Vse, kar morate vedeti o standardu ISO/IEC 15118

Uradna nomenklatura za standard ISO 15118 je »Cestna vozila – Komunikacijski vmesnik med vozilom in omrežjem«. Morda je to eden najpomembnejših in na prihodnost pripravljenih standardov, ki so danes na voljo.

Pametni mehanizem polnjenja, vgrajen v standard ISO 15118, omogoča popolno uskladitev zmogljivosti omrežja s povpraševanjem po energiji za naraščajoče število električnih vozil, ki se priključujejo na električno omrežje. Standard ISO 15118 omogoča tudi dvosmerni prenos energije za doseganjevozilo-omrežjeaplikacije z dovajanjem energije iz električnega vozila nazaj v omrežje, ko je to potrebno. Standard ISO 15118 omogoča omrežju prijaznejše, varnejše in priročnejše polnjenje električnih vozil.

Zgodovina standarda ISO 15118

Leta 2010 sta Mednarodna organizacija za standardizacijo (ISO) in Mednarodna elektrotehnična komisija (IEC) združili moči in ustanovili skupno delovno skupino ISO/IEC 15118. Strokovnjaki iz avtomobilske industrije in industrije komunalnih storitev so prvič sodelovali pri razvoju mednarodnega komunikacijskega standarda za polnjenje električnih vozil. Skupni delovni skupini je uspelo ustvariti široko sprejeto rešitev, ki je zdaj vodilni standard v večjih regijah po svetu, kot so Evropa, ZDA, Srednja/Južna Amerika in Južna Koreja. Standard ISO 15118 se hitro uveljavlja tudi v Indiji in Avstraliji. Opomba glede oblike: ISO je prevzel objavljanje standarda in ta je zdaj znan preprosto kot ISO 15118.

Vehicle-to-grid – integracija električnih vozil v omrežje

Standard ISO 15118 omogoča integracijo električnih vozil vpametno omrežje(aka mreža vozil-2 alivozilo-omrežje). Pametno omrežje je električno omrežje, ki s pomočjo informacijske in komunikacijske tehnologije povezuje proizvajalce energije, porabnike in komponente omrežja, kot so transformatorji, kot je prikazano na spodnji sliki.

Standard ISO 15118 omogoča dinamično izmenjavo informacij med električnim vozilom in polnilno postajo, na podlagi katerih se je mogoče (ponovno) dogovoriti o ustreznem urniku polnjenja. Pomembno je zagotoviti, da električna vozila delujejo na način, prijazen do omrežja. V tem primeru »prijazno do omrežja« pomeni, da naprava podpira polnjenje več vozil hkrati, hkrati pa preprečuje preobremenitev omrežja. Pametne polnilne aplikacije bodo izračunale individualni urnik polnjenja za vsako električno vozilo z uporabo razpoložljivih informacij o stanju električnega omrežja, energijski porabi vsakega električnega vozila in potrebah po mobilnosti vsakega voznika (čas odhoda in doseg vožnje).

Na ta način bo vsaka polnilna seja popolnoma uskladila zmogljivost omrežja s povpraševanjem po električni energiji za sočasno polnjenje električnih vozil. Polnjenje v času visoke razpoložljivosti obnovljivih virov energije in/ali v času nizke skupne porabe električne energije je eden glavnih primerov uporabe, ki jih je mogoče uresničiti s standardom ISO 15118.

Varna komunikacija, ki jo omogoča Plug & Charge

Električno omrežje je ključna infrastruktura, ki jo je treba zaščititi pred morebitnimi napadi, vozniku pa je treba ustrezno zaračunati energijo, ki je bila dobavljena električnemu vozilu. Brez varne komunikacije med električnimi vozili in polnilnimi postajami lahko zlonamerne tretje osebe prestrežejo in spreminjajo sporočila ter spreminjajo podatke o obračunavanju. Zato standard ISO 15118 vključuje funkcijo, imenovanoPriklopi in napolniPlug & Charge uporablja več kriptografskih mehanizmov za zavarovanje te komunikacije in zagotavljanje zaupnosti, celovitosti in avtentičnosti vseh izmenjanih podatkov.

Udobje za uporabnika kot ključ do brezhibne izkušnje polnjenja

ISO 15118Priklopi in napolniFunkcija omogoča električnemu vozilu tudi samodejno identifikacijo na polnilni postaji in pridobitev pooblaščenega dostopa do energije, ki jo potrebuje za polnjenje baterije. Vse to temelji na digitalnih potrdilih in infrastrukturah javnih ključev, ki so na voljo prek funkcije Plug & Charge. Najboljše pri tem? Vozniku ni treba storiti ničesar drugega kot priključiti polnilni kabel v vozilo in polnilno postajo (med žičnim polnjenjem) ali parkirati nad talno ploščadjo (med brezžičnim polnjenjem). Vnos kreditne kartice, odpiranje aplikacije za skeniranje kode QR ali iskanje zlahka izgubljene kartice RFID je s to tehnologijo stvar preteklosti.

Standard ISO 15118 bo zaradi teh treh ključnih dejavnikov pomembno vplival na prihodnost globalnega polnjenja električnih vozil:

1. Udobje za stranko, ki ga prinaša funkcija Plug & Charge
2. Izboljšana varnost podatkov, ki jo zagotavljajo kriptografski mehanizmi, opredeljeni v standardu ISO 15118
3. Pametno polnjenje, prijazno do omrežja

S temi temeljnimi elementi v mislih se poglejmo v bistvo standarda.

Družina dokumentov ISO 15118

Standard sam z naslovom »Cestna vozila – Komunikacijski vmesnik med vozilom in omrežjem« je sestavljen iz osmih delov. Vezaj ali pomišljaj in številka označujeta ustrezni del. ISO 15118-1 se nanaša na prvi del in tako naprej.

Na spodnji sliki si lahko ogledate, kako je vsak del standarda ISO 15118 povezan z eno ali več od sedmih komunikacijskih plasti, ki določajo, kako se informacije obdelujejo v telekomunikacijskem omrežju. Ko je električno vozilo priključeno na polnilno postajo, komunikacijski krmilnik električnega vozila (imenovan EVCC) in komunikacijski krmilnik polnilne postaje (SECC) vzpostavita komunikacijsko omrežje. Cilj tega omrežja je izmenjava sporočil in začetek polnjenja. Tako EVCC kot SECC morata zagotavljati teh sedem funkcionalnih plasti (kot je opisano v dobro uveljavljenemKomunikacijski sklad ISO/OSI) za obdelavo informacij, ki jih pošiljajo in prejemajo. Vsaka plast gradi na funkcionalnosti, ki jo zagotavlja osnovna plast, začenši z aplikacijsko plastjo na vrhu in vse do fizične plasti.

Na primer: Fizična plast in plast podatkovne povezave določata, kako si lahko električno vozilo in polnilna postaja izmenjujeta sporočila z uporabo polnilnega kabla (komunikacija po električnem omrežju prek modema Home Plug Green PHY, kot je opisano v standardu ISO 15118-3) ali povezave Wi-Fi (IEEE 802.11n, kot je navedeno v standardu ISO 15118-8) kot fizičnega medija. Ko je podatkovna povezava pravilno vzpostavljena, se lahko omrežna in transportna plast zgoraj zaneseta nanjo pri vzpostavitvi tako imenovane povezave TCP/IP za pravilno usmerjanje sporočil od EVCC do SECC (in nazaj). Zgornja aplikacijska plast uporablja vzpostavljeno komunikacijsko pot za izmenjavo vseh sporočil, povezanih s primerom uporabe, bodisi za polnjenje z izmeničnim tokom, polnjenje z enosmernim tokom ali brezžično polnjenje.

‍

Ko govorimo o standardu ISO 15118 kot celoti, ta zajema niz standardov znotraj enega samega krovnega naslova. Standardi sami so razdeljeni na dele. Vsak del gre skozi niz vnaprej določenih faz, preden je objavljen kot mednarodni standard (IS). Zato lahko v spodnjih razdelkih najdete informacije o posameznem »statusu« vsakega dela. Status odraža datum objave IS, ki je zadnja faza na časovnici projektov standardizacije ISO.

Poglejmo si vsak del dokumenta posebej.

Postopek in časovnica za objavo standardov ISO

Zgornja slika prikazuje časovnico procesa standardizacije znotraj ISO. Postopek se začne s predlogom novega delovnega dokumenta (NWIP ali NP), ki po 12 mesecih preide v fazo osnutka odbora (CD). Takoj ko je CD na voljo (le tehničnim strokovnjakom, ki so člani standardizacijskega organa), se začne trimesečna faza glasovanja, v kateri lahko ti strokovnjaki podajo uredniške in tehnične komentarje. Takoj ko je faza komentiranja končana, se zbrani komentarji rešujejo na spletnih konferencah in osebnih srečanjih.

Kot rezultat tega skupnega dela se nato pripravi in ​​objavi osnutek mednarodnega standarda (DIS). Skupna delovna skupina se lahko odloči za pripravo drugega CD-ja, če strokovnjaki menijo, da dokument še ni pripravljen za obravnavo kot DIS. DIS je prvi dokument, ki je javno dostopen in ga je mogoče kupiti na spletu. Po objavi DIS bo izvedena še ena faza komentiranja in glasovanja, podobno kot v fazi CD.

Zadnja faza pred mednarodnim standardom (IS) je končni osnutek mednarodnega standarda (FDIS). To je neobvezna faza, ki jo je mogoče preskočiti, če skupina strokovnjakov, ki delajo na tem standardu, meni, da je dokument dosegel zadostno raven kakovosti. FDIS je dokument, ki ne dovoljuje dodatnih tehničnih sprememb. Zato so v tej fazi komentiranja dovoljene le uredniške pripombe. Kot je razvidno iz slike, lahko postopek standardizacije ISO traja od 24 do 48 mesecev.

V primeru standarda ISO 15118-2 se je standard oblikoval v štirih letih in se bo po potrebi še naprej izpopolnjeval (glej ISO 15118-20). Ta postopek zagotavlja, da ostane posodobljen in se prilagaja številnim edinstvenim primerom uporabe po vsem svetu.