سلسلة خاصة حول تقنية V2G (الجزء الثاني): تحليل معمق لبنية نظام V2G "الحتمية"

في سلسلة مواضيع V2G السابقة (1)، بعنوان "في عام التسويق التجاري، اتخذت الصين وأوروبا مسارات تكنولوجية مختلفة"، استكشفنا الاختلافات بين تقنية V2G في الصين وأوروبا، بالإضافة إلى الخلفية الكلية والإمكانات التجارية لتفاعل المركبات مع الشبكات. عندما تدخل الصناعة مرحلة النضج، يصبح اتساق التطبيق التكنولوجي العائق الرئيسي أمام التسويق التجاري واسع النطاق.

إن جوهر تقنية V2G ليس الشحن والتفريغ، بل تحويل السيارات إلى أصول للشبكة الكهربائية - في هذا العدد، سنتعمق في العناصر التكنولوجية الأساسية التي يجب أن يمتلكها حل V2G ناضج في أوروبا.

في تطبيقات V2G (من المركبة إلى الشبكة)، تُعدّ بروتوكولات الاتصال بالغة الأهمية، إذ تُمكّن من تبادل البيانات بشكل موثوق وآمن وموحد بين المركبات الكهربائية ومحطات الشحن ومشغلي الشبكة والجهات المعنية بالمركبات الكهربائية. وتُطبّق هذه البروتوكولات على كامل سلسلة الاتصال، وتُستخدم لتحقيق اتصال متقدم بين المركبات الكهربائية ومحطات الشحن لنقل الطاقة ثنائي الاتجاه.

تم إصدار معيار ISO 15118-20 في عام 2022، مما وضع الأساس للشحن ثنائي الاتجاه وسيكون إلزاميًا لجميع محطات الشحن العامة والخاصة (النمط 3) التي تم إنشاؤها حديثًا بدءًا من يناير 2027. ويضيف معيار ISO 15118-20 آلية تفاوض مفصلة بين المركبات الكهربائية ومحطات الشحن، بما في ذلك التسعير الديناميكي والإشارات المتعلقة بازدحام الشبكة.

يُعدّ معيار ISO 15118-20 المسار القانوني الوحيد لتطوير وظائف V2G. وبالمقارنة مع معيار ISO 15118-2 التقليدي، فقد حظي المعيار الجديد بمكانة محورية، وتتجلى إنجازاته التقنية بشكل رئيسي في:

• ◉ التحكم في تدفق الطاقة ثنائي الاتجاه (التحكم الديناميكي):يحقق تنظيمًا أدق لـ P (الفعال) و Q (التفاعلي)، مما يدعم استجابة تردد الشبكة.
• ◉ تشفير أمني متعدد المستويات:يقدم بروتوكول TLS 1.3 الأكثر صرامة ومصادقة الشهادات المتبادلة لضمان أمن شبكة أصول المركبات عند اتصالها بشبكة الطاقة العامة.
• ◉ التوصيل والشحن:في سيناريوهات V2G، لا يقتصر التحقق من الهوية على الفوترة فحسب، بل يشمل أيضًا إنشاء جذر الثقة للمركبة باعتبارها "وحدة تخزين طاقة متنقلة".

إعادة هيكلة هندسية لبنية ثلاثية الطبقات

لا يكمن جوهر تقنية V2G في مجرد بنية مادية تتكون من "مركبة + كابل"، بل في إعادة بناء أنظمة توليد الطاقة الموزعة ضمن نظام الوصول إلى الشبكة. يجب أن يمتلك نظام V2G المتصل بالشبكة والمؤهل ثلاث طبقات من القدرات التعاونية: الطبقة الكهربائية (تبادل الطاقة): حل مشكلة حقن محولات التيار المتردد/المستمر ثنائية الاتجاه بكفاءة عالية ونسبة تشويه توافقي منخفضة (THD<3%). طبقة التحكم (استجابة الخوارزمية): ينصب التركيز على التنفيذ المحلي للتحكم في انخفاض التردد وخوارزمية تجاوز الأعطال (FRT). طبقة النظام (شهادة المطابقة): معالجة شهادة الاتساق الشاملة لمجموعة "المركبة + الكابل + الكابل"، وهي شرط أساسي للتوسع عالميًا في أوروبا.

بناء نظام تحكم "حتمي": ثلاث خوارزميات أساسية

3- تطبيق على مستوى الحل: تصميم بنية منصة تجميع V2G

إن حل V2G ذو العمق الصناعي ليس مجرد حل "ركن + مركبة"، بل هو بالأحرى بناء نظام بيئي مغلق الحلقة من EV-EVSE-CPO-EMS.

4- بنية نظام V2G الحتمية

أول قرار هندسي هو: أين يجب وضع العاكس؟ هذا يحدد عملية الاعتماد وحدود المسؤولية الفنية.

5- الاعتماد والوصول

بالنسبة لصناع القرار، فإن قدرة المنتج على اجتياز المراجعة تعتمد على فهمهم للنظام المعياري، بما في ذلكRfG (EU 2016/631), EN 50549-1، وEN 50549-10.

6- نظرة معمقة على القطاع: لقد حانت نقطة التحول في عام 2026

لا يكمن التنافس في تقنية V2G في القوة، بل في دقة التحكم وعمق الامتثال. ويُعدّ إعطاء الأولوية لمنصات الأجهزة التي تدعم معيار ISO 15118-20 واعتماد منهج هندسة النظم هو الميزة التكنولوجية الحقيقية.