Vse, kar morate vedeti o standardu ISO/IEC 15118

Uradna nomenklatura za ISO 15118 je »Cestna vozila – komunikacijski vmesnik med vozilom in omrežjem«. Morda je to eden najpomembnejših standardov, ki so na voljo v prihodnosti.

Pametni polnilni mehanizem, vgrajen v standard ISO 15118, omogoča popolno uskladitev zmogljivosti omrežja s povpraševanjem po energiji za naraščajoče število električnih vozil, ki se povezujejo na električno omrežje. ISO 15118 omogoča tudi dvosmerni prenos energije za realizacijood vozila do omrežjaaplikacije z dovajanjem energije iz EV nazaj v omrežje, ko je to potrebno. 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 komisija za elektrotehniko (IEC) združili moči in ustanovili skupno delovno skupino ISO/IEC 15118. Prvič so strokovnjaki iz avtomobilske industrije in komunalne industrije 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 vsem svetu, kot so Evropa, ZDA, Srednja/Južna Amerika in Južna Koreja. ISO 15118 se hitro sprejema tudi v Indiji in Avstraliji. Opomba o formatu: ISO je prevzel objavo standarda in zdaj je znan preprosto kot ISO 15118.

Vehicle-to-grid — integracija električnih vozil v omrežje

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

ISO 15118 omogoča, da EV in polnilna postaja dinamično izmenjujeta informacije, na podlagi katerih se je mogoče (ponovno) pogajati o pravilnem urniku polnjenja. Pomembno je zagotoviti, da električna vozila delujejo na omrežju prijazen način. V tem primeru "omrežju prijazno" pomeni, da naprava podpira polnjenje več vozil hkrati, hkrati pa preprečuje preobremenitev omrežja. Aplikacije za pametno polnjenje bodo izračunale individualni urnik polnjenja za vsako EV z uporabo razpoložljivih informacij o stanju električnega omrežja, energijski potrebi vsakega EV in potrebah po mobilnosti vsakega voznika (čas odhoda in doseg vožnje).

Na ta način se bo vsaka polnilna seja popolnoma ujemala z zmogljivostjo omrežja s povpraševanjem po električni energiji za istočasno polnjenje električnih vozil. Polnjenje v času visoke razpoložljivosti obnovljive energije in/ali v času, ko je skupna poraba električne energije nizka, je eden od glavnih primerov uporabe, ki jih je mogoče realizirati z ISO 15118.

Varna komunikacija, ki jo poganja Plug & Charge

Električno omrežje je kritična infrastruktura, ki jo je treba braniti pred morebitnimi napadi, vozniku pa je treba ustrezno zaračunati energijo, ki je bila dostavljena v EV. Brez varne komunikacije med električnimi vozili in polnilnimi postajami lahko zlonamerne tretje osebe prestrežejo in spremenijo sporočila ter posegajo v podatke za obračun. Zato ima ISO 15118 funkcijo, imenovanoPlug & Charge. Plug & Charge uporablja več kriptografskih mehanizmov za zaščito te komunikacije in zagotavlja zaupnost, celovitost in pristnost vseh izmenjanih podatkov.

Priročnost za uporabnika kot ključ do brezhibne izkušnje polnjenja

ISO 15118Plug & Chargefunkcija prav tako omogoča, da se EV samodejno identificira na polnilni postaji in pridobi pooblaščen dostop do energije, ki jo potrebuje za ponovno polnjenje baterije. Vse to temelji na digitalnih potrdilih in infrastrukturah javnih ključev, ki so na voljo prek funkcije Plug & Charge. Najboljši del? Vozniku ni treba storiti ničesar drugega kot priključiti polnilni kabel v vozilo in polnilno postajo (med žičnim polnjenjem) ali parkirati nad talno blazino (med brezžičnim polnjenjem). Dejanje vnosa kreditne kartice, odpiranje aplikacije za skeniranje kode QR ali iskanje kartice RFID, ki jo je enostavno izgubiti, je s to tehnologijo preteklost.

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

1. Priročnost za stranko, ki jo dobite s funkcijo Plug & Charge
2. Izboljšana varnost podatkov, ki jo prinašajo kriptografski mehanizmi, opredeljeni v ISO 15118
3. Omrežju prijazno pametno polnjenje

Z upoštevanjem teh temeljnih elementov pojdimo v bistvo standarda.

Družina dokumentov ISO 15118

Sam standard, imenovan »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 lahko vidite, kako je vsak del standarda ISO 15118 povezan z eno ali več od sedmih plasti komunikacije, ki določajo, kako se informacije obdelujejo v telekomunikacijskem omrežju. Ko je EV priključen na polnilno postajo, komunikacijski krmilnik EV (imenovan EVCC) in komunikacijski krmilnik polnilne postaje (SECC) vzpostavita komunikacijsko omrežje. Cilj tega omrežja je izmenjava sporočil in sprožitev seje zaračunavanja. Tako EVCC kot SECC morata zagotoviti teh sedem funkcionalnih ravni (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 in podatkovna povezovalna plast določata, kako si lahko EV in polnilna postaja izmenjujeta sporočila z uporabo polnilnega kabla (komunikacija po daljnovodu prek modema Home Plug Green PHY, kot je opisano v ISO 15118-3) ali povezave Wi-Fi ( IEEE 802.11n, kot je navedeno v ISO 15118-8) kot fizični medij. Ko je podatkovna povezava pravilno nastavljena, se lahko zgornja omrežna in transportna plast zaneseta nanjo, da vzpostavi tako imenovano povezavo TCP/IP za pravilno usmerjanje sporočil od EVCC do SECC (in nazaj). Aplikacijska plast na vrhu uporablja vzpostavljeno komunikacijsko pot za izmenjavo kakršnega koli sporočila, povezanega s primerom uporabe, pa naj gre za polnjenje z izmeničnim tokom, polnjenje z enosmernim tokom ali brezžično polnjenje.

‍

Ko govorimo o ISO 15118 kot celoti, to zajema nabor standardov znotraj tega krovnega naslova. Sami standardi so razdeljeni na dele. Vsak del gre skozi niz vnaprej določenih stopenj, preden se objavi kot mednarodni standard (IS). Zato lahko najdete informacije o posameznem "statusu" vsakega dela v spodnjih razdelkih. Status odraža datum objave IS, ki je zadnja faza na časovnici projektov standardizacije ISO.

Poglobimo se v vsak del dokumenta posebej.

Postopek in časovni načrt za objavo standardov ISO

Zgornja slika prikazuje časovnico procesa standardizacije znotraj ISO. Postopek se začne s predlogom nove delovne točke (NWIP ali NP), ki preide v fazo osnutka odbora (CD) po časovnem obdobju 12 mesecev. Takoj ko je zgoščenka na voljo (samo tehničnim strokovnjakom, ki so člani standardizacijskega organa), se začne trimesečna faza glasovanja, med katero lahko ti strokovnjaki podajo uredniške in tehnične komentarje. Takoj ko je faza komentiranja končana, se zbrani komentarji razrešijo na spletnih spletnih konferencah in osebnih srečanjih.

Kot rezultat tega skupnega dela je nato pripravljen in objavljen osnutek za mednarodni standard (DIS). Skupna delovna skupina se lahko odloči za osnutek 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. Druga faza komentiranja in glasovanja bo izvedena po objavi DIS, podobno kot postopek za stopnjo CD.

Zadnja stopnja pred mednarodnim standardom (IS) je končni osnutek mednarodnega standarda (FDIS). To je neobvezna stopnja, ki jo lahko preskočite, če skupina strokovnjakov, ki dela 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 dovoljeni le uredniški komentarji. Kot je razvidno iz slike, lahko postopek standardizacije ISO skupaj traja od 24 do 48 mesecev.

V primeru standarda ISO 15118-2 se je standard oblikoval štiri leta in se bo po potrebi še naprej izpopolnjeval (glejte ISO 15118-20). Ta postopek zagotavlja, da ostaja posodobljen in se prilagaja številnim edinstvenim primerom uporabe po vsem svetu.