交流充電樁與車輛的通信依賴標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議,確保數(shù)據(jù)交互的準(zhǔn)確性。主流協(xié)議包括:GB/T27930(中國(guó)):定義充電控制導(dǎo)引電路,通過(guò)PWM信號(hào)傳遞充電狀態(tài)(如準(zhǔn)備、充電中、故障)。ISO15118(國(guó)際):支持即插即充(Plug&Charge)功能,通過(guò)V2G(車輛到電網(wǎng))技術(shù)實(shí)現(xiàn)雙向能量流動(dòng)。OCPP1.6/2.0:開放充電點(diǎn)協(xié)議,用于樁與云平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸,支持遠(yuǎn)程監(jiān)控與計(jì)費(fèi)。兼容性測(cè)試需覆蓋不同品牌車型,如特斯拉、比亞迪、蔚來(lái)等。例如,國(guó)標(biāo)樁需通過(guò)CQC認(rèn)證,確保與主流車型的接口匹配。部分樁體支持多協(xié)議切換,通過(guò)軟件升級(jí)適應(yīng)未來(lái)標(biāo)準(zhǔn)。其中ISO15118的支持需要在常規(guī)樁上增加交流樁PLC協(xié)議控制板。樁和車端連接好后交流樁PLC協(xié)議板開始和車建立通訊,通訊成功后才會(huì)吸合接觸器充電。歐洲大卡車充電交流樁PLC通信板

目前國(guó)內(nèi)出臺(tái)的新規(guī)范提到了V2G的支持,歐盟新實(shí)施的法規(guī)也要求了V2G。那新能源汽車的V2G是什么意思?V2G(vehicle to grid)車給電網(wǎng)供電,也就是放電,從充電口取直流電轉(zhuǎn)換成交流電回饋到電網(wǎng)或者給其它家用設(shè)備供電。目前國(guó)內(nèi)新能源車有些車內(nèi)能提供220V交流電輸出口,可以接小型的電氣設(shè)備比如電腦或夜晚露營(yíng)的投影儀等,這個(gè)交流電是從車內(nèi)電池取電逆變而來(lái),功率偏小,雖然和V2G產(chǎn)生的結(jié)果相同但不屬于V2G范疇。V2G是通過(guò)充電口與車內(nèi)BMS之間,以充電協(xié)議相互協(xié)商后,電池連通到充電口,再到進(jìn)入到外部設(shè)備逆變?yōu)榻涣麟娸敵?,全程有BMS監(jiān)控電池輸出,有安全保障,輸出功率可以和充電一樣大。充電標(biāo)準(zhǔn)ISO15118定義了V2G協(xié)議規(guī)范并且已經(jīng)發(fā)布,這個(gè)規(guī)范要求車和樁都支持V2G協(xié)議才能成功放電,在已有硬件基礎(chǔ)上升級(jí)軟件程序可以實(shí)現(xiàn)。目前的交流樁需要增加交流樁PLC模塊來(lái)支持V2G協(xié)議。美標(biāo)新能源車交流樁PLC通訊板交流樁PLC定義了與車之間的充電協(xié)議還規(guī)范了與管理平臺(tái)或者支付平臺(tái)的信息交互。

CCS(combined charging system)交直流組合插頭,有兩種:CCS1(CCS EE配置,美標(biāo))和CCS2(CCS FF配置,歐標(biāo))。插頭內(nèi)集成了直流線和交流線,既可以充交流也可以充直流,統(tǒng)一在一個(gè)結(jié)構(gòu)里面,相對(duì)于國(guó)標(biāo)交流口和直流口分體的結(jié)構(gòu),節(jié)省了很多空間。CC1包含Type1交流口,CC2包含Type2交流口。CCS1和CCS2物理結(jié)構(gòu)尺寸不同;CCS1插頭帶了按鍵,CCS2沒按鍵;軟件通訊協(xié)議基本上相同,差別在PP信號(hào)的處理方式。如果要在CCS1和CCS2之間轉(zhuǎn)接,只需要物理結(jié)構(gòu)適配就行不需要電路板。而CCS1或CCS2和國(guó)標(biāo)充電接頭區(qū)別就很大,除了結(jié)構(gòu)外觀明顯不同,協(xié)議軟件也完全不同,需要加電路板和軟件程序。交流樁增加充電協(xié)議的支持,CCS線纜硬件和結(jié)構(gòu)不需要改動(dòng),單改軟件程序就行,軟件程序運(yùn)行在交流樁PLC模塊上,有可能需要增加這個(gè)協(xié)議板。國(guó)標(biāo)交流樁還沒有增加協(xié)議軟件下要求。
車載充電機(jī)(OBC)的角色與瓶頸在交流充電的鏈條中,車載充電機(jī)(OBC)扮演著不可替代的角色。它是一個(gè)高度集成的電力電子設(shè)備,主要功能是將來(lái)自交流充電樁的交流電,轉(zhuǎn)換成動(dòng)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(hù)電池健康、延長(zhǎng)其壽命。OBC的功率等級(jí)直接決定了交流充電的速度。目前,主流家用電動(dòng)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(wú)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(shí)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(lái),隨著電池容量的增大,用戶對(duì)充電速度期望的提高,支持更高功率的OBC可能會(huì)成為趨勢(shì),但這需要平衡成本、重量和車輛空間布局。歐標(biāo)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(gè)對(duì)接交流樁PLC的協(xié)議板。增加交流樁PLC協(xié)議板后要多一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證。

全球主要認(rèn)證包括:中國(guó):CQC認(rèn)證(強(qiáng)制),符合GB/T18487.1-2015。歐洲:CE認(rèn)證,滿足EN61851-1標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó):UL認(rèn)證,符合SAEJ1772標(biāo)準(zhǔn)。出口樁需通過(guò)目標(biāo)國(guó)認(rèn)證,如歐盟需滿足EMC(電磁兼容)指令。未來(lái)交流充電樁將向以下方向發(fā)展:大功率化:22kW以上樁體普及,但對(duì)交流樁來(lái)說(shuō)22kw基本到了電網(wǎng)的極限。智能化:AI算法優(yōu)化充電策略,預(yù)測(cè)電池壽命。無(wú)線充電:通過(guò)電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸充電,提升便利性。V2X(車輛到一切):電動(dòng)車與電網(wǎng)、家庭、社區(qū)互聯(lián),構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)。歐標(biāo)交流樁通過(guò)增加iso15118協(xié)議的支持(常規(guī)樁增加一個(gè)交流PLC協(xié)議版)后為無(wú)線充電和自動(dòng)充電鋪平了道路。交流樁PLC的PnC功能涉及數(shù)據(jù)加密比EIM功能復(fù)雜。歐洲交流充電樁樁協(xié)議控制板交流樁PLC通訊板
歐標(biāo)交流充電樁要求增加PLC通訊以支持ISO15118。歐洲大卡車充電交流樁PLC通信板
歐盟《替代燃料基礎(chǔ)設(shè)施法規(guī)》(AFIR)要求:到2030年,成員國(guó)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(wèn)充電樁。解讀:這是交流充電樁成為主場(chǎng)的領(lǐng)域。在城市內(nèi)部,車輛的主要停放模式是長(zhǎng)時(shí)間停放(如在家過(guò)夜、在工作日上班、在商場(chǎng)購(gòu)物數(shù)小時(shí))。在這些“目的地”,成本高昂的直流快充樁并不經(jīng)濟(jì),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(diǎn),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(jiǎn)單支付方式,無(wú)需注冊(cè)會(huì)員。這為臨時(shí)用戶、跨境旅行者使用交流充電樁提供了極大的便利,實(shí)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(fù)荷,在用電高峰時(shí)段自動(dòng)降低功率或延遲充電。這使成千上萬(wàn)的交流樁從電網(wǎng)的“負(fù)擔(dān)”轉(zhuǎn)變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)的“資產(chǎn)”,避免了因電動(dòng)車普及而導(dǎo)致的電網(wǎng)升級(jí)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。歐洲大卡車充電交流樁PLC通信板
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