Série Especial V2G (II): Análise detalhada da arquitetura de sistema V2G “determinística”

Na série anterior sobre V2G (1), “No ano da comercialização, China e Europa seguiram caminhos tecnológicos diferentes”, exploramos as diferenças entre o V2G na China e na Europa, bem como o contexto macro e o potencial comercial da interação da rede veicular. Quando o setor entra na “zona de águas profundas”, a consistência da implementação tecnológica torna-se o principal gargalo para a comercialização em larga escala.

A essência do V2G não é carregar e descarregar, mas sim transformar carros em ativos da rede elétrica – nesta edição, vamos explorar os principais elementos tecnológicos que uma solução V2G madura na Europa deve possuir.

Em aplicações V2G (Veículo para Rede), os protocolos de comunicação são cruciais, pois permitem a troca de dados confiável, segura e padronizada entre veículos elétricos, estações de carregamento, operadores de rede e demais partes interessadas no setor de veículos elétricos. Esses protocolos percorrem toda a cadeia de comunicação e são utilizados para viabilizar a comunicação avançada entre veículos elétricos e estações de carregamento para a transmissão bidirecional de energia.

A norma ISO 15118-20 foi lançada em 2022, estabelecendo as bases para o carregamento bidirecional e será obrigatória para todas as novas estações de carregamento públicas e privadas (Modo 3) a partir de janeiro de 2027. A ISO 15118-20 adiciona um mecanismo de negociação detalhado entre veículos elétricos e estações de carregamento, incluindo preços dinâmicos e sinais relacionados à congestão da rede.

A norma ISO 15118-20 é o único caminho legal para a implementação da funcionalidade V2G. Em comparação com a norma tradicional ISO 15118-2, a nova norma ocupa uma posição central, e seus avanços tecnológicos se refletem principalmente em:

• ◉ Controle bidirecional do fluxo de potência (Controle Dinâmico):Obtém uma regulação mais precisa de P (ativo) e Q (reativo), favorecendo a resposta de frequência da rede.
• ◉ Criptografia de segurança em vários níveis:Introduz o protocolo TLS 1.3 mais rigoroso e a autenticação mútua por certificado para garantir a segurança da rede dos ativos do veículo quando conectados à rede elétrica pública.
• ◉ Plug&Charge:Em cenários V2G, a autenticação de identidade não serve apenas para faturamento, mas também para estabelecer a base de confiança do veículo como uma “unidade móvel de armazenamento de energia”.

Reestruturação de engenharia da arquitetura de três níveis

A essência do V2G não reside em uma pilha de hardware composta por "veículo + pilha", mas sim na reconstrução de sistemas de geração distribuída sob a conexão à rede elétrica. Um sistema V2G qualificado e conectado à rede deve possuir três camadas de capacidades colaborativas: camada elétrica (troca de energia): resolução da injeção de alta eficiência e baixa distorção harmônica total (THD < 3%) em conversores CA/CC bidirecionais. Camada de controle (resposta algorítmica): foco na implementação localizada do controle de queda de frequência e do algoritmo de resposta a falhas (FRT). Camada de sistema (certificação de conformidade): garantia da certificação de consistência geral da combinação "veículo + pilha de cabos", requisito obrigatório para a expansão global na Europa.

Construindo controle 'determinístico': três algoritmos principais

3. Aplicação em nível de solução: Projeto de arquitetura da plataforma de agregação V2G

Uma solução V2G com ampla experiência no setor não é simplesmente uma solução "pilha + veículo", mas sim a construção de um ecossistema de circuito fechado de EV-EVSE-CPO-EMS.

4. Arquitetura determinística do sistema V2G

A primeira decisão de engenharia é: onde o inversor deve ser instalado? Isso determina o processo de certificação e os limites da responsabilidade técnica.

5. Certificação e Acesso

Para os responsáveis ​​pela tomada de decisões, a aprovação de um produto na avaliação depende da sua compreensão do sistema de normas, incluindoRfG (UE 2016/631), EN 50549-1, eEN 50549-10.

6. Análise do Setor: O Ponto de Virada de 2026 Chegou

A competição no âmbito do V2G não se resume a uma competição de potência, mas sim a uma competição de precisão de controle e abrangência de conformidade. Priorizar plataformas de hardware que suportem a norma ISO 15118-20 e adotar uma abordagem de engenharia de sistemas é o verdadeiro diferencial tecnológico.