تحلیل طرح تست سازگاری برای شمع‌های شارژ خودروهای برقی استاندارد اروپایی بر اساس مقررات AFIR اتحادیه اروپا

این مقاله یک روش تست سازگاری استاندارد اروپایی مبتنی بر تحلیل مشخصه شارژ را برای رسیدگی به ناهمگونی فزاینده ایستگاه‌های شارژ در اروپا به دلیل اجرای مقررات AFIR اتحادیه اروپا پیشنهاد می‌دهد. با تجزیه و تحلیل تفاوت‌ها در پروتکل‌های ارتباطی، پارامترهای الکتریکی و استراتژی‌های حفاظتی ایستگاه‌های شارژ تحت استانداردهایی مانند DIN70121 و ISO15118، یک میز تست مجازی که عملکرد شارژ، قابلیت اطمینان، مقادیر مرزی، سازگاری و تزریق خطا را پوشش می‌دهد، برای شبیه‌سازی سناریوهای غیرعادی سخت‌افزار و پروتکل ساخته شده است.

این روش می‌تواند سناریوی خرابی شارژ استاندارد اروپایی را شبیه‌سازی کند، هزینه آزمایش شمع واقعی در خارج از کشور را کاهش دهد و پشتیبانی فنی برای بهینه‌سازی مشارکتی شمع‌های خودروهای برقی برای صادرات به اروپا ارائه دهد.

1چالش‌های سازگاری بازار شمع شارژ اروپا و صادرات

اروپا به عنوان یکی از مناطقی که بالاترین نرخ نفوذ خودروهای برقی در جهان را دارد، به خاطر الزامات فنی سختگیرانه و استانداردهای جامع آزمایش برای سیستم استاندارد شارژ خود شناخته شده است. در پس زمینه گسترش سریع زیرساخت‌های شارژ در اروپا، در حالی که تعداد ایستگاه‌های شارژ در حال افزایش است، خطر سازگاری ارتباطات بین ایستگاه‌های خودرو به طور فزاینده‌ای برجسته می‌شود.

اگرچه مقررات AFIR با هدف بهبود پوشش شبکه و افزایش راحتی شارژ، کشورها را مجبور به تسریع در ساخت تأسیسات می‌کند، اما تفاوت‌هایی در پروتکل‌های ارتباطی، تشخیص خطا و منطق برنامه‌ریزی برق در بین اپراتورها و مدل‌های مختلف ایستگاه‌های شارژ وجود دارد که می‌تواند به راحتی منجر به موانع تطبیق و نوسانات عملکرد مانند خرابی پروتکل handshake و عدم تطابق برنامه‌ریزی برق در طول تعامل ایستگاه خودرو شود.

با گسترش شبکه شارژ، تضمین ارتباط و همکاری پایدار و کارآمد بین ایستگاه‌های شارژ ناهمگن عظیم و مدل‌های متنوع خودرو به یک چالش کلیدی تبدیل شده است که بر تجربه کاربر و قابلیت اطمینان برنامه‌ریزی شبکه برق تأثیر می‌گذارد.

2تأثیر مشکلات سازگاری با شارژ استاندارد اروپایی

در زمینه توسعه سریع بازار جهانی خودروهای برقی، «توانایی شارژ و شارژ خوب» به یک عامل کلیدی مؤثر بر تجربه کاربر و اعتبار شرکت تبدیل شده است.

تأثیر سازگاری شارژ استاندارد اروپایی شامل ابعاد فنی متعددی مانند سازگاری رابط فیزیکی، تطبیق پروتکل ارتباطی، پایداری منطق کنترل شارژ و قابلیت اطمینان مکانیسم حفاظت ایمنی است. مسائل مربوط به سازگاری نه تنها تجربه کاربر را کاهش می‌دهد، بلکه ممکن است خطرات ایمنی جدی نیز ایجاد کند: در کاربردهای عملی، اضافه ولتاژ، اضافه جریان، خرابی عایق و سایر مشکلات ممکن است منجر به آسیب به تجهیزات یا حتی آتش‌سوزی شود. آسیب‌پذیری‌های پروتکل ارتباطی ممکن است به صورت مخرب برای تداخل با فرآیند شارژ یا سرقت داده‌های کاربر مورد سوء استفاده قرار گیرند. محیط‌های شدید مانند دماهای پایین و بالا نیز ممکن است باعث نقص عملکرد تأسیسات شارژ شوند و آزمایش سازگاری باید از قبل انجام شود تا چنین مسائلی تأیید و از بروز آنها جلوگیری شود.

آمارها نشان می‌دهد که بیش از ۳۹٪ از خرابی‌های شارژ در خودروهای برقی استاندارد اروپایی در طول فرآیند شارژ، به دلیل نقص سازگاری است. پیاده‌سازی متفاوت جزئیات فنی توسط تولیدکنندگان مختلف (مانند سفارشی‌سازی پارامترهای ارتباطی PLC در ISO15118) منجر به مشکلات مکرر شارژ می‌شود.

فناوری موجود محدودیت‌های آشکاری دارد:

• ► ابعاد سازگاری مانند گزینه‌ها و تفاوت‌های منطق حفاظت؛
• ►اولاً، آزمایش فقط می‌تواند بر اساس الزامات استاندارد خاصی انجام شود (مانند آزمایش فقط ارتباطات پایه DIN70121)، که نمی‌تواند ابعاد سازگاری مانند گزینه‌های پروتکل و تفاوت‌های منطق حفاظت را پوشش دهد.
• ►مورد دوم، تأیید سازگاری از طریق آزمایش جاده‌ای شمع در خارج از کشور است که هزینه آن برای آزمایش تک خودرو بیش از ۵۰۰۰۰۰ یوان و چرخه آن ۲-۳ ماه است.
• ►سوم، آزمایش برای مدل‌های استاندارد اروپایی خودرو (مانند تأیید قابلیت اطمینان پیام‌های ارتباطی از طریق شبیه‌سازها بر اساس استانداردهای پروتکل مانند DIN70121 و ISO15118) تنها می‌تواند مسائل مربوط به سازگاری جزئی را در سطح پروتکل ارتباطی، با یک پروژه تأیید واحد (مانند عدم نیاز به تنظیم پویا پارامترهای الکتریکی) پوشش دهد.
• ►چهارم، آزمایش سازگاری ایستگاه‌های شارژ واقعی نیاز به تعداد زیادی نمونه ایستگاه شارژ دارد (معمولاً باید بیش از 20 برند آزمایش شوند) و اگر مشکلات سازگاری شارژ (مانند وقفه‌های ارتباطی گاه به گاه) به طور قابل اعتمادی قابل بازتولید نباشند، تأیید مجدد یا تکمیل داده‌ها غیرممکن است، با تکیه بر رویدادهای احتمالی، با هدف‌گیری کم و دشوار برای برآوردن نیازهای تأیید سریع بازار.

بنابراین، روش‌ها و ابعاد تأیید سازگاری شارژ استاندارد اروپایی فوراً نیاز به به‌روزرسانی دارند.