目前国内出台的新规范提到了V2G的支持,欧盟新实施的法规也要求了V2G。那新能源汽车的V2G是什么意思?V2G(vehicle to grid)车给电网供电,也就是放电,从充电口取直流电转换成交流电回馈到电网或者给其它家用设备供电。目前国内新能源车有些车内能提供220V交流电输出口,可以接小型的电气设备比如电脑或夜晚露营的投影仪等,这个交流电是从车内电池取电逆变而来,功率偏小,虽然和V2G产生的结果相同但不属于V2G范畴。V2G是通过充电口与车内BMS之间,以充电协议相互协商后,电池连通到充电口,再到进入到外部设备逆变为交流电输出,全程有BMS监控电池输出,有安全保障,输出功率可以和充电一样大。充电标准ISO15118定义了V2G协议规范并且已经发布,这个规范要求车和桩都支持V2G协议才能成功放电,在已有硬件基础上升级软件程序可以实现。目前的交流桩需要增加交流桩PLC模块来支持V2G协议。交流桩增加PLC协议后充电枪线以及电网接口等不需要改变。欧美标大卡车充电交流桩PLC协议板

交流桩PLC是什么?PLC(power line communication)电力载波通信技术,是欧美标充电桩和车通讯的物理层实现方式,对应国标直流桩通过CAN和车通讯,PLC和CAN都是通讯总线。PLC特点是将数据调制成高频信号后加载到已有的电力线上传输,不需要数据线。上世纪九十年代开始发展电力线窄带载波技术,但干扰大不稳定,本世纪初家庭插电联盟成立,新的宽带载波技术迅速发展,成熟稳定,已广泛应用在智能电网领域。宽带PLC是调制频率在2MHz~30MHz,窄带PLC的调制频率在1MHz以下。家庭插电联盟制定了一系列电力载波通信规范,充电桩PLC采用了宽带电力载波IEEE1901。欧美标充电桩通信物理层是PLC,应用层是ISO15118。直流桩控制板都内置了PLC,市面上大部分交流桩没有PLC,如果要增加支持通讯协议就需要增加交流桩PLC协议板。欧洲汽车交流桩PLC通信板欧标交流充电桩要求增加PLC通讯以支持ISO15118。

车网互动(V2G)的远景与交流桩的潜力车网互动(Vehicle-to-Grid,V2G)是比智能充电更进一步的创新概念。它设想电动车不仅从电网取电,还能在必要时向电网送电,成为一个移动的分布式储能单元。虽然目前V2G的实现主要依赖于双向直流充电桩,但交流桩也具备实现双向功能的潜力,即通过双向车载充电机(Bi-directionalOBC)和支持双向通信与控制的交流桩(通常称为V2G桩)来实现。在这种模式下,白天当大量电动车停放在办公区时,如果电网用电紧张,可以通过V2G技术将这些车辆的电池中储存的电能反向输送给电网,提供短时的调峰服务;待到夜间用电低谷时,再为车辆充满电。车主可以通过向电网“售电”获得收益。这虽然对电池的循环寿命有一定影响,但技术正在不断进步以弱化其负面影响。V2G如果大规模应用,将极大地增强电网的灵活性和对可再生能源(如波动性的风电、光伏)的消纳能力。ISO15118标准有专门的V2G协议,欧标新规要求增加交流桩PLC以支持该标准。
CCS(combined charging system)交直流组合插头,有两种:CCS1(CCS EE配置,美标)和CCS2(CCS FF配置,欧标)。插头内集成了直流线和交流线,既可以充交流也可以充直流,统一在一个结构里面,相对于国标交流口和直流口分体的结构,节省了很多空间。CC1包含Type1交流口,CC2包含Type2交流口。CCS1和CCS2物理结构尺寸不同;CCS1插头带了按键,CCS2没按键;软件通讯协议基本上相同,差别在PP信号的处理方式。如果要在CCS1和CCS2之间转接,只需要物理结构适配就行不需要电路板。而CCS1或CCS2和国标充电接头区别就很大,除了结构外观明显不同,协议软件也完全不同,需要加电路板和软件程序。交流桩增加充电协议的支持,CCS线缆硬件和结构不需要改动,单改软件程序就行,软件程序运行在交流桩PLC模块上,有可能需要增加这个协议板。国标交流桩还没有增加协议软件下要求。交流桩PLC目前大部分停留在ISO15118-2的EIM(刷卡启动)功能。

无线交流充电的探索。虽然目前主流是有线传导式充电,但无线充电(感应式)技术也在发展中。其原理是通过埋设于地面的发射线圈和安装在车底的接收线圈,利用电磁感应原理隔空传输电能。对于交流无线充电,车辆仍需通过OBC将接收到的交流电转换为直流。无线充电的优势在于无接触、无磨损、自动化程度高,适合在特定场景(如出租车排队站、机器人停车场)使用。但其缺点也很明显:成本高昂、传输效率低于有线充电、对停车精度要求高、以及可能存在电磁辐射担忧。目前仍处于商业化早期,是未来技术储备的方向之一。无线充电在ISO15118标准里面已经实现,欧标新规要求增加交流桩PLC模块以执行该标准。交流桩PLC和欧标直流桩都执行ISO15118标准但有不同之处。汽车慢充交流桩PLC协议板
国标交流桩如果要增加通信功能需要重新定义规范,也可选择交流桩PLC模块来支持ISO15118协议。欧美标大卡车充电交流桩PLC协议板
全球范围内的交流充电标准并不统一,主要标准包括:北美的SAE J1772(Type 1接口);欧洲的IEC 62196-2(Type 2接口,支持单相和三相);中国的GB/T 20234.2。这些标准在物理接口、针脚定义、通信协议上存在差异。因此,车企需要为不同市场生产不同充电接口的车辆,充电桩制造商也需要生产适配不同标准的产品。这种市场碎片化增加了产业链的复杂性和成本。推动标准的国际协调与互认,是行业长期的努力方向。欧洲和中国的标准差别很小,桩内软件协议基本相同。不过新规欧标要求增加交流桩PLC模块以执行ISO15118充电协议,会和中国桩拉大差别。欧美标大卡车充电交流桩PLC协议板
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