V2G Special Series (II): Diepgaande analyse van de “deterministische” V2G-systeemarchitectuur

In de vorige V2G-serie (1), “In het jaar van commercialisering hebben China en Europa verschillende technologische paden bewandeld”, hebben we de verschillen tussen V2G in China en Europa onderzocht, evenals de macro-achtergrond en het commerciële potentieel van interactie tussen voertuigennetwerken. Wanneer de industrie de ‘diepwaterzone’ betreedt, wordt de consistentie van de technologische implementatie het belangrijkste knelpunt voor grootschalige commercialisering.

De essentie van V2G is niet het laden en ontladen, maar het omzetten van auto's in activa voor het elektriciteitsnet. In dit nummer gaan we dieper in op de kerntechnologische elementen die een volwaardige V2G-oplossing in Europa zou moeten bezitten.

In V2G-toepassingen (Vehicle-to-Grid) zijn communicatieprotocollen cruciaal, omdat ze een betrouwbare, veilige en gestandaardiseerde gegevensuitwisseling mogelijk maken tussen elektrische voertuigen, laadstations, netbeheerders en belanghebbenden in de elektrische voertuigensector. Deze protocollen lopen door de gehele communicatieketen en worden gebruikt om geavanceerde communicatie tussen elektrische voertuigen en laadstations te realiseren voor bidirectionele energieoverdracht.

ISO 15118-20 werd in 2022 gepubliceerd en legt de basis voor bidirectioneel laden. Deze norm is vanaf januari 2027 verplicht voor alle nieuw gebouwde openbare en particuliere (Mode 3) laadstations. ISO 15118-20 voegt een gedetailleerd onderhandelingsmechanisme toe tussen elektrische voertuigen en laadstations, inclusief dynamische prijsstelling en signalen met betrekking tot netcongestie.

ISO 15118-20 is de enige wettelijk toegestane ontwikkelingsroute voor de implementatie van V2G-functionaliteit. In vergelijking met de traditionele ISO 15118-2 neemt de nieuwe standaard een centrale positie in, en de technologische doorbraken komen vooral tot uiting in:

• ◉ Bidirectionele vermogensstroomregeling (dynamische regeling):Dit zorgt voor een fijnere P (actieve) en Q (reactieve) regeling, waardoor de frequentierespons van het net wordt ondersteund.
• ◉ Versleuteling met meerdere beveiligingslagen:introduceert het strengere TLS 1.3-protocol en wederzijdse certificaatverificatie om de netwerkbeveiliging van voertuigen te waarborgen wanneer deze zijn aangesloten op het openbare elektriciteitsnet.
• ◉ Plug&Charge:In V2G-scenario's is identiteitsverificatie niet alleen belangrijk voor de facturering, maar ook om de vertrouwensbasis van het voertuig als een "mobiele energieopslageenheid" vast te stellen.

Technische herstructurering van een drielaagse architectuur

De essentie van V2G is niet een hardwarestack van "voertuig + mast", maar een reconstructie van gedistribueerde energieopwekkingssystemen binnen het netwerk. Een gekwalificeerd, op het net aangesloten V2G-systeem moet drie lagen van samenwerkingsmogelijkheden hebben: elektrische laag (energie-uitwisseling): het oplossen van de hoge efficiëntie en lage harmonische (THD<3%) injectie van bidirectionele AC/DC-omvormers. Besturingslaag (algoritme-respons): de focus ligt op de lokale implementatie van frequentiedalingregeling en het FRT-algoritme (Fault Ride Through). Systeemlaag (conformiteitscertificering): het waarborgen van de algehele consistentie van de "voertuig-kabel-mast"-combinatie, wat een "verplichte voorwaarde" is voor internationale toegang tot Europa.

Het bouwen van 'deterministische' besturing: drie kernalgoritmen

3. Toepassing op oplossingsniveau: Architectuurontwerp van een V2G-aggregatieplatform

Een V2G-oplossing met diepgang in de industrie is niet zomaar een "laadpaal + voertuig"-oplossing, maar eerder de constructie van een gesloten ecosysteem van EV-EVSE-CPO-EMS.

4. Deterministische V2G-systeemarchitectuur

De eerste technische beslissing is: Waar moet de omvormer geplaatst worden? Dit bepaalt het certificeringsproces en de grenzen van de technische verantwoordelijkheid.

5. Certificering en toegang

Voor besluitvormers hangt het ervan af of een product de beoordeling doorstaat, afhankelijk van hun begrip van het standaardsysteem, inclusiefRfG (EU 2016/631), EN 50549-1, EnEN 50549-10.

6. Branche-inzicht: Het keerpunt van 2026 is aangebroken

De concurrentie op het gebied van V2G draait niet om rekenkracht, maar om nauwkeurigheid van de besturing en de mate van naleving van de regelgeving. Prioriteit geven aan hardwareplatformen die ISO 15118-20 ondersteunen en een systeemgerichte aanpak hanteren, vormt de ware technologische voorsprong.