Questo documento descrive in dettaglio il contesto di sviluppo della ISO15118, le informazioni sulla versione, l'interfaccia CCS, il contenuto dei protocolli di comunicazione, le funzioni di ricarica intelligente, dimostrando il progresso della tecnologia di ricarica dei veicoli elettrici e l'evoluzione dello standard.
I. Introduzione della norma ISO15118
1、Introduzione
L'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (IX-ISO) pubblica la norma ISO 15118-20. ISO 15118-20 è un'estensione di ISO 15118-2 per supportare il trasferimento di potenza wireless (WPT). Ciascuno di questi servizi può essere fornito utilizzando il trasferimento di potenza bidirezionale (BPT) e dispositivi connessi automaticamente (ACD).
2. Introduzione delle informazioni sulla versione
(1) Versione ISO 15118-1.0
15118-1 è il requisito generale
Scenari applicativi basati sulla norma ISO 15118 per realizzare il processo di addebito e fatturazione e descrivere i dispositivi in ciascuno scenario applicativo e l'interazione delle informazioni tra i dispositivi
15118-2 riguarda i protocolli del livello applicativo.
Definisce messaggi, sequenze di messaggi e macchine a stati e i requisiti tecnici che devono essere definiti per realizzare questi scenari applicativi. Definisce i protocolli dal livello di rete fino al livello di applicazione.
15118-3 Aspetti del livello di collegamento, utilizzando portanti di potenza.
15118-4 relativo ai test
15118-5 Relativo al livello fisico
15118-8 Aspetti wireless
15118-9 Aspetti del livello fisico wireless
(2) Versione ISO 15118-20
ISO 15118-20 dispone di funzionalità plug-and-play, oltre al supporto per il trasferimento di potenza wireless (WPT) e ciascuno di questi servizi può essere fornito utilizzando il trasferimento di potenza bidirezionale (BPT) e dispositivi connessi automaticamente (ACD).
Introduzione all'interfaccia CCS
L’emergere di diversi standard di ricarica nei mercati europei, nordamericani e asiatici dei veicoli elettrici ha creato problemi di interoperabilità e comodità di ricarica per lo sviluppo di veicoli elettrici su scala globale. Per affrontare questo problema, l’Associazione europea dei produttori di automobili (ACEA) ha presentato una proposta per uno standard di ricarica CCS, che mira a integrare la ricarica CA e CC in un sistema unificato. L'interfaccia fisica del connettore è progettata come una presa combinata con porte AC e DC integrate, compatibile con tre modalità di ricarica: ricarica AC monofase, ricarica AC trifase e ricarica DC. Ciò fornisce opzioni di ricarica più flessibili per i veicoli elettrici.
1、Introduzione all'interfaccia
Protocolli di interfaccia di ricarica per veicoli elettrici
Connettori utilizzati per la ricarica dei veicoli elettrici nelle principali regioni del mondo
2、Connettore CCS1
Le reti elettriche nazionali degli Stati Uniti e del Giappone supportano solo la ricarica CA monofase, quindi le spine e le porte di tipo 1 dominano in questi due mercati.
3、Introduzione della porta CCS2
La porta di tipo 2 supporta la ricarica monofase e trifase e la ricarica CA trifase può ridurre il tempo di ricarica dei veicoli elettrici.
A sinistra c'è la porta di ricarica per auto CCS di tipo 2 e a destra c'è la presa della pistola di ricarica CC. La porta di ricarica dell'auto integra una parte CA (parte superiore) e una porta CC (parte inferiore con due connettori spessi). Durante il processo di ricarica AC e DC, la comunicazione tra il veicolo elettrico (EV) e la stazione di ricarica (EVSE) avviene tramite l'interfaccia Control Pilot (CP).
CP – L'interfaccia Control Pilot trasmette un segnale analogico PWM e un segnale digitale ISO 15118 o DIN 70121 basato sulla modulazione Power Line Carrier (PLC) su un segnale analogico.
PP – L'interfaccia Proxmity Pilot (chiamata anche Plug Presence) trasmette un segnale che consente al veicolo (EV) di monitorare che la presa della pistola di ricarica sia collegata. Utilizzato per soddisfare un'importante funzione di sicurezza: l'auto non può muoversi mentre la pistola di ricarica è collegata.
PE – Terra Produttiva, è il cavo di messa a terra del dispositivo.
Numerosi altri collegamenti vengono utilizzati per trasferire potenza: filo neutro (N), L1 (CA monofase), L2, L3 (CA trifase); DC+, DC- (corrente continua).
III. Introduzione del contenuto del protocollo ISO15118
Il protocollo di comunicazione ISO 15118 si basa sul modello client-server, in cui l'EVCC invia messaggi di richiesta (questi messaggi hanno il suffisso “Req”), e il SECC restituisce i corrispondenti messaggi di risposta (con il suffisso “Res”). L'EVCC deve ricevere il messaggio di risposta dal SECC entro un intervallo di timeout specifico (generalmente tra 2 e 5 secondi) del messaggio di richiesta corrispondente, altrimenti la sessione verrà terminata e, a seconda dell'implementazione dei diversi produttori, l'EVCC può ri -avviare una nuova sessione.
(1) Diagramma di flusso della ricarica
(2) Processo di ricarica CA
(3) Processo di ricarica CC
La norma ISO 15118 migliora il meccanismo di comunicazione tra la stazione di ricarica e il veicolo elettrico con protocolli digitali di livello superiore per fornire informazioni più ricche, tra cui principalmente: comunicazione bidirezionale, crittografia del canale, autenticazione, autorizzazione, stato di ricarica, orario di partenza e così via. Quando viene misurato un segnale PWM con ciclo di lavoro del 5% sul pin CP del cavo di ricarica, il controllo della ricarica tra la stazione di ricarica e il veicolo viene immediatamente trasferito alla norma ISO 15118.
3、Funzioni principali
(1) Ricarica intelligente
La ricarica intelligente dei veicoli elettrici è la capacità di controllare, gestire e regolare in modo intelligente tutti gli aspetti della ricarica dei veicoli elettrici. Lo fa sulla base della comunicazione di dati in tempo reale tra il veicolo elettrico, il caricabatterie, l'operatore di ricarica e il fornitore di energia elettrica o la società di servizi pubblici. Nella ricarica intelligente, tutte le parti coinvolte comunicano costantemente e utilizzano soluzioni di ricarica avanzate per ottimizzare la ricarica. Al centro di questo ecosistema c’è la soluzione Smart Charging EV, che elabora questi dati e consente agli operatori e agli utenti di ricarica di gestire tutti gli aspetti della ricarica.
1) Tubo energetico intelligente; gestisce l'impatto della ricarica dei veicoli elettrici sulla rete e sull'alimentazione elettrica.
2) Ottimizzazione dei veicoli elettrici; la ricarica aiuta i conducenti di veicoli elettrici e i fornitori di servizi di ricarica a ottimizzare la ricarica in termini di costi ed efficienza.
3) Gestione e analisi remote; consente agli utenti e agli operatori di controllare e regolare la tariffazione tramite piattaforme basate sul web o applicazioni mobili.
4) Tecnologia avanzata di ricarica dei veicoli elettrici Molte nuove tecnologie, come V2G, richiedono funzionalità di ricarica intelligenti per funzionare correttamente.
Lo standard ISO 15118 introduce un'altra fonte di informazioni che può essere utilizzata come ricarica intelligente: il veicolo elettrico stesso (EV). Una delle informazioni più importanti quando si pianifica il processo di ricarica è la quantità di energia che il veicolo vuole consumare. Esistono molte opzioni per fornire queste informazioni al CSMS:
Gli utenti possono inserire l'energia richiesta utilizzando un'applicazione mobile (fornita da eMSP) e inviarla al CSMS del CPO tramite l'integrazione back-end-back-end e le stazioni di ricarica possono utilizzare un'API personalizzata per inviare questi dati direttamente al CSMS
(2) Ricarica intelligente e rete intelligente
La ricarica intelligente dei veicoli elettrici fa parte di questo sistema perché la ricarica dei veicoli elettrici può influenzare notevolmente il consumo energetico di una casa, di un edificio o di un'area pubblica. La capacità della rete è limitata in termini di quanta energia può essere gestita in un dato punto.
3) Collega e carica
Caratteristiche principali della ISO 15118.
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L’industria dei veicoli elettrici è relativamente nuova e ancora in evoluzione. Nuovi standard sono in fase di sviluppo. Ciò crea sfide di compatibilità e interoperabilità per i produttori di veicoli elettrici ed EVSE. Tuttavia, lo standard ISO 15118-20 facilita funzionalità di ricarica come fatturazione plug & charge, comunicazione crittografata, flusso di energia bidirezionale, gestione del carico e potenza di ricarica variabile. Queste funzionalità rendono la ricarica più comoda, più sicura e più efficiente e contribuiranno a una maggiore adozione dei veicoli elettrici.
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Orario di pubblicazione: 18 ottobre 2024