智能充电桩

近日，中国石化集团资本有限公司（以下简称“中国石化资本”）投资入股的西安领充创享新能源科技有限公司完成交割，这是中国石化资本在充电桩领域的首笔投资，将为集团公司建设中国头部充电运营商和第一直营平台提供助力。中国石化资本由中国石油化工集团有限公司和中国石油化工股份有限公司共同出资，初期实缴注册资金100亿元人民币。中国石化资本通过财务投资发现战略投资机会，围绕集团公司“一基两翼三新”的产业格局，重点布局新能源、新材料、节能环保、高端智能制造、大数据和人工智能等战略性新兴产业，为被投企业赋能，为中国石化实现转型升级和可持续发展培育新动能、打造新引擎。西安领充创享新能源科技有限公司专注于新能源汽车智能充换电、新能源微网、智能检测及车载充电等领域产品研发、制造及销售，研发能力强、技术积累厚，具备充电模块自研迭代、快慢充电桩自产、智能微电网产品配套支撑的全产业链优势，能够为客户提供全场景、全生命周期储充一体的新能源服务。

近日，关于我国充电桩的质量问题再次引起波澜。由广东产品质量监督检验研究院首次公布的充电桩产品风险监测结果，结果显示，七成的受测样品存在安全隐患。这次风险监测共采集9家生产企业的10批次电动汽车充电桩产品，其中7批次不符合国标要求，有1批次样品3个检测项目不符合国标，安全风险较大。此外，这次电动汽车充电桩产品质量安全风险等级为“严重风险”。这意味着充电桩产品有可能对消费者造成灾难性的伤害，可导致死亡、身体残疾等严重后果。广东质检院电器附件检测室主任表示：充电桩产品不在CCC强制认证目录内，相关的标准都是推荐性的，没有强制性。但这些问题是用户在使用的时候，跟安全确实是息息相关的。 而且充电桩这类产品一般是按订单生产，主要是国家电网、充电服务运营商和车企采购，流通领域销售较少，而充电桩的电压普遍高于我国家庭用电电压。电动汽车充电桩的优劣关乎消费者生命财产安全，更关乎社会公共安全。作为国家重点发展的战略性新兴产业，充电桩相关的监督管理规范也将不断完善。除了危机人身的安全问题外，国内充电桩还存在各种质量问题，严重影响汽车充电过程等。德国科尼绍集团Comemso位于德国斯图加特企业工业中心，是戴姆勒和宝马等知名车企的重要合作伙伴，客户遍布世界知名新能源汽车企业。科尼绍Comemso作为CharIN.e.v的会员，参与了IEC61851-1标准的制定和提供技术支持。德国科尼绍Comemso电动汽车充电桩分析仪，能够用于测试充电功能和互操作性，高精度、准确的测试数据，符合欧标、日标、国标；符合交流AC标准:IEC61851-1,SAEJ1772和GB/T18487.1-2015符合直流DC标准: IEC 61851-1, DIN 70121, ISO 15118, SAE J1772 和IEC 61851-23.通讯协议分析标准：GB/T27930-2011和GB/T27930-2015标准EV充电分析仪用于新能源电动汽车充电过程的分析与评价 符合交流AC标准:IEC61851-1,SAEJ1772和GB/T18487.1-2015符合直流DC标准: IEC 61851-1, DIN 70121, ISO 15118, SAE J1772 和IEC 61851-23.通讯协议分析标准：GB/T27930-2011和GB/T27930-2015标准 电动汽车的发展为汽车和充电系统制造商带来了新的挑战。由于230V交流电源分布普遍，新能源电动汽车的导电充电系统得到广泛应用。相关各种新的标准IEC 61851-1，DIN 70121，ISO 15118、 SAE J1772描述了欧洲和美国交流和直流充电系统的要求，同时中国GB／T也对充电系统和协议进行了规范和要求；充电回路波形以及充电过程的控制信号提出了各自的表述和要求。 随着电动汽车与充电设施的不断开发与更新，不同的电动汽车和充电桩之前可能会出现系统的相容性问题以及难以避免的干扰问题。同时，由于充电过程耗时相对较长，充电中断等情况的原因往往很难直接找到。 科尼绍ComemsoEV充电分析仪/模拟器，通过对充电过程中控制信号和负载回路的监测与评价，为充电中各种问题的分析和解决提供有效的途径。 科尼绍Comemso EV充电分析仪/模拟器设备，是面向新能源领域充电桩/电动汽车的一款优秀检测设备，不仅可以模拟车、模拟桩，也可以设置在车与桩之间进行监测，同时又具备机架式和便携式两种产品类型。该设备，在欧洲/北美早已作为充电测试首选，国际知名整车厂如宝马、奔驰、奥迪、福特等和充电桩设备制造商有广泛的使用。德国Comemso科尼绍进口充电分析仪产品优势： * 可同时提供实验室专用机架式和用于室外使用的便携式* 充电回路、CP控制信号、PLC信号同时解析* 长时间无损数据分析* 满足IEC、DIN 、SAE、ISO 、GB/T等全球各种标准的测试需求* 应对全世界范围内的各种插头和接口 符合各种标准的充电分析仪符合交流AC标准：IEC61851-1,SAEJ1772和GB/T18487.1-2015符合直流DC标准：IEC 61851-1, DIN 70121, ISO 15118, SAE J1772 和IEC 61851-23.通讯协议分析标准：GB/T27930-2011和GB/T27930-2015WPT无线充电标准：JSON (SAE J2954) 产品应用1、车辆开发企业(1)使用EVCA模拟充电桩, 根据自己的厂内标准,模拟异常信号, 设计出比国标要求更严格的电动汽车以符合市场上所有的充电桩(2)使用EVCA对电动汽车进行是否符合当地标准的检测(3)使用EVCA搭配电动汽车/充电桩实现充电过程的全称检测2、充电桩设备企业(1)使用EVCA模拟充电桩, 根据自己的厂内标准,模拟异常信号, 设计出比国标要求更严格的电动汽车以符合市场上所有的充电桩(2)使用EVCA对电动汽车进行是否符合当地标准的检测(3)使用EVCA搭配电动汽车/充电桩实现充电过程的全称检测3、第三方检测机构(1)使用EVCA对充电桩是否符合当地标准进行检测(2)使用EVCA发现充电过程中的不良问题,并对送检 单位提出改善的意见以及改善方法 专为不同类型的使用而设计1、充电全过程中进行实时测试分析(Man-in-the-Middle模式):放在EVSE-EV中间,对充电过程进行监测；可以长时间进行数据记录*电流负载回路品质监测：设定负载电流的允许波动范围，自动纪录超过设定范围的片段数和位置。* CP信号品质监测：设定控制信号的平台值、频率、占空比等参数的误差允许范围。 2、 EV Test模式 电动汽车测试模拟EV Test模拟充电桩，和电源组合进行动作，检测电动汽车 * CP信号耐受性模拟测试* EV端响应速度测试* PP响应模拟测试 3、EVSE Test模式测试EVSE充电桩EVSE Test模拟电动汽车，搭配电源电子负荷，检测充电桩* EVSE输出CP信号的品质检测* 负载响应速度测试* EV端R误差模拟测试* EV端故障模拟测试* 线路、接口故障、老化测试* CP信号短路测试 功能设定测试项目包括监控、操控、模拟等，及其相应参数。德国Comemso科尼绍进口充电分析仪* 在监控模式下，可以设定电流、电压等信号的正常、异常限值。* EVSE Test模式下，设定EV电池信息、以及CAN通信中的错误信号及其类型* EV Test模式下，设定充电桩输出电信号相关信息，以及CAN通信中的错误信息及其类型。过程监控表格画面* 对CC1、CC2、辅助电压、DC电压、DC电流以及各CAN信号进行监控，同时用不同的颜色显示正常与异常的信号* 表格中可以显示每一过程的持续时间，以及CAN信号的有效信号占比。参数时间图* 观察、分析充电过程的具体问题，对各项参数值进行定量分析。* 所有参数数据均可输出为CSV格式* 直观判断各信号的值、稳定性、信号间的独立性、相关性、时序特性等。CAN信号* 纪录全部CAN信号的详细信息。* 包括报文代号、描述、长度、周期、发送方、接收方等信息* 通过CAN信号画面的同步选择功能，对照查看报文对应的信息变化过程。 测量* 测量和检查时间* 测量直流电压和直流电流* 测量直流触点的温度* 测量辅助电压和电流* 测量CC1和CC2电压* 测量CAN循环时间：- 循环时间的好坏统计* 测量CAN信号质量：- 显性和隐性水平的电压 应用* 检测充电状态* 验证状态变化* 检测停止事件* 检测干扰* 检查直流电压/直流电流值* 检查辅助电压/电流值* 将信号与传达的值进行比较* 检测充电问题的原因* 检测安全问题（触点温度过高，电压和电流峰值，缺少焊接检查等）* 电动汽车的全面模拟* 充分模拟充电器* 测试库* 稳健性测试* 故障注入的其他硬件* 可用的不同电源和负载，用于控制装配到充电过程。可根据要求整合客户的电源和负载。* 坚固的外壳，适合户外移动使用- IP67；用于现场应用或实验室用途。 充电过程解析AC充电全过程中进行实时测试分析: 1. 电流电压解析2. 控制信号解析3. 电流电压／控制信号在同一时间轴上解析4. EVCA模拟电动车/充电桩功能5. 通过CAN进行远程控制完全模拟电动汽车内部回路,手动控制相应部件,看充电桩能否正常动作模拟充电桩,手动模拟错误信息(电流,电压,控制信号,占空比),看电动汽车能否正常动作 DC快速充电过程中进行实时测试分析:检测并验证充电状态，时序和CAN统计数据。 1. 通过图表表示出充电状态的变化2. 实时显示CAN信号，电压电流值3. 出现异常时，在CAN信号中标示出来4.可以生产测试报告，提示是否通过或做出错误标记 其它辅助功能:德国Comemso科尼绍进口充电分析仪 交直流电源；模拟连接器； EVSE测试数据库 快速自动验证EVSE的电气标准符合性。该库可用于现场操作，以便轻松查找EVSE错误，或在EVSE开发过程中进行验证或回归测试。多种测试和测量选择:* CP 端: 创建不同的 CP 值和错误 (开路,短路,二极管旁路,标称/最大/最小.R2/ R3 电阻等)* SLAC 端: 检查时间并创建切换* PLC 端: 创建通信超时, 创建 EV-Sim的不同消息内容。充电全过程:- 检查 IEC 61851-23 附录 CC 和 SAE J1772 时序合规性- 创建充电配置文件

“中国充电联盟”近期披露了2022年10月全国电动汽车充换电基础设施运行情况。10月公共充电桩同比增长58.1%，环比增加4.4万台。广东、江苏、上海、浙江、北京位列前五。在13日召开的2022电子开发者技术大会上，车载半导体企业德州仪器中国区技术支持总监师英告诉记者，他们正围绕“光、储、充、放、减”五个维度布局新能源充电桩。尽管新能源充电桩在技术方面已经成熟，落地实践已经开始推广，但是师英表示，在充电桩进一步扩大规模和布局的过程中还存在若干痛点。智能汽车带火充电桩伴随着新能源汽车渗透率的提升和一系列“新基建”、“稳增长”政策的出台，充电桩产业进入快速发展期并喊出了万亿市场规模的预期。2017年至2022年5月，中国汽车智能充电领域共披露25起投融资事件，金额达18.1亿元。截至今年10月，“中国充电联盟”内成员单位总计上报公共充电桩168.0万座，从2021年11月到2022年10月，月均新增公共充电桩约5.1万座。从充电设备的类型来看，目前的充电基础设施有交流充电桩、直流充电桩、交直流一体桩以及无线充电桩。其中，前两者为市场主流的两种类型。在功率方面，直流充电桩充因电时间短成为市场较为青睐的产品，其平均功率在100－120kW。根据市场统计数据，全球商用直流充电设备单桩均价在10－15万元之间。不过，大功率直流充电桩的单桩价格能达到60－70万元。根据头豹研究院的预测，预计2026年，新能源充电桩的市场规模将达到784.4亿元。目前，产业链上游组成部件中以充电模块和锂离子电池为核心。产业链中游的运营商竞争者众多，行业竞争日益激烈，而下游方面随着新能源汽车销量逐年上升，市场需求旺盛。师英告诉记者，目前国内新能源车和充电桩的比例约为2:1，充电桩的建设还跟不上新能源汽车的发展，对于新能源车的长途出行，用户还存在普遍的“里程焦虑”。“除了数量问题之外，随着新能源汽车越来越多，这些车开始接入电网充电时，对现有的电网建设提出了更高的要求，电网负载的变化也是非常复杂和巨大。“他说。新技术助推降本增效师英表示，未来充电桩的运营方向必定朝着成本降低、效率提升的方向前进，而在这个过程中，人工智能、边缘计算、5G等新技术可以有所助力，帮助充电桩进行自动化维护。“我们可以利用边缘计算和人工智能技术，让充电桩接入到泛在的物联网中和电网融合为一体。在这样的情况下，在新能源汽车充电时，充电桩可以利用大数据和人工智能分析它对于电网负荷的影响，智能调控。同时它可以本身完成自动化的维护，降低成本。” 他说。而另一方面，德州仪器看好并正在积极探索V2G（车辆到电网）模式。V2G是新能源汽车用户可以获利的另一种商业模式，即新能源汽车参与电网实时调控与调峰辅助服务，通过向电网售电的方式获得额外收益。换句话说，新能源汽车不再单向接受电网的电能输送，而是作为“移动充电宝”使用，在低电价时给车辆充电，在高电价时将新能源汽车的电量出售给电网。“在未来V2G发展到一定的程度之后，新能源汽车本身就是一个体量庞大的储能载体，当5G和物联网发展到一定程度的时候，充电桩本身就可以接入网络，实现充放电的一体化。”在师英看来，5G和物联网，这些是实现V2G的一个必要的途径。针对于目前德州仪器正在布局的技术，师英介绍说，德州仪器正在推动智能充电桩和新能源本身紧密结合。他表示，除了充电之外，充电桩还负载了光伏转换和储能的功能。对于平衡电网的负载以及新能源的再生采集利用来说，充电桩负担了新的使命。“对于下一代充电桩来说，我想基本的技术要素都是成熟的，只是说怎样把它作为完整的系统接入到新能源再生能源网络里，这可能需要上下游的合作伙伴一起去不断探索。“师英说。车芯公司的新生意近年来，头部汽车半导体厂商开始进军智能充电桩上游市场并提供整体解决方案。目前意法半导体、德州仪器、英飞凌等企业都已纷纷推出各自的直流充电站解决方案并积极布局。不过从产品角度来看，各家厂商更多是推出智能充电桩的模块器件。今年年初意大利公司alpitronic宣布推出50 kW直流充电桩HYC50，采用英飞凌的EasyPACK CoolSiC MOSFET 1B和2B模块以及EiceDRIVER X3驱动器。今年九月意法半导体发布了两款采用主流配置的内置1200V 碳化硅(SiC)MOSFET的STPOWER电源模块。据了解，在智能充电桩领域，德州仪器提供包括从核心的数字控制器到周边模拟的驱动以及模拟采样的解决方案。在直流充电桩的主控部分，德州仪器C2000微控制器在市面上应用较为广泛。分析人士告诉记者，汽车半导体厂商积极布局新能源汽车充电桩存在着多方面的考量。一方面是看重利润，而另一方面，车芯厂家可以通过布局充电桩及时把握市场痛点，直接在车芯设计时做出调整。据了解，充电桩组成部件包括充电模块、有源滤波设备、监控计费设备、电池维护设备等，其中最核心的是充电模块，成本占比达到50%。而真正影响充电模块性能的核心电子元器件是IGBT，该器件在在充电模块中的成本占比达到20%以上。一般一台交流充电桩平均成本5,000元，直流充电桩的成本平均8万元。根据中商产业研究院公布的数据，在充电桩的电源管理芯片市场领域，市场参与者主要包含德州仪器、亚德诺、英飞凌、罗姆、微芯、日立等，市场份额占比分别为17%、12%、10%、8%、7%、7%。据师英介绍，德州仪器正在积极推进12英寸晶原厂的投资。