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(diǎn)就是便捷的充電體驗。其技術(shù)點(diǎn)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(yùn)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。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。歐標(biāo)交流樁SECC控制板交流樁PLC通訊板

用戶體驗(UX)設(shè)計在交流充電樁上的體現(xiàn)良好的用戶體驗是提升充電樁使用率和用戶忠誠度的關(guān)鍵。這體現(xiàn)在硬件和軟件兩方面。硬件上:充電電纜不能過重,女性用戶也能輕松操作;電纜長度要足夠,能靈活應(yīng)對不同停車位置;插拔手感順滑,鎖止機(jī)構(gòu)可靠;顯示屏或指示燈信息清晰明了,即使在強(qiáng)光下也易讀;支付方式多樣,支持掃碼、RFID卡、甚至無感支付。軟件上:手機(jī)App應(yīng)能快速準(zhǔn)確地顯示樁的位置、狀態(tài)(空閑/占用/故障)、價格和功率;導(dǎo)航精細(xì);啟動充電流程簡潔,掃碼或即插即充體驗流暢;充電過程中能實時查看進(jìn)度、金額;支付后能方便地開具電子發(fā)票。任何環(huán)節(jié)的卡頓、不明確或故障,都會嚴(yán)重?fù)p害用戶體驗。(交流樁PLC)歐美標(biāo)交流慢充交流樁PLC協(xié)議板歐盟《替代燃料基礎(chǔ)設(shè)施法規(guī)》對充電樁數(shù)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)具體化了,特別是交流樁影響大,要增加交流樁PLC。

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(yùn)維,充電樁必須能夠與后臺管理系統(tǒng)、用戶App以及車輛進(jìn)行通信。這依賴于一套標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)協(xié)議),它是一個全球性的開放標(biāo)準(zhǔn),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(jìn)行對接,實現(xiàn)了設(shè)備和運(yùn)營平臺的解耦,促進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(yùn)營商充電樁上完成認(rèn)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。
支付系統(tǒng)的集成與安全。便捷、安全的支付系統(tǒng)是商業(yè)運(yùn)營的基石。交流充電樁的支付方式日趨多元化:包括掃碼支付(主流的微信、支付寶)、RFID卡/NFC支付、賬號預(yù)充值以及“即插即充”(PnC)。即插即充是基于ISO 15118標(biāo)準(zhǔn)的高級功能,車輛插入充電樁后,通過數(shù)字證書自動完成身份認(rèn)證和計費(fèi),無需任何手動操作,體驗才好。支付安全涉及多個層面:在數(shù)據(jù)傳輸過程中,必須使用TLS/SSL等加密協(xié)議,防止信息被竊取或篡改;在平臺側(cè),需遵循金融級的安全標(biāo)準(zhǔn),保護(hù)用戶的支付密碼和賬戶資金安全;對于RFID卡,需防范復(fù)制風(fēng)險。運(yùn)營商需要建立完善的風(fēng)控系統(tǒng),實時監(jiān)測異常交易,保障用戶和自身的資金安全。常規(guī)交流樁需要增加一片交流樁PLC協(xié)議板才能實現(xiàn)ISO15118目前歐標(biāo)交流樁增加PLC協(xié)議板并沒有很明顯的好處,它的好處在將來會慢慢顯現(xiàn)。

歐盟《替代燃料基礎(chǔ)設(shè)施法規(guī)》(AFIR)要求:到2030年,成員國必須在其所有城市和人口密集區(qū)提供足夠數(shù)量的公共可訪問充電樁。解讀:這是交流充電樁成為主場的領(lǐng)域。在城市內(nèi)部,車輛的主要停放模式是長時間停放(如在家過夜、在工作日上班、在商場購物數(shù)小時)。在這些“目的地”,成本高昂的直流快充樁并不經(jīng)濟(jì),而交流慢充樁(主要是11kW-22kW)是理想、高效的解決方案。AFIR此條要求城市必須建設(shè)大量公共充電點(diǎn),其中絕大部分必然將是交流樁。另外AFIR要求充電樁必須支持非接觸式銀行卡支付等簡單支付方式,無需注冊會員。這為臨時用戶、跨境旅行者使用交流充電樁提供了極大的便利,實現(xiàn)了“即插即用”。AFIR明確要求充電樁必須具備智能充電功能。這意味著交流樁可以根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷,在用電高峰時段自動降低功率或延遲充電。這使成千上萬的交流樁從電網(wǎng)的“負(fù)擔(dān)”轉(zhuǎn)變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)的“資產(chǎn)”,避免了因電動車普及而導(dǎo)致的電網(wǎng)升級成本激增。目前常規(guī)交流樁須增加交流樁PLC模塊才能滿足歐盟新法規(guī)要求。常規(guī)交流樁不需要PLC可以直接充電。美標(biāo)大卡車充電交流樁PLC
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)交流樁SECC控制板交流樁PLC通訊板
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(yùn)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。歐標(biāo)交流樁SECC控制板交流樁PLC通訊板
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