对话 TI 专家：EV 充电领域开源软件扮演怎样的角色？

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电子发烧友网报道（文 / 吴子鹏）根据前瞻产业研究院的统计数据，2023 年全球新能源汽车行业市场规模达 5052.67 亿美元，过往五年复合增速高达 35.41%。初步估算，2024 年全球新能源汽车行业市场规模将达到 5821 亿美元，持续保持稳步增长态势。为进一步推动新能源汽车渗透率提升，EV 充电领域已成为众多企业激烈角逐的重要战场。
       
        然而，随着入局者数量不断增加，加之行业缺乏统一标准，EV 充电器连接器、插头类型和充电协议不一致的情况普遍存在。从某种程度上讲，这一问题加剧了消费者的里程焦虑，甚至影响到他们的购买决策，因为消费者难以确定车辆与充电器的兼容性。为解决这一难题，开源软件成为一条可行路径。开源软件在推动 EV 充电标准统一过程中扮演着至关重要的角色，它有助于开发者实施被广泛认可的充电协议和软件栈，为所有 EV 品牌和型号的车主提供一致且可靠的充电体验。
        当然，开源生态的繁荣离不开整个行业的共同努力。为此，我们采访了全球化半导体设计与制造企业 TI（德州仪器）的技术专家 Brandon Kanter，他目前担任 TI EV 充电业务部系统经理。通过他的回答，我们深入了解了 TI 在 EV 充电领域的布局，以及该公司如何推动开源软件在 EV 充电领域的发展。
       

       
        TI EV 充电业务部系统经理 Brandon Kanter
        EV 充电带来广泛的元器件需求
        充电设施是新能源汽车发展的重要环节。国家能源局公布的数据显示，截至 2024 年 11 月底，我国累计建成充电桩 1235.2 万台，同比增长 50%；全国高速公路服务区累计建成充电桩 3.31 万台，覆盖了除港澳台外的全部省份。
        EV 充电主要包含两个部分：车端和充电桩端。在车端，EV 充电主要涉及电池管理系统（BMS）、充电控制单元和充电接口三部分。其中，充电接口是车辆与充电桩连接的物理通道，不同的充电接口标准决定了车辆能够适配的充电桩类型。若车端接口与充电桩接口不匹配，便无法实现充电连接。
        在充电桩端，EV 充电主要包含充电模块、通信模块和人机交互界面三部分。其中，充电模块是充电桩的核心部件，其主要功能是将电网的交流电转换为适合车辆电池充电的直流电，或者对交流电进行调整和控制以满足车辆充电需求，其功率大小决定了充电速度；通信模块负责与车端进行通信，接收车端发送的充电请求和参数信息，同时向车端发送充电桩的状态信息，如充电功率、充电费用等。
        无论是车端还是充电桩端，要构建性能领先的 EV 充电方案，都离不开同样性能领先的电子元器件。Brandon Kanter 表示，针对 EV 充电领域，TI 为市场和客户提供多种产品选择，包括高压功率驱动器和偏置电源、C2000TM 实时微控制器、基于 ARM内核的处理器、Arm Cortex-M0 + 微控制器（MCU）、隔离和非隔离高精度模数转换器（ADC）、电流检测、有线和无线连接解决方案等。
        除丰富的产品外，TI 还结合其处理器和微控制器产品，提供了专门的 EV 充电开发板（参考设计），帮助用户快速评估 TI 的产品，并将其集成到 EV 充电器设计中。TI 的嵌入式产品集成了处理、安全和显示功能，并针对 EV 充电器进行了优化。因此，TI 在 EV 充电的多个方面进行了投资，包括处理、高压电源转换、连接、计量（电表）和保护等，并有专业团队将这些技术整合在一起，确保 EV 充电应用易于评估、符合标准且具有竞争力。
       
        协议不统一成为行业发展掣肘
        EV 充电市场的快速发展也衍生出一些行业问题，其中一个显著问题便是上述提到的协议不统一问题。由于协议不统一，用户驾驶新能源汽车时的体验会大打折扣。同时，协议不统一也会限制充电设施的建设与运营，运营商需要考虑设备与不同车辆的兼容性，这可能导致部分地区因投运成本过高而减少充电桩布局，影响充电网络的覆盖范围和密度。
        而要实现统一的协议，或者是易于转换的协议，开源软件起到关键作用。开源软件允许全球开发者对代码进行自由访问、修改和共享。在 EV 充电协议领域，这意味着开发人员可以基于现有的开源充电协议软件，快速进行功能改进和优化，加速充电技术的迭代更新，提升充电效率、安全性和兼容性等关键性能。
        Brandon Kanter 认为，开源软件的开放性和协作性有望解决互操作性问题，并为 EV 充电制造商带来以下好处：
        ·通过测试与各种 EV 的兼容性，设计工程师可以评估开源软件中软件栈的表现，表现佳的软件栈有望成为行业标准，进而解决互操作性问题。
        ·由于开源软件的易获取性，充电器制造商可以加快产品上市速度并降低开发成本，从而满足扩展 EV 充电基础设施的需求。
        ·开源软件可帮助提升系统可靠性，开源软件的代码供多人审查，使得软件中的问题能更快地被找到和解决。
        对于注重产品安全性和技术可靠性的 EV 用户来说，开源软件的透明度和开放性，使其驱动的充电协议更容易获得他们的信任，从而促进 EV 的市场推广和普及。
        为了给 EV 用户带来更好的充电体验，TI 也在为 EV 充电协议发展贡献自己的力量。TI 基于 ARM 内核的处理器运行标准 Linux 版本，这使得制造商可以轻松地将 TI 的硬件集成到他们的充电系统中。TI 的处理器还支持根据充电器的需求，添加涉及各种协议的有线和无线连接设备。此外，TI 与多家合作伙伴 —— 如 PIONIX 这样的 EV 充电开源软件解决方案提供商携手，确保软硬件无缝协作，简化并加速 EV 充电器和车载充电器（OBC）的开发流程。
        如果工程师朋友想要了解 TI 在 EV 充电领域的更多举措，可以到 TI 官网搜索“电动汽车充电基础设施”进入领域专属页面进行查看。