سری ویژه V2G (II): تحلیل عمیق معماری سیستم V2G «قطعی»

در مجموعه مباحث قبلی V2G (1)، با عنوان «در سال تجاری‌سازی، چین و اروپا مسیرهای فناوری متفاوتی را در پیش گرفته‌اند»، تفاوت‌های بین V2G در چین و اروپا و همچنین پیشینه کلان و پتانسیل تجاری تعامل شبکه خودرو را بررسی کردیم. هنگامی که صنعت وارد «منطقه آب‌های عمیق» می‌شود، ثبات پیاده‌سازی فناوری به گلوگاه اصلی برای تجاری‌سازی در مقیاس بزرگ تبدیل می‌شود.

ماهیت V2G شارژ و دشارژ نیست، بلکه تبدیل خودروها به دارایی‌های شبکه است - در این شماره، به عناصر اصلی فناوری که یک راهکار بالغ V2G در اروپا باید داشته باشد، خواهیم پرداخت.

در کاربردهای V2G (خودرو به شبکه)، پروتکل‌های ارتباطی بسیار مهم هستند زیرا امکان تبادل داده‌های قابل اعتماد، ایمن و استاندارد بین خودروهای الکتریکی، ایستگاه‌های شارژ، اپراتورهای شبکه و ذینفعان خودروهای الکتریکی را فراهم می‌کنند. این پروتکل‌ها در کل زنجیره ارتباطی اجرا می‌شوند و برای دستیابی به ارتباط پیشرفته بین خودروهای الکتریکی و ایستگاه‌های شارژ برای انتقال دو طرفه برق استفاده می‌شوند.

استاندارد ISO 15118-20 در سال ۲۰۲۲ منتشر شد و پایه و اساس شارژ دو طرفه را بنا نهاد و از ژانویه ۲۰۲۷ برای همه ایستگاه‌های شارژ دولتی و خصوصی تازه ساخته شده (حالت ۳) اجباری خواهد بود. استاندارد ISO 15118-20 یک مکانیسم مذاکره دقیق بین خودروهای الکتریکی و ایستگاه‌های شارژ، از جمله قیمت‌گذاری پویا و سیگنال‌های مربوط به تراکم شبکه، اضافه می‌کند.

استاندارد ISO 15118-20 تنها مسیر تکامل قانونی برای پیاده‌سازی قابلیت V2G است. در مقایسه با استاندارد سنتی ISO 15118-2، استاندارد جدید جایگاه اصلی خود را پیدا کرده است و پیشرفت‌های فناوری آن عمدتاً در موارد زیر منعکس شده است:

• ◉ کنترل جریان توان دو طرفه (کنترل دینامیکی):به تنظیم دقیق‌تر P (فعال) و Q (واکنشی) دست می‌یابد و از پاسخ فرکانسی شبکه پشتیبانی می‌کند.
• ◉ رمزگذاری امنیتی چند سطحی:پروتکل TLS 1.3 سختگیرانه‌تر و احراز هویت گواهی متقابل را برای اطمینان از امنیت شبکه دارایی‌های خودرو هنگام اتصال به شبکه برق عمومی معرفی می‌کند.
• ◉ اتصال و شارژ:در سناریوهای V2G، احراز هویت نه تنها برای صدور صورتحساب، بلکه برای ایجاد ریشه اعتماد خودرو به عنوان یک «واحد ذخیره‌سازی انرژی سیار» نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بازسازی مهندسی معماری سه لایه

ماهیت V2G یک پشته سخت‌افزاری از "خودرو + شمع" نیست، بلکه بازسازی سیستم‌های تولید پراکنده تحت سیستم دسترسی به شبکه است. یک سیستم V2G متصل به شبکه واجد شرایط باید سه لایه از قابلیت‌های مشارکتی داشته باشد: لایه الکتریکی (تبادل انرژی): حل مشکل تزریق مبدل‌های دو جهته AC/DC با راندمان بالا و هارمونیک پایین (THD<3%). لایه کنترل (پاسخ الگوریتم): تمرکز بر پیاده‌سازی محلی الگوریتم کنترل افت فرکانس و عبور از خطا (FRT) است. لایه سیستم (گواهی انطباق): رسیدگی به گواهی سازگاری کلی ترکیب "شمع کابل خودرو"، که "بلیط اجباری" برای جهانی شدن در اروپا است.

ساخت کنترل «قطعی»: سه الگوریتم اصلی

۳، کاربرد در سطح راهکار: طراحی معماری پلتفرم تجمیع V2G

یک راهکار V2G با عمق صنعت، صرفاً یک راهکار «شمع+خودرو» نیست، بلکه ساخت یک اکوسیستم حلقه بسته از EV-EVSE-CPO-EMS است.

۴. معماری قطعی سیستم V2G

اولین تصمیم مهندسی این است: اینورتر کجا باید قرار گیرد؟ این موضوع فرآیند صدور گواهینامه و مرز مسئولیت فنی را تعیین می‌کند.

۵. صدور گواهینامه و دسترسی

برای تصمیم‌گیرندگان، اینکه آیا یک محصول می‌تواند از مرحله بررسی عبور کند یا خیر، به درک آنها از سیستم استاندارد، از جمله موارد زیر، بستگی دارد.RfG (اتحادیه اروپا ۲۰۱۶/۶۳۱), EN 50549-1، وEN 50549-10.

۶، بینش صنعت: نقطه عطف ۲۰۲۶ فرا رسیده است

رقابت V2G رقابت قدرت نیست، بلکه رقابت دقت کنترل و عمق انطباق است. اولویت‌بندی پلتفرم‌های سخت‌افزاری که از ISO 15118-20 پشتیبانی می‌کنند و اتخاذ رویکرد مهندسی سیستم‌ها، خندق فناوری واقعی است.