小型樹莓派工控機可以幫助充電站實現充放電控制，通過傳感器採集電網及電動車電池數據，分析當前電網負荷，智能實現電動車與電網的雙向充電。
樹莓派是世界上最小的微型計算機之一，外形小巧但功能強大，基於linux的系統，具有開源的特性，自問世以來，受到工程師和開發愛好者的追捧。目前樹莓派已應用於工業領域，諸如德國KUNBUS 已經開發了基於樹莓派的工控機，用做工業控制和數據採集。
項目背景
在位於大西洋馬德拉群島對面的聖港島上，雷諾正在進行雙向充電實驗，目的是將電動汽車電池用作固定存儲系統以減輕電網負擔。葡萄牙的小島聖托港擁有能源自主權：它不與馬德拉群島相連，其電力生產主要來自柴油發電機。對化石燃料的依賴促使當地生產商投資於風力發電和太陽能（見圖1）。
不幸的是，通過在聖港島上的簡單觀察，電力生產約占15％至20％的可再生能源，但生產高峰與5500 名居民的消費高峰不相符。的確，島上可再生能源的產生主要依賴於風和太陽，它遠非穩定的，這需要存儲生產高峰時的能量，以便在消耗高峰時進行使用。為此，將建立一個固定的存儲站點，目前存在了另一種解決方案。
電動汽車服務網絡
汽車大部分時間都處於停頓狀態，現在電動汽車攜帶的電池容量很大。在此基礎上，雷諾正在以「車輛到電網（V2G）」的名義開發一項技術。這種雙向充電系統使您可以根據電網需求對車輛進行充電和放電。顯然，在生產過剩的階段，電力存儲在電動汽車中，在高峰用電期間將其返回以滿足需求（見圖2）。
雷諾與當地生產商EEM 合作對Zoe 進行了測試，從而在聖托港建立了這項技術。選擇使用交流電為其車輛充電。這需要特定的整流器，以使汽車兼容，每輛車僅需花費幾百歐元。由於這項技術將為投身這項計劃的車主帶來每年最多300 歐元的收益，因此購買的額外費用將很快攤銷，為此，他們只需要將汽車連接到特定的終端即可。其原理僅僅是以比購買時更高的價格出售電力。作為對用戶唯一的直接利益，V2G 的部署將在很大程度上取決於電價，而在歐洲國家中平均電價從一到三倍不等。
充電/ 放電系統是自動的，但要求用戶明確自己的需求提前安排行程，以免最終在不方便的時間使汽車放電。的確，Zoe ZE40 具有自主權，在WLTP 下續航300 公里時，車主將不會充分利用其41 kWh 的電池，因此不應該對使用部分放電的電池而產生恐懼。用戶仍然可以設置系統，以使其汽車永遠不會放電到低於特定閾值的水平。
理論上，車輛的放電可以與負載相同的速度進行，並且V2G系統獨立於所使用的電池技術。例如，The Mobility House 的工程師（智能充電專家）和項目合作夥伴能夠確認固體電解質電池將與這些雙向充電系統兼容。
但是，這些汽車將經歷大量的充電/ 放電循環。即使雷諾打算通過在這些階段進一步降低電池的可用容量來限制這種磨損，這也會影響其電池的壽命。不過，提供電池租賃雖然有限制，但可以減輕這種擔憂，因為如果電池組的初始容量損失超過25％，便可以更換電池組。據雷諾公司稱，大約有70％的買家已經選擇了這一報價，這在法國一直是唯一的選項。
另外還有一項補充技術，不需要對車輛進行任何技術改造，即是智能充電。它是一種單向充電系統，使您可以更智能地進行電力消耗，並在高峰生產期間為車輛充電。因此，降低了電動車輛對電網消耗的影響，並且用戶以較低的費率支付電費。
對於這兩種技術，必須要調整充電站。也必須因此而添加控制器，但是可以在現有終端上進行此修改。這裡KUNBUS 的開源工控機Revpi Core 3 幫助完成了此項工作（見圖3）。RevpiCore 3 為充電站提供控制功能，在工控機中編寫合適的控制程序，這既可以用C/C++， 也可以用Python 來編寫，可以在超量生產階段存儲能量，並在必要時將其重新注入電網。
由於容量下降或汽車電池壽命到期而需要更換，第一個Zoe的裝機容量為22 kWh，車主希望升級使用新的41 kWh 電池的車輛，也可以加入此固定存儲空間。雷諾通過「改裝」計劃（用新零件更換舊零件）已回收了約1,000塊電池。
樹莓派工控機與充放電裝置連接，通過傳感器採集電網及電動車電池數據，分析當前電網負荷，智能實現電動車與電網的雙向充電（見圖4）。
在聖港（Porto Santo），雙向充電有望顯著增加可再生能源在當地發電中的份額。僅使用這些能量來供應該島， 在V2G 中大約需要500 輛Zoe，即當地車輛保有量的一半。然而，考慮到該島強勁的季節性，不可能實現100％的可再生能源生產。的確，在夏季時島上人口將增加3 倍，這可能使柴油發電機在他們面前還會有很長的使用壽命，至少在這個季節，以便在這些不可避免的消耗期間可以增加足夠的能源供應。
未來的技術
雷諾進行的實驗可以在其他島嶼上進行複製。但是，這些系統也可以在希望實現能源自主的島嶼之外使用。小型樹莓派工控機幫助充電站實現充放電控制，程序將應對電網的負荷，自動選擇充放電和調整能量分配策略。實際上，這些技術的發展才剛剛起步，雙向充電的應用領域更加廣泛。例如，在發生自然災害時，V2H（「車輛到家」）可以使電動汽車電池在住宅用電電網上運行。