Sèrie especial V2G (II): Anàlisi en profunditat de l'arquitectura del sistema V2G "determinista"

A la sèrie temàtica anterior sobre el V2G (1), “L'any de la comercialització, la Xina i Europa han pres camins tecnològics diferents”, vam explorar les diferències entre el V2G a la Xina i Europa, així com els antecedents macro i el potencial comercial de la interacció de la xarxa de vehicles. Quan la indústria entra a la "zona d'aigües profundes", la consistència de la implementació tecnològica esdevé el principal coll d'ampolla per a la comercialització a gran escala.

L'essència del V2G no és carregar i descarregar, sinó convertir els cotxes en actius de la xarxa elèctrica; en aquest número, aprofundirem en els elements tecnològics bàsics que hauria de posseir una solució V2G madura a Europa.

En les aplicacions V2G (Vehicle to Grid), els protocols de comunicació són crucials, ja que permeten un intercanvi de dades fiable, segur i estandarditzat entre vehicles elèctrics, estacions de càrrega, operadors de la xarxa i les parts interessades en els vehicles elèctrics. Aquests protocols recorren tota la cadena de comunicació i s'utilitzen per aconseguir una comunicació avançada entre vehicles elèctrics i estacions de càrrega per a la transmissió d'energia bidireccional.

La norma ISO 15118-20 es va publicar el 2022, establint les bases per a la càrrega bidireccional i serà obligatòria per a totes les estacions de càrrega públiques i privades (Mode 3) de nova construcció a partir del gener de 2027. La norma ISO 15118-20 afegeix un mecanisme detallat de negociació entre els vehicles elèctrics i les estacions de càrrega, que inclou la fixació de preus dinàmica i els senyals relacionats amb la congestió de la xarxa.

La ISO 15118-20 és l'única via d'evolució legal per implementar la funcionalitat V2G. En comparació amb la ISO 15118-2 tradicional, la nova norma ha rebut una posició central, i els seus avenços tecnològics es reflecteixen principalment en:

• ◉ Control del flux de potència bidireccional (Control Dinàmic):aconsegueix una regulació P (activa) i Q (reactiva) més fina, donant suport a la resposta de freqüència de la xarxa.
• ◉ Xifratge de seguretat multinivell:introdueix un protocol TLS 1.3 més estricte i l'autenticació mútua de certificats per garantir la seguretat de la xarxa dels actius dels vehicles quan es connecten a la xarxa elèctrica pública.
• ◉ Endolla i carrega:En escenaris V2G, l'autenticació d'identitat no només serveix per a la facturació, sinó també per establir l'arrel de confiança del vehicle com a "unitat mòbil d'emmagatzematge d'energia".

Reestructuració d'enginyeria d'una arquitectura de tres nivells

L'essència del V2G no és una pila de maquinari de "vehicle + pila", sinó una reconstrucció dels sistemes de generació distribuïda sota el sistema d'accés a la xarxa. Un sistema V2G qualificat connectat a la xarxa ha de tenir tres capes de capacitats col·laboratives: capa elèctrica (intercanvi d'energia): resol la injecció d'alta eficiència i baix harmònic (THD <3%) dels convertidors bidireccionals AC/DC. Capa de control (resposta de l'algoritme): l'atenció se centra en la implementació localitzada del control de la caiguda de freqüència i l'algoritme de transició per fallades (FRT). Capa del sistema (certificació de compliment): aborda la certificació de coherència general de la combinació de "pila de cables del vehicle", que és un "bitllet obligatori" per a la globalització a Europa.

Construint un control "determinista": tres algoritmes bàsics

3. Aplicació a nivell de solució: Disseny d'arquitectura de la plataforma d'agregació V2G

Una solució V2G amb profunditat en la indústria no és simplement una solució de "piló + vehicle", sinó la construcció d'un ecosistema de circuit tancat de EV-EVSE-CPO-EMS.

4. Arquitectura determinista del sistema V2G

La primera decisió d'enginyeria és: on s'ha de col·locar l'inversor? Això determina el procés de certificació i el límit de responsabilitat tècnica.

5. Certificació i accés

Per als responsables de la presa de decisions, si un producte pot superar la revisió depèn de la seva comprensió del sistema estàndard, incloent-hiReglament de protecció de la salut (UE 2016/631), EN 50549-1, iEN 50549-10.

6. Perspectiva de la indústria: el punt d'inflexió del 2026 ha arribat

La competència del V2G no és una competència de poder, sinó una competència de precisió de control i profunditat de compliment. Prioritzar les plataformes de maquinari que compleixin amb la norma ISO 15118-20 i adoptar un enfocament d'enginyeria de sistemes és el veritable obstacle tecnològic.