegt beim Hersteller und nicht beim Entwickler der Steuerkarte. Die Karte soll dies unterstützen, mit der Architektur, Dokumentation und Beweisen, die ein Testhaus verlangen würde, aber die Produktzertifizierung gehört demjenigen, der es auf den Markt bringt.
Wir sagen dies früh, weil gelegentlich davon ausgegangen wird, dass es mit der Entwurfsarbeit einhergeht, und es kostspielig ist, bei der Einreichung etwas anderes herauszufinden.
Auf Ihren eigenen Standort angewendet?
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Technisch geprüft von Deepu Joy, Director of Products and Delivery. Zuletzt geprüft 2026-09-10.
Häufig gestellte Fragen
Entwerfen Sie Steuerkarten nach unseren eigenen Anforderungen?
Ja. Karten werden auf den von Ihnen benötigten Funktionsumfang und Ihre Protokollziele ausgelegt, typischerweise OCPP und ISO 15118, und nicht als festes Produkt verkauft. Der Auftrag kann bei Anforderungen beginnen oder ein bestehendes Design aufgreifen.
Was muss eine Kontrollkarte als Baseline leisten?
Fahrzeugschnittstelle, Schützsequenzierung, Schutzschnittstelle, Stromsteuerung, Messung, Konnektivität, Protokollstapel, Authentifizierung, Firmware-Update, Sicherheit, Benutzerschnittstelle, lokale Protokollierung, eine gewartete Uhr und Diagnose. In der Tabelle oben ist aufgeführt, was die einzelnen Leistungen abdecken.
Entwerfen Sie auch die Leistungsstufe?
Die Steuerkarte ist die Überwachungs- und Kommunikationsseite. Die Auswahl und Integration von Leistungsmodulen ist Teil der Arbeit; Das Entwerfen der Konvertertopologie selbst ist eine andere Aufgabe und sollte als Ganzes betrachtet werden.
Kann es um die von uns bereits ausgewählten Leistungsmodule herum aufgebaut werden?
Ja, und das ist der übliche Fall. Die Schnittstelle zu diesen Modulen ist eine der ersten Designentscheidungen, und wir werden darauf hinweisen, wo ein ausgewähltes Modul das Produkt eng an einen Anbieter bindet.
Warum die Sicherheit auf einen eigenen Bereich aufteilen?
Daher kann dieser netzwerkseitige Code die Reihenfolge der Schütze oder die Stromgrenzen nicht durch Design und nicht durch Konvention beeinflussen. Außerdem wird dadurch das Sicherheitsargument gegenüber einem Testhaus wesentlich einfacher.
Kümmern Sie sich um die Zertifizierung?
Wir unterstützen Sie dabei, bereiten die Beweise vor und können mit Ihrem Testhaus zusammenarbeiten. Die Typgenehmigung des fertigen Produkts obliegt demjenigen, der es auf den Markt bringt.
Gilt das nur für DC?
Diese Seite ist. AC-Steuerelektronik stellt ein kleineres Problem mit einer anderen Form dar und wird unter Hardware-Entwicklung behandelt.
Bauen Sie ein DC-Ladegerät und möchten Sie den Controller besitzen?
Teilen Sie uns mit, welche Leistungsmodule Sie in Betracht ziehen, den Zielmarkt und ob eine lokale Fertigung letztendlich angestrebt wird. Diese drei bestimmen den größten Teil des Designs.
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