技术创新与未来发展趋势,交流充电桩的技术仍在不断创新演进。功率等级正在向更高发展,例如支持三相44kW甚至更快的AC充电,但这依赖于车辆OBC的同步升级。功率密度的提升,使得同样功率的桩体体积更小、更美观。材料科学的发展带来了更耐候、抗UV、阻燃的外壳材料。连接技术方面,自动连接机器臂(automatic connection device pantograph)的研发,旨在实现“一键充电”,车辆停好后由机器人自动完成接插动作,极大提升便利性。通信技术将向更低延迟、更高带宽发展,以支持V2G等复杂应用的实时控制。此外,与光伏、储能相结合的离网或并网式光储充一体化交流充电站,也是一个重要方向,它能实现能源的本地生产与消纳,减轻电网压力。其实新的ISO15118标准已经定义了这些功能,需要增加一片交流桩PLC协议板来执行该标准。桩和车端连接好后交流桩PLC协议板开始和车建立通讯,通讯成功后才会吸合接触器充电。欧洲电动汽车充电桩交流桩PLC

车载充电机(OBC)的角色与瓶颈在交流充电的链条中,车载充电机(OBC)扮演着不可替代的角色。它是一个高度集成的电力电子设备,主要功能是将来自交流充电桩的交流电,转换成动力电池所需的直流电,并控制充电的电流和电压,执行恒流、恒压等精确的充电策略,以保护电池健康、延长其寿命。OBC的功率等级直接决定了交流充电的速度。目前,主流家用电动车的OBC功率在6.6kW到11kW之间,部分车型支持22kW。这就是为什么即使安装了更高功率的交流桩,充电速度也可能无法提升的根本原因。OBC的技术发展也面临着挑战,如提升功率密度(在有限体积内实现更高功率)、提升转换效率(减少能量损耗)、集成车载DC-DC转换器等功能,以及降低成本。未来,随着电池容量的增大,用户对充电速度期望的提高,支持更高功率的OBC可能会成为趋势,但这需要平衡成本、重量和车辆空间布局。欧标要求交流桩支持ISO15118协议,这要求车内除了OBC还得加一个对接交流桩PLC的协议板。欧洲电动汽车充电桩交流桩PLC交流桩PLC和车通讯后可以在输出电压电流前获悉车安全的充电电压电流 。

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。
现代交流充电桩集成智能模块,提升用户体验:APP控制:通过蓝牙/NFC/4G连接,实现远程启停、预约充电、电量统计。例如,用户可设置“谷时段充电”,节省电费。OTA升级:支持固件远程更新,修复漏洞或新增功能。数据监控:实时上传充电数据至云平台,分析使用率、故障率,优化运营策略。V2H(车辆到家庭):支持电动车作为应急电源,为家庭供电。国际或者欧标交流桩要求支持新的ISO15118后对V2G(车到电网)的支持会更完善,国标交流桩也可以通过增加交流桩PLC协议板来实现。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。

交流充电对电池寿命的影响探讨。相比于大功率直流快充,交流慢充对电池寿命更为友好。动力电池的衰减主要与循环次数、工作温度、充电倍率(C-rate)和充放电深度有关。交流充电功率低,充电倍率通常在0.2C以下(即用5小时以上充满),产生的热量较少,电池温升温和,对电池内部的化学结构和材料压力小。而直流快充的高倍率(可能达到1C甚至更高)会导致锂离子快速嵌入和脱出,产生更多热量,加速正负极材料的老化和电解液的分解。因此,在日常使用中,将交流慢充作为主力,直流快充作为长途补能的补充,是一种理想的、有利于延长电池整体使用寿命的使用策略。而且交流桩的协议规范在不断迭代更新,新规欧标要求增加交流桩PLC模块来支持新的充电协议。交流桩PLC是桩与车之间执行ISO15118充电协议用的.交流桩PLC协议板
交流桩增加PLC协议板后原先的充电功能和充电功率并没有变化。欧洲电动汽车充电桩交流桩PLC
ISO15118是国际标准委员会和国际电工委员会制定的标准,定义了车和桩之间的通信协议,属于软件层面的内容。欧美标直流充电采了这个标准,目前市面上绝大部分交流充电不需要软件协议,但欧盟新出台法规要求接下来的交流桩都必须加交流桩PLC来支持ISO15118协议。ISO15118协议包含了直流充电和交流充电的内容。该标准已经发布了两版,2014年发布的ISO15118-2,和2022年发布的ISO15118-20。ISO15118定义了两种充电模式EIM(外置刷卡)和PnC(即插即充)。2022年更新的标准加入了V2G放电和无线充电以及自动化充电等新技术,而且更强调通讯安全和充电生态的建立。我国的国标GB/T27930定义了直流充电软件协议,它和ISO15118是对等协议,国标的更新标准朝更大充电电流发展,国标交流桩没有软件协议要求。欧洲电动汽车充电桩交流桩PLC
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