嘿客攻擊汽車充電樁,俄烏開戰(zhàn)后有嘿客入侵莫斯科的汽車充電樁,充電樁屏幕上顯示支持烏克蘭的信息。在Pwn2OwnAutomotive2025嘿客大賽中,多家名充電樁被成功入侵,帶來的結(jié)果是充電樁癱瘓。汽車充電樁如何增強自身安全呢?充電樁的充電功能是不需要借助互聯(lián)網(wǎng)就能完成,樁聯(lián)網(wǎng)有兩個用途,一是支付,二是手機APP遠程管理充電。家樁不需要支付,私人用樁可以不聯(lián)網(wǎng),不聯(lián)網(wǎng)就不會受到網(wǎng)絡攻擊。另外給充電樁增加加密措施,比如借鑒歐美標的充電協(xié)議ISO15118PnC,從應用層到物理層,它定義了很高級別的加密,增加網(wǎng)絡攻擊的難度。近期歐盟出臺法規(guī)要求交流樁要支持ISO15118協(xié)議,有利于數(shù)字安全。交流樁PLC是一片通訊板只負責和車交互充電信息。歐美標交流樁15118交流樁PLC控制板

ISO15118是國際標準委員會和國際電工委員會制定的標準,定義了車和樁之間的通信協(xié)議,屬于軟件層面的內(nèi)容。歐美標直流充電采了這個標準,目前市面上絕大部分交流充電不需要軟件協(xié)議,但歐盟新出臺法規(guī)要求接下來的交流樁都必須加交流樁PLC來支持ISO15118協(xié)議。ISO15118協(xié)議包含了直流充電和交流充電的內(nèi)容。該標準已經(jīng)發(fā)布了兩版,2014年發(fā)布的ISO15118-2,和2022年發(fā)布的ISO15118-20。ISO15118定義了兩種充電模式EIM(外置刷卡)和PnC(即插即充)。2022年更新的標準加入了V2G放電和無線充電以及自動化充電等新技術(shù),而且更強調(diào)通訊安全和充電生態(tài)的建立。我國的國標GB/T27930定義了直流充電軟件協(xié)議,它和ISO15118是對等協(xié)議,國標的更新標準朝更大充電電流發(fā)展,國標交流樁沒有軟件協(xié)議要求。美標電動汽車充電交流樁PLC通訊板增加交流樁PLC協(xié)議板后要多一項實驗室認證。

交流充電樁的功率等級直接影響充電速度,常見類型包括:3.3kW單相樁:適用于老舊小區(qū)或低功率電網(wǎng),充滿40kWh電池需12小時,適合夜間充電。7kW單相樁:家庭主流選擇,兼容220V電網(wǎng),充電效率提升至5-6小時,滿足日常通勤需求。11kW三相樁:商業(yè)場所常用,支持380V電網(wǎng),3-4小時可充滿,適合商場、酒店等場景。22kW三相樁:目前交流樁最大功率,2小時左右充滿,但需電網(wǎng)支持三相接入。充電速度受電池容量、環(huán)境溫度及車載充電機限制。例如,低溫環(huán)境下,電池內(nèi)阻增大,充電效率可能下降20%。因此,樁體需配備溫度補償功能,動態(tài)調(diào)整輸出功率。接下來更新規(guī)范的樁將通過增加交流樁PLC使得可以與車深入通訊。
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。常規(guī)交流樁基礎(chǔ)上增加一片交流樁PLC控制板就得到帶ISO15118協(xié)議的交流樁。

交流充電樁的維護與生命周期管理為確保長期穩(wěn)定運行,交流充電樁需要定期的維護和生命周期管理。日常維護包括:清潔外殼和屏幕,檢查電纜是否有磨損、破皮,測試急停按鈕功能,檢查插頭插針是否有燒蝕痕跡。定期維護則涉及:由專業(yè)人員使用設(shè)備檢測漏電保護功能、計量精度、接地電阻等電氣安全參數(shù);檢查內(nèi)部連接端子是否松動;更新設(shè)備固件以修復漏洞、提升性能。充電樁的設(shè)計壽命通常在8-10年,但其技術(shù)迭代速度較快。因此,生命周期管理需要考慮技術(shù)的向后兼容性,以及硬件模塊的可升級性。例如,是否可以通過更換通信模塊來支持未來的5G-Advanced或新一代通信技術(shù)?主控板是否具備足夠的算力儲備以支持未來更復雜的V2G算法?歐標就要求增加交流樁PLC以支持復雜的協(xié)議加密算法。歐標交流樁要支持ISO15118標準得增加一個交流樁PLC協(xié)議板。歐標慢充協(xié)議板交流樁PLC
歐盟AFIR法案要求充電樁都支持ISO15118以確保不同品牌的車和充電基礎(chǔ)設(shè)施之間可靠安全運行。歐美標交流樁15118交流樁PLC控制板
無線交流充電的探索。雖然目前主流是有線傳導式充電,但無線充電(感應式)技術(shù)也在發(fā)展中。其原理是通過埋設(shè)于地面的發(fā)射線圈和安裝在車底的接收線圈,利用電磁感應原理隔空傳輸電能。對于交流無線充電,車輛仍需通過OBC將接收到的交流電轉(zhuǎn)換為直流。無線充電的優(yōu)勢在于無接觸、無磨損、自動化程度高,適合在特定場景(如出租車排隊站、機器人停車場)使用。但其缺點也很明顯:成本高昂、傳輸效率低于有線充電、對停車精度要求高、以及可能存在電磁輻射擔憂。目前仍處于商業(yè)化早期,是未來技術(shù)儲備的方向之一。無線充電在ISO15118標準里面已經(jīng)實現(xiàn),歐標新規(guī)要求增加交流樁PLC模塊以執(zhí)行該標準。歐美標交流樁15118交流樁PLC控制板
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