交流充電樁的組成部分剖析一個完整的交流充電樁并非只是一個外殼和插頭,它是由多個精密部件協(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)上傳至運營管理平臺,并接收平臺的遠(yuǎn)程控制指令。此外,還有電能計量模塊,用于精確計算充電消耗的電量,作為計費依據(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),而電纜則要求柔軟、耐用,并能承受長時間大電流工作。國標(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PLC使得實際計費的充電電量需要得到車端確認(rèn)并且第三方?jīng)]法攔截篡改而安全可靠。美標(biāo)營運車充電交流樁PLC

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)點就是便捷的充電體驗。其技術(shù)點是公鑰基礎(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,兩者會建立安全的通信鏈路,交換并驗證對方的數(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認(rèn)證平臺。平臺驗證通過后,授權(quán)充電樁開始充電,并在結(jié)束后自動從車主綁定的賬戶扣款。整個過程完全自動化,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、跨運營商互認(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。歐洲交流充電協(xié)議控制板交流樁PLC公共交流樁增加PLC協(xié)議板后會增強(qiáng)支付安全。

全球主要認(rèn)證包括:中國: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:UL認(rèn)證,符合SAEJ1772標(biāo)準(zhǔn)。出口樁需通過目標(biāo)國認(rèn)證,如歐盟需滿足EMC(電磁兼容)指令。未來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,但對交流樁來說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)測電池壽命。無線充電:通過電磁感應(yīng)實現(xiàn)無接觸充電,提升便利性。V2X(車輛到一切):電動車與電網(wǎng)、家庭、社區(qū)互聯(lián),構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)。歐標(biāo)交流樁通過增加iso15118協(xié)議的支持(常規(guī)樁增加一個交流PLC協(xié)議版)后為無線充電和自動充電鋪平了道路。
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(qiáng)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(jī)APP遠(yuǎn)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(luò)攻擊。另外給充電樁增加加密措施,比如借鑒歐美標(biāo)的充電協(xié)議ISO15118PnC,從應(yīng)用層到物理層,它定義了很高級別的加密,增加網(wǎng)絡(luò)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目前有EIM和PnC兩種工作模式,PnC模式離具體實施還有很長的時間。

車網(wǎng)互動(V2G)的遠(yuǎn)景與交流樁的潛力車網(wǎng)互動(Vehicle-to-Grid,V2G)是比智能充電更進(jìn)一步的創(chuàng)新概念。它設(shè)想電動車不僅從電網(wǎng)取電,還能在必要時向電網(wǎng)送電,成為一個移動的分布式儲能單元。雖然目前V2G的實現(xiàn)主要依賴于雙向直流充電樁,但交流樁也具備實現(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)來實現(xiàn)。在這種模式下,白天當(dāng)大量電動車停放在辦公區(qū)時,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存的電能反向輸送給電網(wǎng),提供短時的調(diào)峰服務(wù);待到夜間用電低谷時,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)的靈活性和對可再生能源(如波動性的風(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)。交流樁PLC是一片通訊板只負(fù)責(zé)和車交互充電信息。歐洲交流樁SECC協(xié)議板交流樁PLC
交流樁PLC利用充電線內(nèi)的CP信號線和車通訊。美標(biāo)營運車充電交流樁PLC
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(hù)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(biāo)要求交流樁支持ISO15118協(xié)議,這要求車內(nèi)除了OBC還得加一個對接交流樁PLC的協(xié)議板。美標(biāo)營運車充電交流樁PLC
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