Caricabatterie portatile per veicoli elettrici
Wallbox per veicoli elettrici domestici
Stazione di ricarica CC
Stazione di ricarica BESS
V2G V2H V2V V2L
Modulo di ricarica per veicoli elettrici
Connettore di ricarica CC
Accessori per veicoli elettrici
Con il settore dei trasporti globale che si sta orientando verso la riduzione delle emissioni di carbonio e l'elettrificazione, la domanda di una potenza di ricarica estremamente elevata per apparecchiature di grandi dimensioni come veicoli per il trasporto pesante, navi, aeromobili e macchinari edili sta diventando sempre più pressante. Il sistema di ricarica Megawatt (MCS), con una potenza di ricarica fino a 3,75 MW, è diventato una tecnologia chiave per guidare l'elettrificazione nei settori sopra menzionati. L'MCS non solo può ridurre significativamente i tempi di ricarica, ma anche soddisfare le esigenze di scenari operativi gravosi e ad alta frequenza, fornendo un supporto importante per la transizione verso l'energia verde.
La capacità delle batterie dei veicoli pesanti è spesso decine di volte superiore a quella delle autovetture e i metodi di ricarica tradizionali faticano a soddisfare il rapido fabbisogno energetico di queste grandi apparecchiature meccaniche. Pertanto, rispetto alla ricarica CC standard europea, il fabbisogno di potenza di ricarica dovrebbe idealmente essere aumentato di 10-15 volte (vedere Figura 1). Attualmente, MCS è in grado di ricaricare le batterie dei veicoli pesanti fino all'80% di SOC in 45 minuti aumentando la tensione e la corrente di carica, il che richiede una potenza massima di 3,75 MW ed è in linea con i tempi di riposo previsti dalla legge per la guida a lunga distanza.
Rispetto agli standard GB/T, CHAdeMO, CCS e NACS, MCS consente una riduzione dei tempi di ricarica da 4,2 a 15 volte. A livello tecnico, MCS deriva da CCS, ma esistono differenze significative tra i due sotto certi aspetti:
Interfaccia di ricarica e comunicazione di basso livello
L'interfaccia MCS definita dalla norma IEC TS 63379 è in grado di trasmettere correnti fino a 3000 A e supportare tensioni fino a 1250 V, con raffreddamento a liquido obbligatorio per gli scenari di potenza più elevati.
Lo standard di comunicazione di basso livello MCS è IEC 61851-23-3 (la cui pubblicazione è prevista per il 2026). Il controllo del pin pilota in MCS è denominato Charge Enable (CE), che utilizza una tensione di 5 V CC e non prevede modulazione di larghezza di impulso (PWM). Analogamente al pin PP in CCS, MCS utilizza 5 V CC per il rilevamento dell'inserimento (ID), che può anche fornire alimentazione a 12/24 V per apparecchiature elettriche ausiliarie.
1. Comunicazione di alto livello: comunicazione multipunto 10BASE-T1S
La comunicazione di alto livello si basa sullo standard ISO 15118-20, e il suo emendamento 1 (ISO 15118-20 Amd-1) introduce ID di servizio aggiuntivi per MCS. La struttura di comunicazione è simile a quella di CCS, utilizzando TLS, TCP/IP ed Ethernet, ma il livello fisico adotta 10BASE-T1S, come specificato nello standard ISO 15118-10. 10BASE-T1S è un cavo Ethernet a doppino intrecciato singolo, con una larghezza di banda di 10 Mbps in modalità half duplex, e adotta la codifica differenziale Manchester (DME) basata sulla specifica IEEE 802.3cg. La comunicazione di alto livello MCS non richiede la comunicazione su linea elettrica (PLC), né il processo SLAC (Signal Level Attenuation Characteristic) per il rilevamento dello stato della connessione.
2. Meccanismo di comunicazione PLCA
A differenza della comunicazione punto-punto dell'Ethernet standard, 10BASE-T1 supporta la connettività multipunto e il meccanismo di prevenzione delle collisioni a livello fisico (PLCA). La sua infrastruttura EVSE funge da coordinatore, assegnando l'ID nodo 0 e l'ID veicolo elettrico 1 (Drop Node 1). Secondo la norma ISO 15118-10, il bus di comunicazione può supportare fino a 6 nodi aggiuntivi (Drop Node), ad esempio per la trasmissione di dati dei sensori, corrente, temperatura e altre informazioni relative alla spina e alla presa. Il PLCA può ulteriormente ottimizzare il processo di comunicazione, migliorare l'efficienza della trasmissione dei dati tra più nodi e garantire la sincronizzazione e la sicurezza delle informazioni in ogni fase del processo di ricarica.
Sviluppo e test di MCS
Sebbene la standardizzazione dei sistemi MCS non sia ancora stata completata, lo sviluppo di sistemi di ricarica per i produttori di veicoli e le infrastrutture è già iniziato. La simulazione e i test nelle fasi iniziali possono contribuire a prevenire errori di progettazione, ridurre i tempi di correzione e contenere i costi.
La soluzione di test di simulazione MCS sviluppata da Vector copre i test di sviluppo funzionale e di comunicazione a livello desktop EVCC/SEC, i test di coerenza e interoperabilità, i test di potenza prestazionale a livello di megawatt e la raccolta e l'analisi di dati reali di veicoli elettrici/stazioni di ricarica e di colonnine di ricarica, soddisfacendo gli scenari applicativi degli ingegneri in diverse dimensioni (Figura 4).
Una piattaforma software per l'analisi, la simulazione e il collaudo di veicoli elettrici e stazioni di ricarica (EV/EVSE) conforme ai protocolli MCS/CCS/OCPP/GBT/CHAdeMO in diverse regioni.
Si tratta di un modulo di comunicazione sicuro integrato nel software, che supporta la crittografia TLS 1.2/1.3, i modelli di certificati di sicurezza PnC e l'autenticazione di interconnessione tramite radice attendibile del soggetto.
La scheda di ricarica intelligente di nuova generazione offre la simulazione del circuito di guida hardware CCS (PLC)/MCS e supporta anche la simulazione dei guasti a livello fisico.
La scheda di interfaccia di comunicazione supporta 10BASE-T1S, consentendo la comunicazione di alto livello MCS e la connessione multipunto MultiDrop.
È possibile fornire un banco di prova con una potenza di carica massima di 3,84 MW e 1500 V, che include un modulo di controllo principale da 180 kW e rack di alimentazione aggiuntivi per l'espansione.
Fornire una libreria di casi di test standard ISO 15118 e un ambiente di codice sorgente (vTESTstudio), che consentano ai tester di implementare rapidamente sequenze di test personalizzate al di là degli standard.
Essendo la tecnologia chiave per l'elettrificazione del trasporto pesante, la standardizzazione, l'affidabilità e la flessibilità del sistema MCS influenzeranno direttamente lo sviluppo del settore. In futuro, grazie al continuo miglioramento degli standard e all'aggiornamento degli strumenti di collaudo, si prevede che il sistema MCS troverà ampia applicazione nei settori della logistica, dei porti, dell'aviazione e delle macchine edili.
Grazie all'utilizzo di strumenti di sviluppo, simulazione e test appropriati, è possibile affrontare la complessità e i potenziali rischi del sistema. Il sistema fornito da Vector offre elevata flessibilità e scalabilità, inclusi test di prestazione alla massima potenza di carica specificata da MCS, mentre la toolchain copre senza soluzione di continuità altri standard di carica, rispondendo al meglio alle esigenze di diversi progetti. Vector partecipa inoltre ai comitati di standardizzazione pertinenti e adatta rapidamente le proprie soluzioni per conformarsi ai più recenti processi di standardizzazione MCS.
Data di pubblicazione: 21 settembre 2026
