Analiza schematu testowania zgodności europejskich standardowych punktów ładowania pojazdów elektrycznych w oparciu o przepisy UE AFIR

W niniejszym artykule zaproponowano metodę testowania zgodności z normami europejskimi, opartą na analizie charakterystyki ładowania, aby sprostać rosnącej heterogeniczności stacji ładowania w Europie, wynikającej z wdrożenia unijnych przepisów AFIR. Analizując różnice w protokołach komunikacyjnych, parametrach elektrycznych i strategiach ochrony stacji ładowania w ramach norm takich jak DIN70121 i ISO15118, zbudowano wirtualne stanowisko testowe obejmujące wydajność ładowania, niezawodność, wartości graniczne, adaptowalność i wstrzykiwanie błędów, aby symulować scenariusze nieprawidłowego działania sprzętu i protokołów.

Metoda ta może symulować scenariusz awarii ładowania zgodnego ze standardami europejskimi, obniżyć koszty rzeczywistych testów stosów za granicą i zapewnić wsparcie techniczne dla wspólnej optymalizacji stosów pojazdów elektrycznych przeznaczonych do eksportu do Europy.

1Europejski rynek stosów ładujących i wyzwania związane ze zgodnością eksportową

Europa, jako jeden z regionów o najwyższym wskaźniku penetracji rynku pojazdów elektrycznych na świecie, słynie z surowych wymogów technicznych i kompleksowych standardów testowania systemu ładowania. W kontekście dynamicznego rozwoju infrastruktury ładowania w Europie i rosnącej liczby stacji ładowania, ryzyko związane z brakiem kompatybilności komunikacyjnej między stacjami ładowania staje się coraz bardziej widoczne.

Chociaż przepisy AFIR mają na celu poprawę zasięgu sieci i zwiększenie wygody ładowania, zmuszając kraje do przyspieszenia budowy obiektów, występują różnice w protokołach komunikacyjnych, diagnostyce błędów i logice harmonogramowania mocy pomiędzy różnymi operatorami i modelami stacji ładowania. Może to łatwo doprowadzić do przeszkód w dopasowaniu i wahań wydajności, takich jak awaria protokołu i niedopasowanie harmonogramowania mocy podczas interakcji ze stacją pojazdu.

Rozwój sieci ładowania sprawił, że zapewnienie stabilnej i wydajnej komunikacji oraz współpracy między ogromnymi, heterogenicznymi stacjami ładowania i różnymi modelami pojazdów stało się kluczowym wyzwaniem wpływającym na doświadczenia użytkowników i niezawodność harmonogramu sieci energetycznej.

2Wpływ problemów ze zgodnością ze standardem ładowania w Europie

W kontekście szybkiego rozwoju światowego rynku pojazdów elektrycznych „umiejętność ładowania i dobre ładowanie” stała się kluczowym czynnikiem wpływającym na doświadczenia użytkowników i reputację przedsiębiorstwa.

Wpływ ładowania zgodnego ze standardami europejskimi na kompatybilność obejmuje wiele aspektów technicznych, takich jak kompatybilność interfejsu fizycznego, adaptacja protokołu komunikacyjnego, stabilność logiki sterowania ładowaniem oraz niezawodność mechanizmów zabezpieczających. Problemy z kompatybilnością nie tylko pogarszają komfort użytkowania, ale mogą również powodować poważne zagrożenia bezpieczeństwa: w zastosowaniach praktycznych przepięcia, przetężenia, awarie izolacji i inne problemy mogą prowadzić do uszkodzenia sprzętu, a nawet pożaru. Luki w zabezpieczeniach protokołu komunikacyjnego mogą zostać wykorzystane do zakłócania procesu ładowania lub kradzieży danych użytkownika. Ekstremalne warunki, takie jak niskie i wysokie temperatury, mogą również powodować awarie urządzeń ładujących, dlatego należy wcześniej przeprowadzić testy kompatybilności, aby zweryfikować i uniknąć takich problemów.

Statystyki pokazują, że ponad 39% awarii ładowania w standardowych europejskich pojazdach elektrycznych podczas ładowania wynika z wad kompatybilności. Zróżnicowane podejście producentów do szczegółów technicznych (takich jak dostosowanie parametrów komunikacji PLC w normie ISO 15118) prowadzi do częstych problemów z ładowaniem.

Obecna technologia ma oczywiste ograniczenia:

• ► Wymiary kompatybilności, takie jak różnice w opcjach i logice ochrony;
• ►Po pierwsze, testowanie można przeprowadzić wyłącznie w oparciu o określone wymagania standardowe (takie jak testowanie wyłącznie podstawowej komunikacji zgodnej z normą DIN70121), co nie obejmuje takich aspektów zgodności, jak opcje protokołu i różnice w logice zabezpieczeń;
• ►Drugim sposobem jest sprawdzenie kompatybilności za pomocą zagranicznych testów drogowych, których koszt wynosi ponad 500 000 juanów za test pojedynczego pojazdu, a cykl trwa 2–3 miesiące;
• ►Po trzecie, testy europejskich modeli pojazdów (takie jak weryfikacja niezawodności komunikatów komunikacyjnych za pomocą symulatorów opartych na standardach protokołów, takich jak DIN70121 i ISO15118) mogą obejmować jedynie częściowe problemy ze zgodnością na poziomie protokołu komunikacyjnego, przy czym pojedynczy projekt weryfikacyjny (taki jak brak konieczności dynamicznej regulacji parametrów elektrycznych) nie jest wystarczający.
• ►Po czwarte, testowanie kompatybilności rzeczywistych stacji ładowania wymaga dużej liczby próbek stacji ładowania (zwykle trzeba przetestować ponad 20 marek), a jeśli problemów z kompatybilnością ładowania (takich jak sporadyczne przerwy w komunikacji) nie da się wiarygodnie odtworzyć, nie ma możliwości ponownej weryfikacji ani uzupełnienia danych, opieranie się na zdarzeniach probabilistycznych przy niewielkim ukierunkowaniu i trudności ze spełnieniem szybkich potrzeb rynku w zakresie weryfikacji.

W związku z tym należy pilnie zaktualizować metody weryfikacji i wymiary zgodności ładowania ze standardami europejskimi.