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)。直流充電樁和交流充電樁都要求支持ISO15118,這要求交流樁內(nèi)增加一個交流樁PLC模塊。美標(biāo)汽車充電交流樁PLC

汽車充電樁包括交流樁和直流樁。見得多的像書包大小的那種是交流樁,每臺車可以備一個,有的買車送樁的,個人可以在家里安裝,通常功率不超過11kw,7kw和11kw就屬于高功率的了。7kw的樁如果給小米su7標(biāo)準(zhǔn)版充電,73度電要10小時。直流樁又叫快充,充電站那種比人高一個頭的鐵柜子就是直流樁。直流樁功率比較大,單路通常大于60kw,小米su7在普通充電站70分鐘就充滿。但直流樁需要跑充電協(xié)議,不同區(qū)域執(zhí)行的充電協(xié)議不同,物理結(jié)構(gòu)也不同沒法兼容。國內(nèi)的交流樁沒有嚴(yán)格的軟件協(xié)議規(guī)范,新的歐標(biāo)要求交流樁也要執(zhí)行類似于直流樁的ISO15118協(xié)議,這需要增加交流樁PLC模塊來實現(xiàn)。美標(biāo)交流充電協(xié)議控制板交流樁PLC控制板國標(biāo)車充電不要求交流樁PLC協(xié)議。

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(jī)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(bǔ)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。
新能源汽車無線充電在小規(guī)模試點,注意這個無線充電不是車給手機(jī)充電,而是給車充電。早在2022年沃爾沃就宣布,他們與多家合作伙伴共同研發(fā)的新型無線充電技術(shù),并且已經(jīng)在城市道路上進(jìn)行集成和測試,無線充電功率可超過40kW,充電速度堪比50kW直流快速充電樁,比接線的11kW交流充電樁快四倍左右。GenesisGV60,在 2022 年試點開始之前安裝了無線充電硬件。 Genesis 還致力于感應(yīng)充電,并將該功能作為新 GV60 EV 的一個選項提供。Genesis 聲稱可選的感應(yīng)充電器將比典型的家用壁式充電器更快地為 SUV 的 77.4kWh 電池充電。感應(yīng)硬件來自充電行家 WiTricity。 說到 WiTricity,它2019 年初收購了高通的 Halo 感應(yīng)充電技術(shù)。WiTricity聲稱它可以無線充電,功率效率在 90% 到 93% 之間,充電速率在 3.6kWh 到 11kWh 以上,充電距離在 10 到 25cm 之間。寶馬和國內(nèi)的智己也都在朝無線充電布局。無線充電軟件協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)在ISO15118里面已經(jīng)發(fā)布了,對于交流充電需要在目前基礎(chǔ)上增加交流樁PLC模塊來支持ISO15118,歐標(biāo)已經(jīng)要求支持該協(xié)議,這為無線充電等智能充電鋪平了道路。國標(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模塊來支持ISO15118協(xié)議。

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)一在一個結(jié)構(gòu)里面,相對于國標(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,單改軟件程序就行,軟件程序運行在交流樁PLC模塊上,有可能需要增加這個協(xié)議板。國標(biāo)交流樁還沒有增加協(xié)議軟件下要求。交流樁PLC的PnC功能涉及數(shù)據(jù)加密比EIM功能復(fù)雜。歐標(biāo)摩托車充電交流樁PLC通訊板
對比直流樁來說交流樁功率小成本低所以還有很大的存在空間,增加交流樁PLC后不一樣了。美標(biāo)汽車充電交流樁PLC
交流充電對電池壽命的影響探討。相比于大功率直流快充,交流慢充對電池壽命更為友好。動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小時以上充滿),產(chǎn)生的熱量較少,電池溫升溫和,對電池內(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,直流快充作為長途補(bǔ)能的補(bǔ)充,是一種理想的、有利于延長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模塊來支持新的充電協(xié)議。美標(biāo)汽車充電交流樁PLC
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