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。交流充電樁樁協(xié)議板交流樁PLC控制板

交流充電樁的通信協(xié)議與互聯(lián)互通為了實現(xiàn)智能充電、支付和運維,充電樁必須能夠與后臺管理系統(tǒng)、用戶App以及車輛進行通信。這依賴于一套標準的通信協(xié)議。在樁與后臺之間,歐美通用的是OCPP(開放充電點協(xié)議),它是一個全球性的開放標準,允許不同制造商的充電樁與不同供應(yīng)商的后臺管理系統(tǒng)進行對接,實現(xiàn)了設(shè)備和運營平臺的解耦,促進了市場公平競爭。在樁與車輛之間,除了基本的控制導(dǎo)引信號(定義于國家標準如GB/T18487.1)確?;境潆姲踩?,上層的數(shù)據(jù)交換(如車輛VIN碼、電池狀態(tài)、預(yù)計充電時間)則通過電力線通信(PLC)或CAN總線等方式進行。互聯(lián)互通是行業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵,它意味著用戶可以使用一個App、一張RFID卡在不同的運營商充電樁上完成認證和支付,享受無縫體驗,而無需下載一堆應(yīng)用程序、預(yù)存大量資金。目前,行業(yè)仍在向更徹底的互聯(lián)互通努力。交流樁只能通過交流樁PLC通訊,其線纜沒預(yù)留別的總線。歐標新能源汽車充電交流樁PLC國標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模塊來支持ISO15118協(xié)議。

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。在家庭場景,可以安裝“光伏+儲能+交流充電樁”系統(tǒng)。白天光伏發(fā)的電,優(yōu)先供家庭使用,多余的電可為車輛充電或存入儲能電池;夜間則使用儲能電池或谷電為車輛充電。在商業(yè)場景,停車場頂棚可以鋪設(shè)光伏板,形成“光儲充”一體化項目,實現(xiàn)能源的自發(fā)自用,降低運營電費成本,并提升綠色形象。這種模式需要能源管理系統(tǒng)(EMS)進行智能調(diào)度,以實現(xiàn)經(jīng)濟效益優(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。
現(xiàn)代交流充電樁集成智能模塊,提升用戶體驗:APP控制:通過藍牙/NFC/4G連接,實現(xiàn)遠程啟停、預(yù)約充電、電量統(tǒng)計。例如,用戶可設(shè)置“谷時段充電”,節(jié)省電費。OTA升級:支持固件遠程更新,修復(fù)漏洞或新增功能。數(shù)據(jù)監(jiān)控:實時上傳充電數(shù)據(jù)至云平臺,分析使用率、故障率,優(yōu)化運營策略。V2H(車輛到家庭):支持電動車作為應(yīng)急電源,為家庭供電。國際或者歐標交流樁要求支持新的ISO15118后對V2G(車到電網(wǎng))的支持會更完善,國標交流樁也可以通過增加交流樁PLC協(xié)議板來實現(xiàn)。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。

目前國內(nèi)出臺的新規(guī)范提到了V2G的支持,歐盟新實施的法規(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的投影儀等,這個交流電是從車內(nèi)電池取電逆變而來,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。充電標準ISO15118定義了V2G協(xié)議規(guī)范并且已經(jīng)發(fā)布,這個規(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)上升級軟件程序可以實現(xiàn)。目前的交流樁需要增加交流樁PLC模塊來支持V2G協(xié)議。交流樁PLC目前大部分停留在ISO15118-2的EIM(刷卡啟動)功能。歐洲小汽車充電樁交流樁PLC控制板
交流樁PLC有利于形成規(guī)范統(tǒng)一的充電樁生態(tài)。交流充電樁樁協(xié)議板交流樁PLC控制板
交流樁PLC是什么?PLC(power line communication)電力載波通信技術(shù),是歐美標充電樁和車通訊的物理層實現(xiàn)方式,對應(yīng)國標直流樁通過CAN和車通訊,PLC和CAN都是通訊總線。PLC特點是將數(shù)據(jù)調(diào)制成高頻信號后加載到已有的電力線上傳輸,不需要數(shù)據(jù)線。上世紀九十年代開始發(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。交流充電樁樁協(xié)議板交流樁PLC控制板
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