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。市面上大部分充電樁都不需要和車通訊用不到PLC協(xié)議板。歐洲新能源車充電交流樁PLC協(xié)議板

國家發(fā)改委國家能源局等六部門聯(lián)合引發(fā)《電動汽車充電設施服務能力“三年倍增”行動方案(2025-2027年)》,明確到2027年底全國充電設施總數(shù)將達到2800萬個,提供超3億千瓦的公共充電容量,滿足超過8000萬輛電動汽車充電需求,實現(xiàn)充電服務能力的翻倍增長。該方案還強調(diào)布局的優(yōu)化和技術(shù)的創(chuàng)新,特別是提出要新增5000個具備雙向充放電功能的V2G(車輛到電網(wǎng)放電)設施,這將使電動車在用電低谷時充電,在用電高峰時向電網(wǎng)放電,變身為移動的儲能單元。歐標新規(guī)要求增加交流樁PLC模塊以執(zhí)行ISO15118協(xié)議,它已經(jīng)發(fā)布了V2G功能。歐標電動汽車充電樁交流樁PLC控制板歐盟《替代燃料基礎設施法規(guī)》對充電樁數(shù)量和技術(shù)標準具體化了,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,負責處理通信、控制、計量和顯示等功能。其次是電氣模塊,包括接觸器(負責通斷大電流)、漏電保護器(RCD)、過流保護裝置(斷路器或熔斷器),確保用電安全。人機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。國標樁增加交流樁PLC后成為符合新歐標要求的交流樁。
交流充電樁的成本包括設備購置、安裝及維護費用:設備成本:7kW樁約7000-1200元,11kW樁約800-1300元,22kW樁約900-1500元。安裝成本:含電纜、電表及人工費,約1000-3000元。運營成本:電費按0.5-1元/kWh計算,維護費約200元/年。經(jīng)濟效益需結(jié)合使用頻率。例如,家庭樁年充電量3000kWh,電費約1500元,較公共樁節(jié)省50%。商業(yè)樁可通過分時電價(如峰時段1.2元/kWh,谷時段0.3元/kWh)提升收益。如果按歐盟新規(guī)要增加交流樁PLC,單設備成本要增加幾百塊錢。國標暫時沒這個要求。交流樁PLC使得實際計費的充電電量需要得到車端確認并且第三方?jīng)]法攔截篡改而安全可靠。

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,已廣泛應用在智能電網(wǎng)領域。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。交流樁PLC的PnC功能涉及數(shù)據(jù)加密比EIM功能復雜。歐標小汽車充電樁交流樁PLC協(xié)議板
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。歐洲新能源車充電交流樁PLC協(xié)議板
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。歐洲新能源車充電交流樁PLC協(xié)議板
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