將交流充電樁與可再生能源(主要是分布式光伏)結(jié)合,是走向真正零碳交通的重要路徑。在家庭場(chǎng)景,可以安裝“光伏+儲(chǔ)能+交流充電樁”系統(tǒng)。白天光伏發(fā)的電,優(yōu)先供家庭使用,多余的電可為車(chē)輛充電或存入儲(chǔ)能電池;夜間則使用儲(chǔ)能電池或谷電為車(chē)輛充電。在商業(yè)場(chǎng)景,停車(chē)場(chǎng)頂棚可以鋪設(shè)光伏板,形成“光儲(chǔ)充”一體化項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)能源的自發(fā)自用,降低運(yùn)營(yíng)電費(fèi)成本,并提升綠色形象。這種模式需要能源管理系統(tǒng)(EMS)進(jìn)行智能調(diào)度,以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)化。交流樁PLC為智能化充電以及安全健康的充電生態(tài)鋪設(shè)了道路。增加交流樁PLC協(xié)議板后還可以兼容傳統(tǒng)的無(wú)協(xié)議充電模式也就是兼容舊的交流樁。歐標(biāo)公用交流樁PLC通訊板

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(chē)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(chē),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(chē)載充電機(jī)(OBC)——?jiǎng)t安裝在汽車(chē)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(hù)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(chē)輛的車(chē)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(kāi)始供電,并由其內(nèi)部的漏電保護(hù)、過(guò)流保護(hù)等裝置全程監(jiān)控,確保安全。整個(gè)充電過(guò)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(chē)輛自身車(chē)載充電機(jī)的能力。如果車(chē)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。歐標(biāo)公用交流樁PLC通訊板國(guó)標(biāo)充電協(xié)議沒(méi)有關(guān)于交流樁的軟件通信部分,短期內(nèi)沒(méi)有增加交流樁PLC板這種需求。

交流充電對(duì)電池壽命的影響探討。相比于大功率直流快充,交流慢充對(duì)電池壽命更為友好。動(dòng)力電池的衰減主要與循環(huán)次數(shù)、工作溫度、充電倍率(C-rate)和充放電深度有關(guān)。交流充電功率低,充電倍率通常在0.2C以下(即用5小時(shí)以上充滿),產(chǎn)生的熱量較少,電池溫升溫和,對(duì)電池內(nèi)部的化學(xué)結(jié)構(gòu)和材料壓力小。而直流快充的高倍率(可能達(dá)到1C甚至更高)會(huì)導(dǎo)致鋰離子快速嵌入和脫出,產(chǎn)生更多熱量,加速正負(fù)極材料的老化和電解液的分解。因此,在日常使用中,將交流慢充作為主力,直流快充作為長(zhǎng)途補(bǔ)能的補(bǔ)充,是一種理想的、有利于延長(zhǎng)電池整體使用壽命的使用策略。而且交流樁的協(xié)議規(guī)范在不斷迭代更新,新規(guī)歐標(biāo)要求增加交流樁PLC模塊來(lái)支持新的充電協(xié)議。
交流充電樁的功能是提供可控的交流電源,由電網(wǎng)輸入380V或220V三相/單相交流電,經(jīng)保護(hù)裝置(如漏電斷路器、過(guò)載保護(hù))后,通過(guò)電纜連接至車(chē)輛。車(chē)載充電機(jī)(OBC)負(fù)責(zé)將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,并調(diào)節(jié)電壓與電流以匹配電池特性。例如,11kW三相交流樁輸出電流為16A,通過(guò)PWM信號(hào)與車(chē)輛通信,動(dòng)態(tài)調(diào)整充電參數(shù)。此過(guò)程需嚴(yán)格遵循ISO 15118或GB/T 27930協(xié)議,確保握手階段、充電階段及結(jié)束階段的信號(hào)同步。能量轉(zhuǎn)換效率約90%,損耗主要來(lái)自線纜電阻與變壓器發(fā)熱。為提升效率,部分樁采用碳化硅(SiC)器件,降低開(kāi)關(guān)損耗。常規(guī)樁增加交流樁PLC后成為符合新歐標(biāo)要求的交流樁。國(guó)標(biāo)交流樁如果要增加通信功能需要重新定義規(guī)范,也可選擇交流樁PLC模塊來(lái)支持ISO15118協(xié)議。

交流充電樁的成本包括設(shè)備購(gòu)置、安裝及維護(hù)費(fèi)用:設(shè)備成本:7kW樁約7000-1200元,11kW樁約800-1300元,22kW樁約900-1500元。安裝成本:含電纜、電表及人工費(fèi),約1000-3000元。運(yùn)營(yíng)成本:電費(fèi)按0.5-1元/kWh計(jì)算,維護(hù)費(fèi)約200元/年。經(jīng)濟(jì)效益需結(jié)合使用頻率。例如,家庭樁年充電量3000kWh,電費(fèi)約1500元,較公共樁節(jié)省50%。商業(yè)樁可通過(guò)分時(shí)電價(jià)(如峰時(shí)段1.2元/kWh,谷時(shí)段0.3元/kWh)提升收益。如果按歐盟新規(guī)要增加交流樁PLC,單設(shè)備成本要增加幾百塊錢(qián)。國(guó)標(biāo)暫時(shí)沒(méi)這個(gè)要求。增加交流樁PLC后會(huì)使交流樁成本增加很多,不利于交流樁的普及。歐洲大卡車(chē)充電交流樁PLC協(xié)議板
交流樁一直以來(lái)都沒(méi)有通信功能,需要增加一個(gè)交流樁PLC模塊來(lái)執(zhí)行ISO15118協(xié)議。歐標(biāo)公用交流樁PLC通訊板
歐美標(biāo)充電術(shù)語(yǔ),SECC(supply equipment communication controller)樁端PLC控制板,EVCC(electric vehicle communication controller)車(chē)端PLC控制板,EVSE(electric vehicle supply equipment)充電樁,EV(electric vehicle)新能源汽車(chē),PnC(plug and charge)即插即充,不需要手動(dòng)簽權(quán)不需要手動(dòng)付費(fèi),后臺(tái)識(shí)別車(chē)的安全證書(shū)后自動(dòng)扣費(fèi),V2G(vehicle to grid)車(chē)給電網(wǎng)供電,WPT(wireless power transfer)無(wú)線充電,不需要充電線,CCS(combined charging system)交直流混合頭,歐標(biāo)美標(biāo)都屬于CCS,CCS1是美標(biāo),CCS2是歐標(biāo)。Type1是美標(biāo)交流樁接口,Type2是歐標(biāo)交流樁接口,國(guó)標(biāo)交流樁接口和Type2相似但沒(méi)法對(duì)插。交流樁PLC是在常規(guī)交流樁上增加一個(gè)PLC模塊來(lái)執(zhí)行ISO15118協(xié)議,常規(guī)交流樁不需要執(zhí)行軟件協(xié)議。歐標(biāo)公用交流樁PLC通訊板
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