Pour satisfaire les propriétaires et exploitants de véhicules électriques, les fabricants de bornes de recharge pour véhicules électriques doivent tenir compte d’une multitude d’exigences liées à la sûreté, à la sécurité, à la mesure précise de l’énergie et à la fiabilité des transactions financières. Ainsi, les propriétaires et les exploitants de véhicules électriques souhaitent pouvoir consulter facilement et à tout moment des informations comme la disponibilité des bornes de recharge et de l’électricité. Les gestionnaires de réseau électrique, pour assurer une gestion efficace de la charge électrique, exigent de disposer de données de consommation d’énergie précises et en temps réel au point de prélèvement. Quant au fournisseur d’énergie, il a besoin d’un identifiant client, d’enregistrements précis de la consommation d’énergie et d’informations actualisées concernant les tarifs et la facturation pour établir et transmettre les ordres de paiement. De son côté, l’opérateur des bornes de recharge a besoin d’un enregistrement et d’une analyse des données de performance pour gérer son infrastructure. Enfin, le fabricant de bornes de recharge doit pouvoir surveiller l’état des équipements, gérer les mises à jour du micrologiciel et traiter les erreurs. Beaucoup de ces exigences ont pour point commun la nécessité absolue de disposer d’un mode de communication fiable et sécurisé entre les appareils en périphérie (l’edge) et le cloud.

Mais pourquoi un fabricant voudrait-il connecter ses bornes de recharge pour véhicules électriques au cloud ? Si l’on ne considère que l’investissement initial, la solution la moins coûteuse et la plus simple à mettre en œuvre serait d’opter pour des bornes de recharge autonomes. Seulement, connecter les bornes de recharge au cloud offre la possibilité d’en augmenter les fonctionnalités et les bénéfices, et ce, de plusieurs façons. Combiner les puissances de l’edge et du cloud intelligents permet de mieux répartir la charge et d’éviter ainsi de surcharger le réseau électrique lors des pics de consommation. Les fournisseurs d’énergie et les gestionnaires de réseau peuvent ajuster les prix en fonction de la demande, afin d’inciter les exploitants de véhicules électriques à recharger à des moments où la demande est plus faible. En présence d’un mode de communication en temps réel et d’un système d’analyse des données, les parcs de véhicules électriques sont même en mesure de réinjecter de l’électricité dans le réseau. Les véhicules font alors office de batteries géantes capables d’apporter leur soutien au réseau en périodes de forte demande.

Des réponses à la fois dans l’edge et dans le cloud

Grâce aux bornes de recharge connectées au cloud, les utilisateurs de véhicules électriques ont accès à des informations utiles, comme où trouver la borne de recharge rapide la plus proche. La connexion au cloud permet également de procéder à des mises à jour à distance (OTA) afin de déployer rapidement des correctifs de sécurité et des mises à jour de micrologiciel de façon bien plus efficace que s’il fallait envoyer des camions faire le tour de toutes les stations de recharge pour véhicules électriques. Les projets nationaux de compteurs intelligents sont généralement mis à jour toutes les 30 minutes, toutes les heures ou même qu’une seule fois par jour. Cette latence ne convient évidemment pas pour contrôler un réseau intelligent en temps réel et c’est ce qui motive le recours à une connectivité en dehors de l’infrastructure de mesure intelligente.

Il suffit de regarder le modèle de propriété d’un peu plus près pour se rendre compte du grand nombre de parties prenantes : équipementier, exploitant du point de recharge, gestionnaire de réseau, fournisseur d’énergie, etc. Chacune de ces parties doit se voir attribuer la propriété, les informations d’identification et l’accès corrects pendant la phase d’installation, mais sans qu’il soit nécessaire de faire appel à un spécialiste de l’informatique pour s’assurer du respect des politiques de sécurités convenues.

Les scénarios décrits ci-dessus nécessitent une communication optimale entre l'edge intelligent et le cloud intelligent. Le marché pousse de nombreux industriels – parmi lesquels donc les fabricants de bornes de recharge pour véhicules électriques – à adopter un modèle hybride edge/cloud dont la puissance offre de nombreux avantages, notamment celui d’une latence réduite à zéro, qui fonctionne même sans connexion à l’edge, mais aussi la gestion de flotte, l’agrégation de données et le caractère illimité du stockage et du traitement de données dans le cloud. Bien que les fabricants soient des experts dans leurs domaines, ils peuvent néanmoins éprouver quelques difficultés à mettre en œuvre de façon effective la connectivité, la sécurité et le dimensionnement requis dans leurs conceptions. L’expérience montre que les efforts et les risques consentis par les développeurs concernent principalement l’intégration et l’interopérabilité.

Les avantages de l’écosystème Microsoft Azure

Conscient de ces défis, NXP s’est associé à Microsoft pour créer la plateforme de développement de bornes de recharge EasyEVSE. Cette plateforme de développement connectée au cloud permet aux clients de donner un coup de fouet à l’innovation et de simplifier le processus de conception en intégrant pour ce faire des produits NXP. Les clients peuvent charger rapidement sur le microcontrôleur crossover NXP i.MX RT1064 le logiciel d’application basé sur Azure RTOS, puis connecter en toute sécurité la simulation de borne de charge de véhicules électriques au service Azure IoT Central de Microsoft. La plateforme de développement repose sur des microcontrôleurs NXP Kinetis^™ spécialisés pour les applications de métrologie et comprenant des conceptions de référence matures, des schémas et un logiciel de métrologie. Afin d’assurer une communication sûre entre le véhicule, la borne de recharge et le cloud, la conception de référence montre comment utiliser avantageusement l’élément sécurisé NXP EdgeLock SE050 pour satisfaire aux normes de sécurité et de sûreté ISO 15118, X.509 et IEC 61508. Les clients peuvent utiliser la plateforme comme base pour développer un système d’équipement de recharge pour véhicules électriques (EVSE) complet et différencié.

Tous les chemins mènent au cloud

Si la plateforme de développement EasyEVSE basée sur Azure est une bonne solution pour connecter une borne de recharge pour véhicules électriques au cloud, elle est loin d’être l’unique moyen de le faire. On pourra par exemple opter pour des solutions industrielles plus économiques basées sur Linux et RTOS pour les applications actives en continu qui exécutent OCPP2.x ou même envisager une solution entrée de gamme « sur matériel nu » (bare metal). Toutes ces possibilités sont prises en charge par NXP.

À propos de l’autrice

Titulaire d’un diplôme en ingénierie électrique, Rachel Lockwood travaille dans le marketing des semiconducteurs depuis plus de 20 ans. Sa passion ? Voir l’avenir se dessiner en observant les tendances technologiques converger sous l’impulsion de l’edge computing.