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전기차(EV) 충전소용 OEM DIGI 솔루션

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CASE STUDY 작성자 테솔 조회 35회 작성일 22-11-12 15:36

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전기차(EV) 충전소용 OEM DIGI 솔루션 



개인 운송의 새로운 시대를 위한 임베디드 솔루션 및 연결성 


전 세계적으로 배출 제로화를 위한 경쟁 속에서 자동차 산업은 전기 자동차(EV)로의 극적인 전환을 겪고 있습니다. 스마트 시티와 그들의 요구를 충족하는 자동차 제조업체는 사업 분야를 전기 자동차로 전환하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 예를 들어 General Motors 2035년까지 순수 전기화를 계획하고 있습니다. 또한 캐나다, 중국 및 유럽의 많은 국가에서는 이미 2030년에서 2040년 사이에 휘발유 차량을 단계적으로 폐지하도록 명령했습니다. 


수백만 대의 내연기관 차량이 전기차로 대체됨에 따라 도시와 농촌 지역의 전기차 충전소에서도 이에 상응하는 성장이 필요할 것입니다. 전력망을 사용할 필요가 없는 태양 전지판을 포함하여 사용 가능한 전원이 있는 모든 위치에서 EV 충전을 제공할 수 있어야 합니다. 이는 쇼핑객, 직원 및 건물 거주자를 위한 EV 충전 서비스나 편의 시설로 EV 충전을 제공하는 것과 같은 인프라들이 점점 더 실용화되고 필요하다는 것을 의미합니다. 이것은 또한 전기 자동차 시장을 지원하기 위해 제품과 인프라를 구축하는 개발자들에게도 놀라운 기회가 될 것을 의미하기도 합니다. 



성장하는 전기차 충전소 시장 

전기 자동차 공급 장비(EVSE - Electrical Vehicle Supply Equipment)의 전체 시장이 빠르게 확장되고 있습니다. 많은 제조업체(기존 기업 및 신생 기업 모두)가 오늘날 EV용 충전기를 설계하고 구축하고 있습니다.


전기 자동차 시장의 성장은 충전소에 대해 "모든 조건에게 맞는 하나의 크기는 없다는 것부터 시작합니다. 가정용 저가형 소형 AC 충전기부터 여행 중 차량 충전을 위한 대용량 DC "고속 충전기"에 이르기까지 다양한 요구 사항이 있기 때문입니다. 또한 대다수의 EV 충전소들은 인터넷 연결 및 IoT 아키텍처가 포함되어 충전기가 모바일 앱을 통해 시스템 소유자, 관리자 및 운전자와 통신하여 충전소의 위치를 찾고, 충전 진행 상황을 모니터링하고, 요금을 지불할 수 있도록 발전하고 있습니다. 


EV 충전소 기술을 전개하기 위한 세 가지 시장 : 

1. 주거용 건물: 집에 있을 때 EV를 충전합니다. 주택 소유자에게 이는 하룻밤 사이에 전기차를 완전히 충전할 수 있는 차고지의 충전기를 의미합니다. 아파트 및 다세대주택 등의 단지에서 소유주는 주차장과 차고에 네트워크로 연결된 충전 시스템이 필요합니다. 


2. 상업 및 산업 비즈니스: 많은 회사들과 단체들은 그들의 시설에서 서비스나 편의시설로 충전소를 제공하기를 원합니다. 여기에는 소매업뿐만 아니라 기업, 호텔 및 이벤트 장소가 포함되어 방문객과 직원에 대한 요금 청구를 지원합니다. 실제로 많은 도시에서는 이제 신축 건물에 EV 충전소를 포함하도록 요구하고 있습니다. 


3. 스마트 시티: 오늘날 도심은 친환경적인 미래를 위한 기반 시설을 적극적으로 구축하고 있습니다. 이러한 노력은 더 나은 환경 관리 및 깨끗한 공기를 지원합니다. 


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EV 충전을 위한 OEM 솔루션 

개발자는 에너지 사용량 및 충전 진행 상황 모니터링, 결제 처리, 디스플레이 제어, 충전소 상태 원격 모니터링, 관리할 충전 스테이션의 보안 또는 기능적인 소프트웨어 업데이트 등 다양한 기능을 지원하기 위해 EV 충전소 설계에 강력한 기술력 및 네트워크 연결을 구축해야 합니다. 또한 충전소에는 다양한 디지털 정보 공유 및 유료 광고용 스트리밍 비디오 기술도 포함될 수 있습니다. 


이런 환경에는 Digi ConnectCore® 8 SOM(시스템--모듈) 제품군과 같은 확장 가능한 개발 플랫폼을 활용하는 것이 중요합니다. Digi OEM EV 충전소에 다양한 기능을 구축할 수 있도록 하는 제품과 원격 모니터링 및 관리에서 고화질 그래픽 디스플레이 및 스트리밍 비디오에 이르기까지 필요한 모든 것을 다양한 방법으로 지원합니다. 또한 Digi 장치는 Digi TrustFence® 보안 프레임워크로 구축되어 장치와 데이터의 보안을 보장하고 클라우드 기반 Digi Remote Manager® 솔루션으로 원격 장치 관리를 가능하게 합니다. 


Digi ConnectCore SOM 제품군 및 지원 도구 

확장성이 뛰어난 Digi ConnectCore® SOM 플랫폼은 전기 자동차 충전소와 같은 안전하고 완전한 기능을 갖춘 산업용 제품의 신속한 설계 및 개발에 대하여 임베디드 개발자를 지원하도록 설계되었습니다. ConnectCore 제품군에는 SOM(시스템 온 모듈), 완전한 오픈 소스 및 확장 가능한 임베디드 소프트웨어 개발 도구, 사전 인증된 무선 연결, 클라우드 통합 및 산업용 어플리케이션을 위한 내장형 보안이 포함됩니다. 이 핀 호환 플랫폼은 다양한 시장 요구 사항에 맞도록 확장 가능한 기능을 기반으로 수많은 어플리케이션에 대하여 신속한 시제품 개발을 지원합니다. 


EV 충전소 개발을 지원하는 모든 기능이 포함되어 있는 Digi ConnectCore SOM : 

> 사전 인증된 듀얼 밴드 802.11a/b/g/n/ac Wi-Fi Bluetooth® 5 연결

> 신뢰성과 설계의 자유를 위한 초소형 Digi SMTplus® 폼 팩터(40mm x 45mm)

> 충전기를 사용하지 않을 때 에너지를 절약하는 2.5μA 초저전력 모드용 통합 Digi Microcontroller Assist™

> 통합 듀얼 10/100 이더넷 연결

> 셀룰러 모뎀 및 Digi XBee® 무선 통합

> 산업 등급: -40°C ~ 85°C(-40°F ~ 185°F) - 실외 EV 충전소에서도 사용가능한 범위

> ConnectCore® SOM으로 설계된 제품의 수명 확보를 위한 10년 이상의 제품 수명 주기와 안정성 


다음은 제품군 및 지원 개발 도구에 대한 개요입니다. 모든 ConnectCore SOM Digi Embedded Yocto에서 지원됩니다: 

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> Digi ConnectCore MP1: ConnectCore MP1은 원격 어플리케이션을 위해 Wi-Fi를 통한 통신을 통해 주거용 소형 스크린 충전기에 기능을 제공합니다. ST Microelectronics STM32MP157 마이크로프로세서를 기반으로 합니다.


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Digi ConnectCore 6UL SOM: ConnectCore 6UL NXP i.MX6 UltraLite 마이크로프로세서를 사용하여 ConnectCore MP1과 유사한 성능과 기능을 제공합니다.


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Digi ConnectCore 8M Nano: ConnectCore 8M Nano SOM NXP i.MX 8M Nano 칩을 기반으로 합니다. 더 크고 정교한 디스플레이와 빠른 응답으로 터치 스크린을 위한 그래픽 가속을 제공합니다. SOM은 상업용 충전 컨트롤러에 적합합니다.


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> Digi ConnectCore 8M Mini Digi ConnectCore 8X: SOM은 네트워크 충전기에서 간편한 어플리케이션 및 인터페이스 개발을 위해 Digi Embedded Android를 지원합니다. ConnectCore 8X는 에지 계산을 위한 집약적인 처리 능력을 제공하여 충전기의 실시간 에너지 부하에 대한 밸런싱에 적합합니다.



임베디드 SOM 개발자를 지원하는 소프트웨어 및 개발자 도구 

Digi는 개발 제품의 빠른 시장 출시를 위해 신속한 설계, 개발 및 배포를 위한 풍부한 리소스 세트로 OEM 및 개발자를 지원합니다. 


> 스마트 IOmux 도구: Digi Digi ConnectCore SOM으로 설계 프로세스를 단순화하는 데 도움이 되도록 Digi ConnectCore® 스마트 IOmux 도구를 만들었습니다. 이 도구는 필요한 포트를 연결하고 필요한 기능에 대해 핀을 구성하는 작업을 단순화하고 가속화합니다. 이 도구는 개발자가 디자인에서 추가 또는 제거할 기능이 있으며 인터페이스를 선택할 수 있도록 사용 가능한 포트를 실시간으로 보여줍니다. 최종 결과는 회로도로 전환할 준비가 된 설계도와 소프트웨어 개발 프로세스를 시작하는 Linux 장치 트리가 됩니다. 


> Digi Embedded Yocto(DEY) Linux 소프트웨어: Yocto 프로젝트 소프트웨어는 하드웨어 아키텍처에 관계없이 설계자와 개발자가 임베디드 제품을 위한 맞춤형 Linux 기반 시스템을 만들 수 있도록 도와줍니다. Digi Embedded Yocto(DEY) Digi ConnectCore 제품군을 위한 오픈 소스 Yocto 프로젝트 기반 참조 배포판입니다. DEY에는 표준 Yocto Project에 속하지 않는 즉시 사용 가능한 소프트웨어 확장뿐만 아니라 Digi 하드웨어에 대한 사용자 지정 기능이 포함되어 있어 OEM 제품이 더 빨리 시장에 출시되도록 지원합니다. 


> Digi Remote Manager®: EV 충전소는 보안을 위해 모니터링되어야 하며 제품 안에 내장된 장치들은 주기적으로 업데이트되어야 합니다. 이러한 이유로 EV 충전소 소유자는 장치의 상태를 원격으로 모니터링할 수 있어야 합니다. Digi Remote Manager(Digi RM)는 언제 어디서나 배포된 장치의 상태에 대한 중요한 정보를 확인할 수 있습니다. Digi RM은 수백 또는 수천 개의 원격 Digi 장치에 대한 간편한 설정, 대량 구성, 유지 관리 및 지원을 용이하게 하는 클라우드 기반 솔루션입니다. 

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Digi TrustFence®: Digi의 통합 보안 프레임워크는 다중 계층 보안을 내장하고 있어서 개발자가 보안 연결 장치를 신속하게 구축할 수 있도록 합니다.



Digi XBee 에코시스템 및 Digi LoRaWAN 솔루션 

RF 및 셀룰러 라디오의 Digi XBee® 에코시스템과 개발자 도구 모음은 OEM에게 무선 제품의 빠른 시장 출시를 위한 개발 환경을 제공합니다. 그리고 Digi XBee 모듈은 Digi ConnectCore SOM 제품군과 빠르고 원활하게 통합됩니다. Digi는 또한 LoRaWAN® Digi 솔루션으로 장거리 통신 포트폴리오를 확장했습니다. 


Digi의 무선 통신 모듈은 다양한 사용 사례를 지원하기 위해서 모든 Digi XBee 에코시스템 제품들의 핀 호환 및 소프트웨어 호환이 가능하게 하였습니다. EV 충전소를 구축하는 OEM은 전력 요구 사항, 통신 범위 및 프로토콜을 선택할 수 있습니다. 아래 내용은 무선 통신 범위에 따라 가장 많이 사용되는 무선 모듈입니다. 


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근거리 통신 모듈 

> Digi XBee RF 모듈: 현장 연결이 가능한 주차장에서 콘크리트와 강철로 만들어진 주차장 내부에 이르기까지 Zigbee 네트워크 또는 Digi에서 직접 특허받은 DigiMesh® 네트워크로 가능한 모든 환경에서 무선 통신을 제공합니다. 모듈이 충전기에 장착되면 자체 형성되는 무선 메쉬 네트워킹 제공을 제공하여 기둥과 벽 위, 아래, 주위 등 가능한 곳으로 무선 신호를 보내 EV 충전 컨트롤러에 연결합니다. 


확장 범위 모듈 

비도심지 또는 시골 환경에서 충전기를 연결하기 위해 더 먼 거리에서 무선 통신을 제공합니다. 

> Digi XBee-PRO 900HP: 고이득 안테나로 최대 28마일의 현장 범위 

> Digi XTend 900MHz: 최대 40마일의 가시 범위 

> Digi XBee-PRO SX 900/868: 최대 65마일의 현장 범위


장거리 통신 모듈 

> Digi XBee LR: 최대 10마일 범위의 게이트웨이에 대한 저전력 메쉬 네트워크 연결을 위한 LoRaWAN을 지원합니다. 


셀룰러 모뎀 

통신을 지원하기 위해 네트워킹 인프라를 구축할 필요 없이 쉽게 연결할 수 있도록 사용 가능한 셀룰러 네트워크에 충전기를 연결합니다. 

> Digi XBee 3 Cellular Cat 1 Digi XBee 3 Cellular LTE-M/NB-IoT: Digi Remote Manager에서 관리하는 사전 인증된 셀룰러 통신을 연결합니다. 



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무선 제품 개발자를 지원하는 소프트웨어 및 개발자 도구 

Digi Digi RF와 셀룰러 모듈을 통합하는 EV 충전기의 설계, 개발, 배포 및 관리를 위해 ‘Digi XBee Tools’라고 하는 다양한 개발자 도구 및 리소스를 제공합니다. 전체 기능 범위는 ‘Digi XBee Tools’ 페이지를 참조하십시오. 



고객 사례: AddÉnergie

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AddÉnergie EV 충전소를 설계, 개발 및 운영하는 케나다 퀘벡에 기반을 둔 회사입니다. 이 회사는 EV 운전자와 충전소 소유자에게 EV 충전에 대한 제어, 지불 및 에너지 관리 서비스를 제공합니다. 운전자는 판독기 앞에 액세스 카드를 인식시키기만 하면 AddÉnergie VERnetwork™ 충전 스테이션을 사용할 수 있습니다. 그러면 충전 스테이션의 잠금이 해제됩니다. 그런 다음 운전자는 차량에 플러그를 꽂을 수 있으며 충전이 완료되면 충전소에서 이메일로 운전자에게 알립니다.
 

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AddÉnergie "분주한 도시 환경에서 통신"하는 Digi 기술의 능력을 인용하여 여러 가지 Digi 구성 요소로 네트워크를 설계했습니다. AddÉnergie 장치에는 Digi XBee 무선 모듈과 Digi 게이트웨이 및 SOM(시스템 온 모듈)이 포함됩니다. 여기에서 자세한 사례를 볼 수 있습니다. 



결론 

EV 충전소는 진화하는 운송 인프라의 중요한 요소이며 OEM은 혁신을 통해 변화를 주도하고 있습니다. Digi는 신속한 통합, 배포 및 관리를 위해서 설계된 완벽한 솔루션을 통해 시장 출시 목표를 지원할 수 있습니다. 원하는 목적에 맞는 다양한 Digi 솔루션을 확인하여 보세요. 



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