車載充電機(OBC)的角色與瓶頸在交流充電的鏈條中,車載充電機(OBC)扮演著不可替代的角色。它是一個高度集成的電力電子設備,主要功能是將來自交流充電樁的交流電,轉換成動力電池所需的直流電,并控制充電的電流和電壓,執行恒流、恒壓等精確的充電策略,以保護電池健康、延長其壽命。OBC的功率等級直接決定了交流充電的速度。目前,主流家用電動車的OBC功率在6.6kW到11kW之間,部分車型支持22kW。這就是為什么即使安裝了更高功率的交流樁,充電速度也可能無法提升的根本原因。OBC的技術發展也面臨著挑戰,如提升功率密度(在有限體積內實現更高功率)、提升轉換效率(減少能量損耗)、集成車載DC-DC轉換器等功能,以及降低成本。未來,隨著電池容量的增大,用戶對充電速度期望的提高,支持更高功率的OBC可能會成為趨勢,但這需要平衡成本、重量和車輛空間布局。歐標要求交流樁支持ISO15118協議,這要求車內除了OBC還得加一個對接交流樁PLC的協議板。AC PLC執行ISO15118充電協議。交流充電樁SECC交流樁PLC控制板

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次數、工作溫度、充電倍率(C-rate)和充放電深度有關。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),產生的熱量較少,電池溫升溫和,對電池內部的化學結構和材料壓力小。而直流快充的高倍率(可能達到1C甚至更高)會導致鋰離子快速嵌入和脫出,產生更多熱量,加速正負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能的補充,是一種理想的、有利于延長電池整體使用壽命的使用策略。而且交流樁的協議規范在不斷迭代更新,新規歐標要求增加交流樁PLC模塊來支持新的充電協議。美標交流充電樁交流樁PLC控制板美標交流樁增加ISO15118標準支持可以增加同樣的交流樁PLC協議板實現。

車網互動(V2G)的遠景與交流樁的潛力車網互動(Vehicle-to-Grid,V2G)是比智能充電更進一步的創新概念。它設想電動車不僅從電網取電,還能在必要時向電網送電,成為一個移動的分布式儲能單元。雖然目前V2G的實現主要依賴于雙向直流充電樁,但交流樁也具備實現雙向功能的潛力,即通過雙向車載充電機(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。在這種模式下,白天當大量電動車停放在辦公區時,如果電網用電緊張,可以通過V2G技術將這些車輛的電池中儲存的電能反向輸送給電網,提供短時的調峰服務;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“售電”獲得收益。這雖然對電池的循環壽命有一定影響,但技術正在不斷進步以弱化其負面影響。V2G如果大規模應用,將極大地增強電網的靈活性和對可再生能源(如波動性的風電、光伏)的消納能力。ISO15118標準有專門的V2G協議,歐標新規要求增加交流樁PLC以支持該標準。
交流充電樁的功能是提供可控的交流電源,由電網輸入380V或220V三相/單相交流電,經保護裝置(如漏電斷路器、過載保護)后,通過電纜連接至車輛。車載充電機(OBC)負責將交流電轉換為直流電,并調節電壓與電流以匹配電池特性。例如,11kW三相交流樁輸出電流為16A,通過PWM信號與車輛通信,動態調整充電參數。此過程需嚴格遵循ISO 15118或GB/T 27930協議,確保握手階段、充電階段及結束階段的信號同步。能量轉換效率約90%,損耗主要來自線纜電阻與變壓器發熱。為提升效率,部分樁采用碳化硅(SiC)器件,降低開關損耗。常規樁增加交流樁PLC后成為符合新歐標要求的交流樁。歐標交流樁增加ISO15118協議不需要改動硬件。

技術創新與未來發展趨勢,交流充電樁的技術仍在不斷創新演進。功率等級正在向更高發展,例如支持三相44kW甚至更快的AC充電,但這依賴于車輛OBC的同步升級。功率密度的提升,使得同樣功率的樁體體積更小、更美觀。材料科學的發展帶來了更耐候、抗UV、阻燃的外殼材料。連接技術方面,自動連接機器臂(automatic connection device pantograph)的研發,旨在實現“一鍵充電”,車輛停好后由機器人自動完成接插動作,極大提升便利性。通信技術將向更低延遲、更高帶寬發展,以支持V2G等復雜應用的實時控制。此外,與光伏、儲能相結合的離網或并網式光儲充一體化交流充電站,也是一個重要方向,它能實現能源的本地生產與消納,減輕電網壓力。其實新的ISO15118標準已經定義了這些功能,需要增加一片交流樁PLC協議板來執行該標準。歐標交流樁要支持ISO15118標準得增加一個交流樁PLC協議板。歐洲公用交流樁PLC協議板
交流樁增加PLC協議后充電槍線以及電網接口等不需要改變。交流充電樁SECC交流樁PLC控制板
嘿客攻擊汽車充電樁,俄烏開戰后有嘿客入侵莫斯科的汽車充電樁,充電樁屏幕上顯示支持烏克蘭的信息。在Pwn2OwnAutomotive2025嘿客大賽中,多家名充電樁被成功入侵,帶來的結果是充電樁癱瘓。汽車充電樁如何增強自身安全呢?充電樁的充電功能是不需要借助互聯網就能完成,樁聯網有兩個用途,一是支付,二是手機APP遠程管理充電。家樁不需要支付,私人用樁可以不聯網,不聯網就不會受到網絡攻擊。另外給充電樁增加加密措施,比如借鑒歐美標的充電協議ISO15118PnC,從應用層到物理層,它定義了很高級別的加密,增加網絡攻擊的難度。近期歐盟出臺法規要求交流樁要支持ISO15118協議,有利于數字安全。交流充電樁SECC交流樁PLC控制板
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