安全是交流充電樁設(shè)計(jì)的首要原則,需滿足IP54防護(hù)等級(jí)(防塵防水)及IEC61851-1標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵防護(hù)措施包括:漏電保護(hù):通過RCD(剩余電流裝置)檢測(cè)漏電流,動(dòng)作閾值≤30mA,確保人體安全。過壓/欠壓保護(hù):當(dāng)電網(wǎng)電壓超出±10%范圍時(shí),自動(dòng)切斷電源,避免設(shè)備損壞。過溫保護(hù):內(nèi)置溫度傳感器,監(jiān)測(cè)電纜與樁體溫度,超過85℃時(shí)停機(jī)。防雷擊保護(hù):安裝浪涌保護(hù)器(SPD),抵御雷擊或電網(wǎng)浪涌。故障處理流程包括:自檢階段(檢測(cè)接地、絕緣)、通信階段(與車輛交換數(shù)據(jù))、充電階段(實(shí)時(shí)監(jiān)控電流/電壓)。若發(fā)生故障,樁體通過LED指示燈或APP推送報(bào)警信息,指導(dǎo)用戶排查。例如,通信中斷時(shí),需檢查CAN總線連接或重啟控制器。新的歐標(biāo)交流樁要求增加交流樁PLC使得安全更有保障,國(guó)標(biāo)應(yīng)該也會(huì)朝這個(gè)方向走如果交流樁要增加通信功能只能選擇ISO15118標(biāo)準(zhǔn),即增加交流樁PLC協(xié)議板。電動(dòng)汽車充電交流樁PLC控制板

即插即充(PnC,plug and charge)技術(shù)詳解。即插即充(基于ISO 15118標(biāo)準(zhǔn))的出發(fā)點(diǎn)就是便捷的充電體驗(yàn)。其技術(shù)點(diǎn)是公鑰基礎(chǔ)設(shè)施(PKI)和數(shù)字證書。在車輛和充電樁制造商出廠前,會(huì)為其預(yù)置根證書和各自的數(shù)字證書。當(dāng)車輛插入充電槍后,兩者會(huì)建立安全的通信鏈路,交換并驗(yàn)證對(duì)方的數(shù)字證書。車輛將其包含VIN和支付合約信息的“代幣”發(fā)送給充電樁,樁再將此信息上傳至后臺(tái)認(rèn)證平臺(tái)。平臺(tái)驗(yàn)證通過后,授權(quán)充電樁開始充電,并在結(jié)束后自動(dòng)從車主綁定的賬戶扣款。整個(gè)過程完全自動(dòng)化,無需手機(jī)或RFID卡。這不僅提升了便利性,也通過加密技術(shù)增強(qiáng)了支付安全性。盡管該技術(shù)的普及還面臨證書管理、跨運(yùn)營(yíng)商互認(rèn)等挑戰(zhàn),但無疑是未來的發(fā)展方向。常規(guī)交流樁需要增加交流樁PLC模塊才能支持PnC。歐美標(biāo)新能源充電樁交流樁PLC協(xié)議板AC iso15118運(yùn)行在PLC鏈接層基礎(chǔ)上。

交流樁PLC是什么?PLC(power line communication)電力載波通信技術(shù),是歐美標(biāo)充電樁和車通訊的物理層實(shí)現(xiàn)方式,對(duì)應(yīng)國(guó)標(biāo)直流樁通過CAN和車通訊,PLC和CAN都是通訊總線。PLC特點(diǎn)是將數(shù)據(jù)調(diào)制成高頻信號(hào)后加載到已有的電力線上傳輸,不需要數(shù)據(jù)線。上世紀(jì)九十年代開始發(fā)展電力線窄帶載波技術(shù),但干擾大不穩(wěn)定,本世紀(jì)初家庭插電聯(lián)盟成立,新的寬帶載波技術(shù)迅速發(fā)展,成熟穩(wěn)定,已廣泛應(yīng)用在智能電網(wǎng)領(lǐng)域。寬帶PLC是調(diào)制頻率在2MHz~30MHz,窄帶PLC的調(diào)制頻率在1MHz以下。家庭插電聯(lián)盟制定了一系列電力載波通信規(guī)范,充電樁PLC采用了寬帶電力載波IEEE1901。歐美標(biāo)充電樁通信物理層是PLC,應(yīng)用層是ISO15118。直流樁控制板都內(nèi)置了PLC,市面上大部分交流樁沒有PLC,如果要增加支持通訊協(xié)議就需要增加交流樁PLC協(xié)議板。
交流充電樁的組成部分剖析一個(gè)完整的交流充電樁并非只是一個(gè)外殼和插頭,它是由多個(gè)精密部件協(xié)同工作的系統(tǒng)。其中心是主控制器(MCU),如同大腦,負(fù)責(zé)處理通信、控制、計(jì)量和顯示等功能。其次是電氣模塊,包括接觸器(負(fù)責(zé)通斷大電流)、漏電保護(hù)器(RCD)、過流保護(hù)裝置(斷路器或熔斷器),確保用電安全。人機(jī)交互模塊通常包括顯示屏(或狀態(tài)指示燈)、讀卡器(用于RFID卡或NFC支付)、急停按鈕等,方便用戶操作和查看信息。通信模塊則至關(guān)重要,包括4G/5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)模塊、Wi-Fi或以太網(wǎng)模塊,用于將充電樁的數(shù)據(jù)(如充電量、狀態(tài)、故障信息)上傳至運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái),并接收平臺(tái)的遠(yuǎn)程控制指令。此外,還有電能計(jì)量模塊,用于精確計(jì)算充電消耗的電量,作為計(jì)費(fèi)依據(jù)。然后是外殼和電纜組件,外殼需要具備防水、防塵、防盜、耐候等特性(通常達(dá)到IP54及以上等級(jí)),而電纜則要求柔軟、耐用,并能承受長(zhǎng)時(shí)間大電流工作。國(guó)標(biāo)樁增加交流樁PLC后成為符合新歐標(biāo)要求的交流樁。交流樁增加PLC協(xié)議后充電槍線以及電網(wǎng)接口等不需要改變。

交流充電樁的基本原理與工作方式 交流充電樁,顧名思義,是一種為電動(dòng)汽車提供交流電能的充電設(shè)備。其原理在于將電網(wǎng)中的標(biāo)準(zhǔn)交流電(如中國(guó)的220V單相或380V三相電)直接輸送給電動(dòng)汽車,而終將交流電轉(zhuǎn)換為直流電并為電池充電的關(guān)鍵部件——車載充電機(jī)(OBC)——?jiǎng)t安裝在汽車內(nèi)部。因此,交流充電樁本身更像一個(gè)智能化的、安全的“高級(jí)插座”。它的工作流程始于用戶身份認(rèn)證與連接確認(rèn),隨后樁體內(nèi)部的控制器會(huì)與車輛的車載充電機(jī)進(jìn)行通信,協(xié)商充電參數(shù),如最大允許電流、電壓等。然后,交流充電樁內(nèi)部的接觸器吸合,開始供電,并由其內(nèi)部的漏電保護(hù)、過流保護(hù)等裝置全程監(jiān)控,確保安全。整個(gè)充電過程的功率和速度,并非由充電樁單方面決定,而是受限于兩個(gè)“瓶頸”:一是電網(wǎng)提供的交流電功率,二是車輛自身車載充電機(jī)的能力。如果車輛OBC的功率只有7kW,那么即使連接到一個(gè)22kW的交流充電樁上,實(shí)際充電功率也只會(huì)是7kW。國(guó)標(biāo)樁增加交流樁PLC后成為符合新歐標(biāo)要求的交流樁。增加交流樁PLC協(xié)議板后還可以兼容傳統(tǒng)的無協(xié)議充電模式也就是兼容舊的交流樁。公共交流樁PLC協(xié)議板
交流樁PLC使得樁與管理平臺(tái)的信息交互接口標(biāo)準(zhǔn)化。電動(dòng)汽車充電交流樁PLC控制板
車網(wǎng)互動(dòng)(V2G)的遠(yuǎn)景與交流樁的潛力車網(wǎng)互動(dòng)(Vehicle-to-Grid,V2G)是比智能充電更進(jìn)一步的創(chuàng)新概念。它設(shè)想電動(dòng)車不僅從電網(wǎng)取電,還能在必要時(shí)向電網(wǎng)送電,成為一個(gè)移動(dòng)的分布式儲(chǔ)能單元。雖然目前V2G的實(shí)現(xiàn)主要依賴于雙向直流充電樁,但交流樁也具備實(shí)現(xiàn)雙向功能的潛力,即通過雙向車載充電機(jī)(Bi-directionalOBC)和支持雙向通信與控制的交流樁(通常稱為V2G樁)來實(shí)現(xiàn)。在這種模式下,白天當(dāng)大量電動(dòng)車停放在辦公區(qū)時(shí),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(chǔ)存的電能反向輸送給電網(wǎng),提供短時(shí)的調(diào)峰服務(wù);待到夜間用電低谷時(shí),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(duì)電池的循環(huán)壽命有一定影響,但技術(shù)正在不斷進(jìn)步以弱化其負(fù)面影響。V2G如果大規(guī)模應(yīng)用,將極大地增強(qiáng)電網(wǎng)的靈活性和對(duì)可再生能源(如波動(dòng)性的風(fēng)電、光伏)的消納能力。ISO15118標(biāo)準(zhǔn)有專門的V2G協(xié)議,歐標(biāo)新規(guī)要求增加交流樁PLC以支持該標(biāo)準(zhǔn)。電動(dòng)汽車充電交流樁PLC控制板
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