車載充電機(OBC)的角色與瓶頸在交流充電的鏈條中,車載充電機(OBC)扮演著不可替代的角色。它是一個高度集成的電力電子設(shè)備,主要功能是將來自交流充電樁的交流電,轉(zhuǎn)換成動力電池所需的直流電,并控制充電的電流和電壓,執(zhí)行恒流、恒壓等精確的充電策略,以保護電池健康、延長其壽命。OBC的功率等級直接決定了交流充電的速度。目前,主流家用電動車的OBC功率在6.6kW到11kW之間,部分車型支持22kW。這就是為什么即使安裝了更高功率的交流樁,充電速度也可能無法提升的根本原因。OBC的技術(shù)發(fā)展也面臨著挑戰(zhàn),如提升功率密度(在有限體積內(nèi)實現(xiàn)更高功率)、提升轉(zhuǎn)換效率(減少能量損耗)、集成車載DC-DC轉(zhuǎn)換器等功能,以及降低成本。未來,隨著電池容量的增大,用戶對充電速度期望的提高,支持更高功率的OBC可能會成為趨勢,但這需要平衡成本、重量和車輛空間布局。歐標要求交流樁支持ISO15118協(xié)議,這要求車內(nèi)除了OBC還得加一個對接交流樁PLC的協(xié)議板。交流樁增加PLC協(xié)議板后原先的充電功能和充電功率并沒有變化。歐美標新能源充電樁交流樁PLC

交流充電樁的安裝流程與挑戰(zhàn)安裝一個交流充電樁,尤其是家庭用戶,是一個涉及多方協(xié)調(diào)的過程。首先,用戶需要獲得物業(yè)的許可,出具同意安裝的證明,這有時會遇到障礙,物業(yè)可能出于安全、電容、消防或管理復(fù)雜度等原因拒絕。其次,需要向當?shù)仉娏旧暾垐笱b,電力公司會勘查現(xiàn)場,確定電表位置和供電方案。然后是選擇有資質(zhì)的安裝服務(wù)商進行施工,鋪設(shè)電纜、安裝保護開關(guān)和充電樁本體。整個過程可能面臨諸多挑戰(zhàn):老舊小區(qū)電容不足,需要進行增容改造,費用高昂且協(xié)調(diào)困難;停車位距離電表箱過遠,導(dǎo)致電纜鋪設(shè)成本劇增;消防安全標準不明確,物業(yè)顧慮重重。為了解決這些問題,需要出臺更明晰的支持政策、統(tǒng)一的技術(shù)與安全標準,并探索共享充電、社區(qū)充電等創(chuàng)新模式,以降低安裝門檻。國標交流樁不需要交流樁PLC。歐標慢充SECC交流樁PLC協(xié)議板ISO15118標準是運行在交流樁PLC總線上。

歐盟《替代燃料基礎(chǔ)設(shè)施法規(guī)》(AFIR)要求:到2030年,成員國必須在其所有城市和人口密集區(qū)提供足夠數(shù)量的公共可訪問充電樁。解讀:這是交流充電樁成為主場的領(lǐng)域。在城市內(nèi)部,車輛的主要停放模式是長時間停放(如在家過夜、在工作日上班、在商場購物數(shù)小時)。在這些“目的地”,成本高昂的直流快充樁并不經(jīng)濟,而交流慢充樁(主要是11kW-22kW)是理想、高效的解決方案。AFIR此條要求城市必須建設(shè)大量公共充電點,其中絕大部分必然將是交流樁。另外AFIR要求充電樁必須支持非接觸式銀行卡支付等簡單支付方式,無需注冊會員。這為臨時用戶、跨境旅行者使用交流充電樁提供了極大的便利,實現(xiàn)了“即插即用”。AFIR明確要求充電樁必須具備智能充電功能。這意味著交流樁可以根據(jù)電網(wǎng)負荷,在用電高峰時段自動降低功率或延遲充電。這使成千上萬的交流樁從電網(wǎng)的“負擔”轉(zhuǎn)變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)的“資產(chǎn)”,避免了因電動車普及而導(dǎo)致的電網(wǎng)升級成本激增。目前常規(guī)交流樁須增加交流樁PLC模塊才能滿足歐盟新法規(guī)要求。
歐美標充電協(xié)議ISO15118和DIN70121是什么關(guān)系?DIN70121是ISO15118的簡化版,交互的信息內(nèi)容和參數(shù)定義相同,有些可選參數(shù)要求沒那么嚴格,另外DIN70121只定義了直流充電不支持交流充電,ISO15118包含交直流充電,還定義PnC。目前市面上普及的是DIN70121,支持ISO15118的很少,支持ISO15118交流充電的更少。DIN70121將慢慢過度升級到ISO15118,升級動作只需要改軟件。實現(xiàn)交流充電不需要軟件協(xié)議也能充電,目前市面上國標和絕大部分的歐美標交流樁都沒有跑軟件協(xié)議。但新歐盟法規(guī)要求加入交流樁PLC來支持ISO15118協(xié)議,成本會增加不少,但數(shù)據(jù)安全有了保障,長遠來看有利于構(gòu)建完整智慧的充電生態(tài)。歐標交流充電樁要求增加PLC通訊以支持ISO15118。

數(shù)據(jù)價值與商業(yè)模式創(chuàng)新。充電數(shù)據(jù)是一座待挖掘的“金礦”。分析充電時間、地點、電量等數(shù)據(jù),可以描繪用戶的出行畫像和能源消費習(xí)慣。這些數(shù)據(jù)價值可以轉(zhuǎn)化為新的商業(yè)模式:例如,為車企提供用戶用車行為分析報告,助力產(chǎn)品改進和營銷;為電網(wǎng)公司提供區(qū)域負荷預(yù)測數(shù)據(jù)服務(wù);為保險公司開發(fā)基于駕駛和充電行為的UBI(基于使用量定價)車險;為零售商提供“充電+”服務(wù),向正在充電的用戶推送周邊的商圈優(yōu)惠信息,實現(xiàn)流量變現(xiàn)。在充分保護用戶隱私的前提下,數(shù)據(jù)的創(chuàng)新應(yīng)用將開辟除充電服務(wù)費之外的第二增長曲線。因此數(shù)據(jù)安全是個大課題,歐標新規(guī)要求增加交流樁PLC以執(zhí)行ISO15118充電協(xié)議,所有數(shù)據(jù)會有安全可靠的加密方案。交流樁PLC和車端通訊在確認可以開始充電后交流樁主板才吸合接觸器開始給車供電。歐美標交流充電樁樁協(xié)議控制板交流樁PLC控制板
如果交流樁要增加通信功能只能選擇ISO15118標準,即增加交流樁PLC協(xié)議板。歐美標新能源充電樁交流樁PLC
車網(wǎng)互動(V2G)的遠景與交流樁的潛力車網(wǎng)互動(Vehicle-to-Grid,V2G)是比智能充電更進一步的創(chuàng)新概念。它設(shè)想電動車不僅從電網(wǎng)取電,還能在必要時向電網(wǎng)送電,成為一個移動的分布式儲能單元。雖然目前V2G的實現(xiàn)主要依賴于雙向直流充電樁,但交流樁也具備實現(xiàn)雙向功能的潛力,即通過雙向車載充電機(Bi-directionalOBC)和支持雙向通信與控制的交流樁(通常稱為V2G樁)來實現(xiàn)。在這種模式下,白天當大量電動車停放在辦公區(qū)時,如果電網(wǎng)用電緊張,可以通過V2G技術(shù)將這些車輛的電池中儲存的電能反向輸送給電網(wǎng),提供短時的調(diào)峰服務(wù);待到夜間用電低谷時,再為車輛充滿電。車主可以通過向電網(wǎng)“售電”獲得收益。這雖然對電池的循環(huán)壽命有一定影響,但技術(shù)正在不斷進步以弱化其負面影響。V2G如果大規(guī)模應(yīng)用,將極大地增強電網(wǎng)的靈活性和對可再生能源(如波動性的風(fēng)電、光伏)的消納能力。ISO15118標準有專門的V2G協(xié)議,歐標新規(guī)要求增加交流樁PLC以支持該標準。歐美標新能源充電樁交流樁PLC
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