即插即充(PnC,plug and charge)技术详解。即插即充(基于ISO 15118标准)的出发点就是便捷的充电体验。其技术点是公钥基础设施(PKI)和数字证书。在车辆和充电桩制造商出厂前,会为其预置根证书和各自的数字证书。当车辆插入充电枪后,两者会建立安全的通信链路,交换并验证对方的数字证书。车辆将其包含VIN和支付合约信息的“代币”发送给充电桩,桩再将此信息上传至后台认证平台。平台验证通过后,授权充电桩开始充电,并在结束后自动从车主绑定的账户扣款。整个过程完全自动化,无需手机或RFID卡。这不仅提升了便利性,也通过加密技术增强了支付安全性。尽管该技术的普及还面临证书管理、跨运营商互认等挑战,但无疑是未来的发展方向。常规交流桩需要增加交流桩PLC模块才能支持PnC。市面上大部分充电桩都不需要和车通讯用不到PLC协议板。欧洲新能源汽车充电桩交流桩PLC通信板

新能源汽车充电桩有两种,直流桩(快充)和交流桩(慢充)。国内新能源汽车新车发布都会在续航也就是电池容量上吸引消费者,续航越长带来的问题是充电时长问题。比如小米su7 pro版电池是94.3kWh,如果用常见的7kw交流桩充满要要12小时,如果用直流桩以车能承受的大电流400A充电只需0.5小时充满。比如小鹏P7 75kWh的电池容量,如果用随车送的7kw交流桩充满电至少需要10小时,如果用直流桩按车官宣的5C速度满功率充电12分钟充满。这么悬殊的充电速度,那还有人接受交流桩吗,是不是它没有存在的价值?可能大部分人没法接受,但对于直流桩分布少的偏远地区或者家庭只能使用交流充。而且交流桩对电池更友好,理论上对电池寿命有利。对于电网负荷不足的地区或基建不足的地区,交流桩占比还很高。而且欧盟新法规更新了交流桩要求,要增加交流桩PLC模块来支持新的ISO15118协议,并没有弱化交流桩存在的迹象。新能源充电桩交流桩PLC交流桩PLC和车通讯后可以在输出电压电流前获悉车安全的充电电压电流 。

数据处理与隐私保护。充电桩在运行过程中会收集大量数据,包括用户的身份信息、车辆信息(VIN)、充电时间、地点、电量、消费金额等。这些数据具有巨大的价值,可以用于优化运营、分析用户行为、提供增值服务。但同时也带来了严峻的隐私保护挑战。运营商必须严格遵守《网络安全法》、《个人信息保护法》等法律法规,遵循“告知-同意”原则,明确向用户告知数据收集的范围和使用目的。数据存储需要加密,访问需要严格的权限控制。在数据利用时,应进行匿名化或聚合化处理,避免追溯到具体个人。建立健全的数据安全管理体系,不仅是法律要求,也是赢得用户信任、维护品牌声誉的必要条件。欧盟新规就要求增加交流桩PLC以执行ISO15118协议,增强数据安全。
数据价值与商业模式创新。充电数据是一座待挖掘的“金矿”。分析充电时间、地点、电量等数据,可以描绘用户的出行画像和能源消费习惯。这些数据价值可以转化为新的商业模式:例如,为车企提供用户用车行为分析报告,助力产品改进和营销;为电网公司提供区域负荷预测数据服务;为保险公司开发基于驾驶和充电行为的UBI(基于使用量定价)车险;为零售商提供“充电+”服务,向正在充电的用户推送周边的商圈优惠信息,实现流量变现。在充分保护用户隐私的前提下,数据的创新应用将开辟除充电服务费之外的第二增长曲线。因此数据安全是个大课题,欧标新规要求增加交流桩PLC以执行ISO15118充电协议,所有数据会有安全可靠的加密方案。交流桩PLC利用充电线内的CP信号线和车通讯。

交流充电对电池寿命的影响探讨。相比于大功率直流快充,交流慢充对电池寿命更为友好。动力电池的衰减主要与循环次数、工作温度、充电倍率(C-rate)和充放电深度有关。交流充电功率低,充电倍率通常在0.2C以下(即用5小时以上充满),产生的热量较少,电池温升温和,对电池内部的化学结构和材料压力小。而直流快充的高倍率(可能达到1C甚至更高)会导致锂离子快速嵌入和脱出,产生更多热量,加速正负极材料的老化和电解液的分解。因此,在日常使用中,将交流慢充作为主力,直流快充作为长途补能的补充,是一种理想的、有利于延长电池整体使用寿命的使用策略。而且交流桩的协议规范在不断迭代更新,新规欧标要求增加交流桩PLC模块来支持新的充电协议。国标车充电不要求交流桩PLC协议。欧洲电动汽车交流桩PLC通信板
欧标交流桩增加ISO15118协议不需要改动硬件。欧洲新能源汽车充电桩交流桩PLC通信板
欧美标充电协议ISO15118和DIN70121是什么关系?DIN70121是ISO15118的简化版,交互的信息内容和参数定义相同,有些可选参数要求没那么严格,另外DIN70121只定义了直流充电不支持交流充电,ISO15118包含交直流充电,还定义PnC。目前市面上普及的是DIN70121,支持ISO15118的很少,支持ISO15118交流充电的更少。DIN70121将慢慢过度升级到ISO15118,升级动作只需要改软件。实现交流充电不需要软件协议也能充电,目前市面上国标和绝大部分的欧美标交流桩都没有跑软件协议。但新欧盟法规要求加入交流桩PLC来支持ISO15118协议,成本会增加不少,但数据安全有了保障,长远来看有利于构建完整智慧的充电生态。欧洲新能源汽车充电桩交流桩PLC通信板
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