Phân tích phương án kiểm tra khả năng tương thích cho các trụ sạc xe điện tiêu chuẩn châu Âu dựa trên quy định AFIR của EU.

Bài viết này đề xuất một phương pháp kiểm tra khả năng tương thích theo tiêu chuẩn châu Âu dựa trên phân tích đặc tính sạc để giải quyết sự gia tăng tính không đồng nhất của các trạm sạc ở châu Âu do việc thực hiện các quy định AFIR của EU. Bằng cách phân tích sự khác biệt trong các giao thức truyền thông, thông số điện và chiến lược bảo vệ của các trạm sạc theo các tiêu chuẩn như DIN70121 và ISO15118, một hệ thống thử nghiệm ảo bao gồm hiệu suất sạc, độ tin cậy, giá trị giới hạn, khả năng thích ứng và khả năng tạo lỗi được xây dựng để mô phỏng các kịch bản bất thường về phần cứng và giao thức.

Phương pháp này có thể mô phỏng kịch bản sự cố của hệ thống sạc tiêu chuẩn châu Âu, giảm chi phí thử nghiệm cọc thực tế ở nước ngoài và cung cấp hỗ trợ kỹ thuật cho việc tối ưu hóa hợp tác các loại cọc xe điện xuất khẩu sang châu Âu.

1Những thách thức đối với thị trường cọc sạc điện châu Âu và khả năng tương thích xuất khẩu

Là một trong những khu vực có tỷ lệ sử dụng xe điện cao nhất thế giới, châu Âu nổi tiếng với các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt và tiêu chuẩn kiểm tra toàn diện đối với hệ thống tiêu chuẩn sạc điện. Trong bối cảnh cơ sở hạ tầng sạc điện ở châu Âu đang mở rộng nhanh chóng, khi số lượng trạm sạc ngày càng tăng, nguy cơ về khả năng tương thích giao tiếp giữa các trạm sạc xe điện ngày càng trở nên nổi bật.

Mặc dù các quy định AFIR nhằm mục đích cải thiện vùng phủ sóng mạng và nâng cao sự tiện lợi khi sạc, buộc các quốc gia phải đẩy nhanh tiến độ xây dựng cơ sở hạ tầng, nhưng vẫn tồn tại sự khác biệt về giao thức truyền thông, chẩn đoán lỗi và logic lập lịch công suất giữa các nhà khai thác và mô hình trạm sạc khác nhau, điều này dễ dẫn đến các trở ngại trong việc kết nối và sự biến động về hiệu suất như lỗi bắt tay giao thức và sự không khớp lập lịch công suất trong quá trình tương tác giữa xe và trạm sạc.

Với sự mở rộng của mạng lưới trạm sạc, việc đảm bảo liên lạc và hợp tác ổn định và hiệu quả giữa các trạm sạc đa dạng và nhiều loại xe khác nhau đã trở thành một thách thức quan trọng, ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng và độ tin cậy của việc lập kế hoạch vận hành lưới điện.

2Ảnh hưởng của các vấn đề tương thích với tiêu chuẩn sạc châu Âu

Trong bối cảnh thị trường xe điện toàn cầu phát triển nhanh chóng, “khả năng sạc điện và sạc điện tốt” đã trở thành yếu tố then chốt ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng và uy tín của doanh nghiệp.

Tác động về khả năng tương thích của tiêu chuẩn sạc châu Âu bao gồm nhiều khía cạnh kỹ thuật như khả năng tương thích giao diện vật lý, khả năng thích ứng giao thức truyền thông, độ ổn định của logic điều khiển sạc và độ tin cậy của cơ chế bảo vệ an toàn. Các vấn đề về khả năng tương thích không chỉ làm giảm trải nghiệm người dùng mà còn có thể gây ra các nguy hiểm nghiêm trọng về an toàn: trong các ứng dụng thực tế, quá áp, quá dòng, hỏng cách điện và các vấn đề khác có thể dẫn đến hư hỏng thiết bị hoặc thậm chí gây cháy; các lỗ hổng trong giao thức truyền thông có thể bị khai thác một cách độc hại để can thiệp vào quá trình sạc hoặc đánh cắp dữ liệu người dùng; môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ thấp và cao cũng có thể khiến các thiết bị sạc hoạt động sai chức năng, và cần tiến hành kiểm tra khả năng tương thích trước để xác minh và tránh những vấn đề này.

Thống kê cho thấy hơn 39% các lỗi sạc ở xe điện tiêu chuẩn châu Âu trong quá trình sạc là do khiếm khuyết về khả năng tương thích. Việc các nhà sản xuất khác nhau triển khai các chi tiết kỹ thuật (chẳng hạn như việc tùy chỉnh các thông số giao tiếp PLC trong ISO15118) dẫn đến các sự cố sạc thường xuyên.

Công nghệ hiện tại có những hạn chế rõ ràng:

• ► Các khía cạnh về khả năng tương thích như sự khác biệt về các tùy chọn và logic bảo vệ;
• ►Thứ nhất, việc thử nghiệm chỉ có thể được thực hiện dựa trên một số yêu cầu tiêu chuẩn nhất định (chẳng hạn như chỉ thử nghiệm giao tiếp cơ bản theo tiêu chuẩn DIN70121), điều này không thể bao gồm các khía cạnh tương thích như các tùy chọn giao thức và sự khác biệt về logic bảo vệ;
• ►Thứ hai là xác minh tính tương thích thông qua thử nghiệm đường cọc ở nước ngoài, với chi phí hơn 500.000 nhân dân tệ cho mỗi lần thử nghiệm xe và chu kỳ 2-3 tháng;
• ►Thứ ba, việc thử nghiệm các mẫu xe tiêu chuẩn châu Âu (chẳng hạn như xác minh độ tin cậy của các thông điệp truyền thông thông qua các trình mô phỏng dựa trên các tiêu chuẩn giao thức như DIN70121 và ISO15118) chỉ có thể giải quyết một phần các vấn đề tương thích ở cấp độ giao thức truyền thông, với một dự án xác minh duy nhất (chẳng hạn như không liên quan đến việc điều chỉnh động các thông số điện);
• ►Thứ tư, việc kiểm tra khả năng tương thích của các trạm sạc thực tế đòi hỏi một số lượng lớn mẫu trạm sạc (thường cần kiểm tra hơn 20 thương hiệu), và nếu các vấn đề về khả năng tương thích khi sạc (chẳng hạn như gián đoạn giao tiếp không thường xuyên) không thể được tái hiện một cách đáng tin cậy, thì không thể xác minh lại hoặc bổ sung dữ liệu, dựa vào các sự kiện mang tính xác suất, với độ chính xác thấp và khó đáp ứng nhu cầu xác minh nhanh chóng của thị trường.

Do đó, các phương pháp và tiêu chí kiểm định khả năng tương thích sạc theo tiêu chuẩn châu Âu cần được cập nhật khẩn cấp.