智能充電樁的核心技術(shù)是支撐其智能化、網(wǎng)聯(lián)化、化、化運(yùn)行的關(guān)鍵,覆蓋電力變換、智能控制、物聯(lián)網(wǎng)通信、防護(hù)、計(jì)量計(jì)費(fèi)等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域,各技術(shù)模塊協(xié)同工作,才實(shí)現(xiàn)了與傳統(tǒng)充電樁的本質(zhì)區(qū)別。以下是其核心技術(shù)的詳細(xì)分類(lèi)與解析,按技術(shù)核心性和應(yīng)用優(yōu)先級(jí)排序:
一、電力變換與充電控制技術(shù)
這是充電樁的基礎(chǔ)核心技術(shù),決定充電功率、效率和適配性,是實(shí)現(xiàn) “能充電、充好電” 的前提。
AC-DC/DC-DC 功率變換技術(shù)
交流樁核心是車(chē)載充電機(jī)適配的交流供電控制,直流快充樁則依賴(lài)高功率AC-DC 整流模塊和DC-DC 穩(wěn)壓模塊,需實(shí)現(xiàn)寬電壓輸出(適配不同品牌電動(dòng)車(chē)的電池電壓)、高功率密度(減小設(shè)備體積)、高轉(zhuǎn)換效率(降低能耗,一般要求≥95%),同時(shí)支持恒壓、恒流、恒功率三種充電模式的無(wú)縫切換。
智能充電調(diào)度技術(shù)
支持預(yù)約充電、峰谷電價(jià)充電、功率動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),可根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷、用戶(hù)需求、電池 SOC(剩余電量)自動(dòng)調(diào)整充電參數(shù);部分高端樁還具備群充功率分配技術(shù),當(dāng)多個(gè)充電樁同時(shí)工作時(shí),能合理分配電網(wǎng)總功率,避免局部過(guò)載。
車(chē)樁交互通信技術(shù)
基于ISO 15118、GB/T 27930等國(guó)標(biāo)協(xié)議,實(shí)現(xiàn)充電樁與電動(dòng)汽車(chē) BMS(電池管理系統(tǒng))的雙向通信,實(shí)時(shí)獲取電池的電壓、電流、溫度、SOC 等數(shù)據(jù),根據(jù)電池狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整充電策略,充滿(mǎn)后自動(dòng)斷電,從源頭保護(hù)電池。
二、物聯(lián)網(wǎng)與網(wǎng)聯(lián)通信技術(shù)
這是實(shí)現(xiàn)充電樁 **“智能化”** 的核心,讓充電樁從 “單機(jī)設(shè)備” 變成 “聯(lián)網(wǎng)終端”,支撐遠(yuǎn)程管理、用戶(hù)交互和數(shù)據(jù)傳輸。
多制式聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)
主流采用4G/5G、以太網(wǎng)(適用于場(chǎng)站集中式部署),輔以Wi-Fi、藍(lán)牙(近場(chǎng)調(diào)試 / 用戶(hù)本地連接),部分戶(hù)外樁還支持NB-IoT/eMTC(低功耗廣域網(wǎng),適用于低頻次數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆錁叮笸ㄐ欧€(wěn)定、低延遲、高抗干擾(適應(yīng)戶(hù)外、車(chē)庫(kù)等復(fù)雜環(huán)境)。
邊緣計(jì)算與云端協(xié)同技術(shù)
充電樁本地具備邊緣計(jì)算能力,可實(shí)時(shí)處理充電數(shù)據(jù)、故障判斷、本地控制,避免云端網(wǎng)絡(luò)故障導(dǎo)致設(shè)備癱瘓;同時(shí)將關(guān)鍵數(shù)據(jù)上傳至云端管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯總、分析和遠(yuǎn)程指令下發(fā),做到 “本地自治 + 云端管控”。
設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維技術(shù)
基于網(wǎng)聯(lián)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)控、遠(yuǎn)程故障診斷、遠(yuǎn)程固件升級(jí)(FOTA)、遠(yuǎn)程重啟,無(wú)需運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)排查,大幅降低運(yùn)維成本,提升設(shè)備可用率。
三、防護(hù)技術(shù)
充電樁作為高壓用電設(shè)備,是底線(xiàn),其防護(hù)技術(shù)覆蓋設(shè)備自身、充電過(guò)程、人員、電網(wǎng)全維度,是核心技術(shù)中不可或缺的部分。
多重電氣保護(hù)技術(shù)
硬件層面實(shí)現(xiàn)過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、短路、漏電、過(guò)溫、防雷擊保護(hù),同時(shí)配備急停按鈕、充電槍鎖止裝置、連接器溫度檢測(cè);軟件層面設(shè)置故障閾值判斷,一旦檢測(cè)到異常,立即切斷電源并上報(bào)故障。
絕緣監(jiān)測(cè)與接地保護(hù)技術(shù)
針對(duì)高壓回路的絕緣電阻實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),符合國(guó)標(biāo) GB/T 18487 要求,當(dāng)絕緣性能下降至閾值以下時(shí),立即停止充電;同時(shí)具備完善的接地檢測(cè),避免因接地不良導(dǎo)致的觸電風(fēng)險(xiǎn)。
網(wǎng)絡(luò)防護(hù)技術(shù)
因充電樁聯(lián)網(wǎng),需防范網(wǎng)絡(luò)攻擊、數(shù)據(jù)篡改、指令偽造等風(fēng)險(xiǎn),核心技術(shù)包括設(shè)備身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密傳輸(SSL/TLS)、訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限控制、防火墻,部分場(chǎng)站還會(huì)部署入侵檢測(cè)系統(tǒng)(IDS),保障充電樁和云端平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)。
消防與防爆防護(hù)技術(shù)
針對(duì)戶(hù)外、地下車(chē)庫(kù)等場(chǎng)景,配備溫度傳感器、煙霧傳感器,部分快充樁還支持滅火裝置聯(lián)動(dòng),一旦檢測(cè)到起火風(fēng)險(xiǎn),立即斷電并觸發(fā)消防措施。
四、計(jì)量計(jì)費(fèi)與支付技術(shù)
這是充電樁商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的核心,要求計(jì)量、計(jì)費(fèi)靈活、支付。
高精度電能計(jì)量技術(shù)
充電樁的電能計(jì)量模塊需通過(guò)國(guó)家計(jì)量認(rèn)證(CMC),采用高精度計(jì)量芯片(誤差≤±0.5%),能計(jì)量充電量(有功電能)、電壓、電流、功率等參數(shù),同時(shí)支持分時(shí)計(jì)量(適配峰谷電價(jià)),為計(jì)費(fèi)提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
靈活計(jì)費(fèi)策略技術(shù)
軟件層面支持按電量計(jì)費(fèi)、按時(shí)間計(jì)費(fèi)、按套餐計(jì)費(fèi)、場(chǎng)站階梯計(jì)費(fèi)等多種模式,運(yùn)營(yíng)商可通過(guò)云端平臺(tái)遠(yuǎn)程調(diào)整計(jì)費(fèi)規(guī)則,適配不同場(chǎng)景(如公共場(chǎng)站、小區(qū)、高速服務(wù)區(qū))的定價(jià)需求。
多方式支付技術(shù)
集成二維碼掃碼支付、NFC 刷卡支付、APP 內(nèi)支付、無(wú)感支付等方式,核心是支付數(shù)據(jù)加密、交易流水實(shí)時(shí)同步、對(duì)賬清分,與第三方支付平臺(tái)(微信、支付寶)、銀聯(lián)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接,保障交易和資金清算準(zhǔn)確。
五、智能感知與數(shù)據(jù)處理技術(shù)
支撐充電樁的狀態(tài)感知、數(shù)據(jù)分析和精細(xì)化運(yùn)營(yíng),是實(shí)現(xiàn) “智慧運(yùn)營(yíng)” 的核心。
多維度狀態(tài)感知技術(shù)
通過(guò)各類(lèi)傳感器(電壓、電流、溫度、濕度、位置、充電樁占用狀態(tài)),實(shí)時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、充電過(guò)程數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備 “健康狀態(tài)” 和充電過(guò)程的全維度感知。
大數(shù)據(jù)分析與挖掘技術(shù)
云端平臺(tái)對(duì)海量充電樁的充電數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、用戶(hù)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可實(shí)現(xiàn):設(shè)備故障預(yù)警(提前發(fā)現(xiàn)潛在故障,做到預(yù)防性運(yùn)維)、場(chǎng)站運(yùn)營(yíng)優(yōu)化(分析高峰時(shí)段、充電需求,優(yōu)化網(wǎng)點(diǎn)布局和功率配置)、用戶(hù)畫(huà)像分析(為用戶(hù)提供個(gè)性化充電建議)。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與追溯技術(shù)
充電記錄、交易記錄、故障記錄等數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)本地 + 云端雙重存儲(chǔ),且數(shù)據(jù)不可篡改,支持歷史數(shù)據(jù)追溯,滿(mǎn)足運(yùn)營(yíng)商對(duì)賬、用戶(hù)查詢(xún)、監(jiān)管部門(mén)核查的需求。
六、電網(wǎng)互動(dòng)(V2G)技術(shù)
這是智能充電樁的進(jìn)階核心技術(shù),也是未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分,實(shí)現(xiàn) “車(chē) - 樁 - 網(wǎng)” 雙向互動(dòng)。
V2G(Vehicle to Grid)技術(shù)讓電動(dòng)汽車(chē)電池成為移動(dòng)儲(chǔ)能單元,充電樁可實(shí)現(xiàn)電能從電網(wǎng)到車(chē)輛(G2V)的常規(guī)充電,也能實(shí)現(xiàn)電能從車(chē)輛到電網(wǎng)(V2G)的反向放電,在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí),電動(dòng)汽車(chē)電池向電網(wǎng)供電,低谷時(shí)充電,既緩解電網(wǎng)壓力,又能讓用戶(hù)獲得電價(jià)收益。
該技術(shù)要求充電樁支持雙向功率變換、電網(wǎng)調(diào)度協(xié)議對(duì)接、電池充放電智能調(diào)度,目前已在部分試點(diǎn)城市和新能源場(chǎng)站落地。
補(bǔ)充:核心技術(shù)的國(guó)標(biāo)適配
以上所有核心技術(shù)均需遵循我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(如 GB/T 18487、GB/T 20234、GB/T 27930 等),國(guó)標(biāo)協(xié)議兼容技術(shù)也是智能充電樁的基礎(chǔ)核心之一,確保充電樁能適配國(guó)內(nèi)主流品牌的電動(dòng)汽車(chē),實(shí)現(xiàn) “互聯(lián)互通”。
