Aquest article descriu detalladament els antecedents del desenvolupament de la norma ISO 15118, la informació sobre la versió, la interfície CCS, el contingut dels protocols de comunicació, les funcions de càrrega intel·ligent, i demostra el progrés de la tecnologia de càrrega de vehicles elèctrics i l'evolució de l'estàndard.
I. Introducció de la norma ISO 15118
1. Introducció
L'Organització Internacional per a l'Estandardització (IX-ISO) publica la norma ISO 15118-20. La norma ISO 15118-20 és una extensió de la norma ISO 15118-2 per donar suport a la transferència d'energia sense fil (WPT). Cadascun d'aquests serveis es pot proporcionar mitjançant la transferència d'energia bidireccional (BPT) i els dispositius connectats automàticament (ACD).
2. Introducció de la informació de la versió
(1) Versió ISO 15118-1.0
15118-1 és el requisit general
Escenaris d'aplicació basats en la norma ISO 15118 per realitzar el procés de càrrega i facturació, i descriu els dispositius en cada escenari d'aplicació i la interacció d'informació entre els dispositius.
15118-2 tracta sobre els protocols de la capa d'aplicació.
Defineix missatges, seqüències de missatges i màquines d'estat, així com els requisits tècnics que cal definir per realitzar aquests escenaris d'aplicació. Defineix els protocols des de la capa de xarxa fins a la capa d'aplicació.
15118-3 aspectes de la capa d'enllaç, utilitzant portadors d'energia.
15118-4 relacionat amb la prova
15118-5 Relacionat amb la capa física
15118-8 Aspectes sense fil
15118-9 Aspectes de la capa física sense fil
(2) Versió ISO 15118-20
La norma ISO 15118-20 té funcionalitat plug-and-play, a més de compatibilitat amb la transferència d'energia sense fil (WPT), i cadascun d'aquests serveis es pot proporcionar mitjançant la transferència d'energia bidireccional (BPT) i els dispositius connectats automàticament (ACD).
Introducció a la interfície CCS
L'aparició de diferents estàndards de càrrega als mercats de vehicles elèctrics (VE) europeus, nord-americans i asiàtics ha creat problemes d'interoperabilitat i comoditat de càrrega per al desenvolupament de vehicles elèctrics a escala mundial. Per abordar aquest problema, l'Associació Europea de Fabricants d'Automòbils (ACEA) ha presentat una proposta d'estàndard de càrrega CCS, que té com a objectiu integrar la càrrega de CA i CC en un sistema unificat. La interfície física del connector està dissenyada com un endoll combinat amb ports de CA i CC integrats, que és compatible amb tres modes de càrrega: càrrega de CA monofàsica, càrrega de CA trifàsica i càrrega de CC. Això proporciona opcions de càrrega més flexibles per als vehicles elèctrics.
1. Introducció a la interfície
Protocols d'interfície de càrrega de vehicles elèctrics (VE)
Connectors utilitzats per carregar vehicles elèctrics a les principals regions del món
2. Connector CCS1
Les xarxes elèctriques domèstiques dels EUA i el Japó només admeten la càrrega de CA monofàsica, de manera que els endolls i ports de tipus 1 dominen en aquests dos mercats.
3. Introducció del port CCS2
El port tipus 2 admet càrrega monofàsica i trifàsica, i la càrrega de CA trifàsica pot escurçar el temps de càrrega dels vehicles elèctrics.
A l'esquerra hi ha el port de càrrega del cotxe CCS tipus 2, i a la dreta hi ha l'endoll de la pistola de càrrega de CC. El port de càrrega del cotxe integra una part de CA (part superior) i un port de CC (part inferior amb dos connectors gruixuts). Durant el procés de càrrega de CA i CC, la comunicació entre el vehicle elèctric (VE) i l'estació de càrrega (EVSE) es realitza a través de la interfície Control Pilot (CP).
CP – La interfície Control Pilot transmet un senyal PWM analògic i un senyal digital ISO 15118 o DIN 70121 basat en la modulació de la portadora de línia elèctrica (PLC) sobre un senyal analògic.
PP – La interfície Proxmity Pilot (també anomenada Plug Presence) transmet un senyal que permet al vehicle (VE) controlar que l'endoll de la pistola de càrrega estigui connectat. S'utilitza per complir una funció de seguretat important: el cotxe no es pot moure mentre la pistola de càrrega estigui connectada.
PE – Terra Productiva, és el cable de connexió a terra del dispositiu.
Per transferir energia s'utilitzen diverses altres connexions: cable neutre (N), L1 (CA monofàsic), L2, L3 (CA trifàsic); CC+, CC- (corrent continu).
III. Introducció del contingut del protocol ISO15118
El protocol de comunicació ISO 15118 es basa en el model client-servidor, en què l'EVCC envia missatges de sol·licitud (aquests missatges tenen el sufix "Req") i el SECC retorna els missatges de resposta corresponents (amb el sufix "Res"). L'EVCC necessita rebre el missatge de resposta del SECC dins d'un interval de temps d'espera específic (generalment entre 2 i 5 segons) del missatge de sol·licitud corresponent; en cas contrari, la sessió finalitzarà i, depenent de la implementació dels diferents fabricants, l'EVCC pot reiniciar una nova sessió.
(1) Diagrama de flux de càrrega
(2) Procés de càrrega de CA
(3) Procés de càrrega de CC
La norma ISO 15118 millora el mecanisme de comunicació entre l'estació de càrrega i el vehicle elèctric amb protocols digitals de nivell superior per proporcionar informació més completa, principalment incloent: comunicació bidireccional, xifratge de canals, autenticació, autorització, estat de càrrega, hora de sortida, etc. Quan es mesura un senyal PWM amb un cicle de treball del 5% al pin CP del cable de càrrega, el control de càrrega entre l'estació de càrrega i el vehicle es transfereix immediatament a la norma ISO 15118.
3. Funcions bàsiques
(1) Càrrega intel·ligent
La càrrega intel·ligent de vehicles elèctrics (VE) és la capacitat de controlar, gestionar i ajustar de manera intel·ligent tots els aspectes de la càrrega de vehicles elèctrics. Ho fa basant-se en la comunicació de dades en temps real entre el VE, el carregador, l'operador de càrrega i el proveïdor d'electricitat o l'empresa de serveis públics. En la càrrega intel·ligent, totes les parts implicades es comuniquen constantment i utilitzen solucions de càrrega avançades per optimitzar la càrrega. Al cor d'aquest ecosistema hi ha la solució Smart Charging EV, que processa aquestes dades i permet als operadors i usuaris de càrrega gestionar tots els aspectes de la càrrega.
1) Smart Energy Tube; gestiona l'impacte de la càrrega dels vehicles elèctrics a la xarxa i al subministrament elèctric.
2) Optimització dels vehicles elèctrics; la seva càrrega ajuda els conductors de vehicles elèctrics i els proveïdors de serveis de càrrega a optimitzar la càrrega en termes de cost i eficiència.
3) Gestió i anàlisi remotes; permet als usuaris i operadors controlar i ajustar la càrrega a través de plataformes web o aplicacions mòbils.
4) Tecnologia avançada de càrrega de vehicles elèctrics Moltes tecnologies noves, com ara el V2G, requereixen funcions de càrrega intel·ligent per funcionar correctament.
La norma ISO 15118 introdueix una altra font d'informació que es pot utilitzar com a càrrega intel·ligent: el propi vehicle elèctric (VE). Una de les dades més importants a l'hora de planificar el procés de càrrega és la quantitat d'energia que el vehicle vol consumir. Hi ha moltes opcions per proporcionar aquesta informació al CSMS:
Els usuaris poden introduir l'energia sol·licitada mitjançant una aplicació mòbil (proporcionada per eMSP) i enviar-la al CSMS del CPO a través d'una integració de backend a backend, i les estacions de càrrega poden utilitzar una API personalitzada per enviar aquestes dades directament al CSMS.
(2) Càrrega intel·ligent i xarxa intel·ligent
La càrrega intel·ligent de vehicles elèctrics forma part d'aquest sistema perquè pot afectar molt el consum d'energia d'una llar, edifici o zona pública. La capacitat de la xarxa és limitada pel que fa a la quantitat d'energia que es pot gestionar en un punt determinat.
3) Endolla i carrega
Característiques principals de la ISO 15118.
linkpower pot garantir estacions de càrrega de vehicles elèctrics compatibles amb la norma ISO 15118 amb connectors adequats
La indústria dels vehicles elèctrics és relativament nova i encara està en evolució. S'estan desenvolupant nous estàndards. Això crea reptes de compatibilitat i interoperabilitat per als fabricants de vehicles elèctrics i vehicles elèctrics de recanvi. Tanmateix, la norma ISO 15118-20 facilita funcions de càrrega com ara la facturació "connectar i carregar", la comunicació xifrada, el flux d'energia bidireccional, la gestió de la càrrega i la potència de càrrega variable. Aquestes característiques fan que la càrrega sigui més convenient, segura i eficient, i contribuiran a una major adopció dels vehicles elèctrics.
Les noves estacions de càrrega de Linkpower compleixen la norma ISO 15118-20. A més, Linkpower pot proporcionar orientació i personalitzar les seves estacions de càrrega amb qualsevol connector de càrrega disponible. Deixa que Linkpower t'ajudi a navegar pels requisits dinàmics de la indústria dels vehicles elèctrics i a construir estacions de càrrega personalitzades per a totes les necessitats dels clients. Més informació sobre els carregadors i les capacitats dels vehicles elèctrics comercials de Linkpower.
Data de publicació: 18 d'octubre de 2024