Tutto quello che devi sapere sulla norma ISO/IEC 15118

La nomenclatura ufficiale della norma ISO 15118 è "Veicoli stradali - Interfaccia di comunicazione tra veicolo e rete". Potrebbe essere uno degli standard più importanti e sostenibili oggi disponibili.

Il meccanismo di ricarica intelligente integrato nella norma ISO 15118 consente di adattare perfettamente la capacità della rete alla domanda di energia del crescente numero di veicoli elettrici che si collegano alla rete elettrica. La norma ISO 15118 consente inoltre il trasferimento bidirezionale di energia per realizzareveicolo-reteapplicazioni reimmettendo l'energia del veicolo elettrico nella rete quando necessario. La norma ISO 15118 consente una ricarica dei veicoli elettrici più sicura, comoda e rispettosa della rete.

Storia della norma ISO 15118

Nel 2010, l'Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione (ISO) e la Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) hanno unito le forze per creare il Gruppo di Lavoro Congiunto ISO/IEC 15118. Per la prima volta, esperti del settore automobilistico e del settore dei servizi hanno collaborato per sviluppare uno standard di comunicazione internazionale per la ricarica dei veicoli elettrici. Il Gruppo di Lavoro Congiunto è riuscito a creare una soluzione ampiamente adottata, che ora è lo standard leader in importanti regioni del mondo come Europa, Stati Uniti, America Centrale/Sudamericana e Corea del Sud. La ISO 15118 sta rapidamente prendendo piede anche in India e Australia. Una nota sul formato: l'ISO ha assunto la pubblicazione dello standard ed è ora noto semplicemente come ISO 15118.

Veicolo-rete: integrare i veicoli elettrici nella rete

La norma ISO 15118 consente l'integrazione dei veicoli elettrici nelrete intelligente(noto anche come veicolo-2-griglia oveicolo-rete). Una rete intelligente è una rete elettrica che interconnette produttori di energia, consumatori e componenti della rete, come i trasformatori, tramite tecnologie dell'informazione e della comunicazione, come illustrato nell'immagine sottostante.

La norma ISO 15118 consente al veicolo elettrico e alla stazione di ricarica di scambiarsi dinamicamente informazioni, in base alle quali è possibile (ri)negoziare un programma di ricarica adeguato. È importante assicurarsi che i veicoli elettrici funzionino in modo compatibile con la rete elettrica. In questo caso, "compatibile con la rete" significa che il dispositivo supporta la ricarica di più veicoli contemporaneamente, evitando al contempo il sovraccarico della rete. Le applicazioni di ricarica intelligente calcoleranno un programma di ricarica individuale per ciascun veicolo elettrico utilizzando le informazioni disponibili sullo stato della rete elettrica, il fabbisogno energetico di ciascun veicolo e le esigenze di mobilità di ciascun conducente (orario di partenza e autonomia).

In questo modo, ogni sessione di ricarica adatterà perfettamente la capacità della rete al fabbisogno elettrico dei veicoli elettrici in ricarica simultanea. La ricarica in periodi di elevata disponibilità di energia rinnovabile e/o in periodi di basso consumo energetico complessivo è uno dei principali casi d'uso che possono essere realizzati con la norma ISO 15118.

Comunicazioni sicure alimentate da Plug & Charge

La rete elettrica è un'infrastruttura critica che deve essere difesa da potenziali attacchi e il conducente deve ricevere una fatturazione adeguata per l'energia erogata al veicolo elettrico. Senza una comunicazione sicura tra veicoli elettrici e stazioni di ricarica, terzi malintenzionati possono intercettare e modificare i messaggi e manomettere le informazioni di fatturazione. Per questo motivo, la norma ISO 15118 include una funzionalità chiamataCollega e caricaPlug & Charge implementa diversi meccanismi crittografici per proteggere questa comunicazione e garantire la riservatezza, l'integrità e l'autenticità di tutti i dati scambiati

La comodità dell'utente come chiave per un'esperienza di ricarica senza interruzioni

ISO 15118Collega e caricaLa funzione consente inoltre al veicolo elettrico di identificarsi automaticamente presso la stazione di ricarica e di ottenere l'accesso autorizzato all'energia necessaria per ricaricare la batteria. Tutto ciò si basa sui certificati digitali e sulle infrastrutture a chiave pubblica resi disponibili tramite la funzione Plug & Charge. La parte migliore? Il conducente non deve fare altro che collegare il cavo di ricarica al veicolo e alla stazione di ricarica (durante la ricarica cablata) o parcheggiare sopra una piazzola di terra (durante la ricarica wireless). Inserire una carta di credito, aprire un'app per scansionare un codice QR o trovare quella tessera RFID facile da perdere è un ricordo del passato con questa tecnologia.

La norma ISO 15118 avrà un impatto significativo sul futuro della ricarica globale dei veicoli elettrici grazie a questi tre fattori chiave:

1. Comodità per il cliente grazie al sistema Plug & Charge
2. La maggiore sicurezza dei dati garantita dai meccanismi crittografici definiti nella norma ISO 15118
3. Ricarica intelligente compatibile con la rete

Tenendo a mente questi elementi fondamentali, entriamo nel dettaglio dello standard.

La famiglia di documenti ISO 15118

Lo standard stesso, denominato "Veicoli stradali - Interfaccia di comunicazione veicolo-rete", è composto da otto parti. Un trattino o una lineetta e un numero indicano la rispettiva parte. La norma ISO 15118-1 si riferisce alla parte uno e così via.

Nell'immagine sottostante, è possibile vedere come ogni parte della norma ISO 15118 sia correlata a uno o più dei sette livelli di comunicazione che definiscono il modo in cui le informazioni vengono elaborate in una rete di telecomunicazioni. Quando il veicolo elettrico viene collegato a una stazione di ricarica, il controller di comunicazione del veicolo elettrico (chiamato EVCC) e il controller di comunicazione della stazione di ricarica (SECC) stabiliscono una rete di comunicazione. L'obiettivo di questa rete è scambiare messaggi e avviare una sessione di ricarica. Sia l'EVCC che il SECC devono fornire questi sette livelli funzionali (come delineato nella consolidata normaStack di comunicazione ISO/OSI) per elaborare le informazioni che inviano e ricevono. Ogni livello si basa sulle funzionalità fornite dal livello sottostante, a partire dal livello applicativo in alto fino al livello fisico.

Ad esempio: il livello fisico e di collegamento dati specifica come il veicolo elettrico e la stazione di ricarica possono scambiarsi messaggi utilizzando un cavo di ricarica (comunicazione su linea elettrica tramite un modem Home Plug Green PHY come descritto nella norma ISO 15118-3) o una connessione Wi-Fi (IEEE 802.11n come indicato nella norma ISO 15118-8) come mezzo fisico. Una volta configurato correttamente il collegamento dati, il livello di rete e di trasporto superiore può fare affidamento su di esso per stabilire quella che viene chiamata una connessione TCP/IP per instradare correttamente i messaggi dall'EVCC al SECC (e viceversa). Il livello applicativo superiore utilizza il percorso di comunicazione stabilito per scambiare qualsiasi messaggio relativo al caso d'uso, sia per la ricarica CA, CC o wireless.

‍

Quando si esamina la norma ISO 15118 nel suo complesso, questa comprende un insieme di norme sotto un unico titolo generale. Le norme stesse sono suddivise in parti. Ogni parte attraversa una serie di fasi predefinite prima di essere pubblicata come norma internazionale (SI). Per questo motivo, nelle sezioni seguenti è possibile trovare informazioni sullo "stato" di ciascuna parte. Lo stato riflette la data di pubblicazione della SI, che rappresenta la fase finale nella cronologia dei progetti di standardizzazione ISO.

Analizziamo singolarmente ciascuna parte del documento.

Il processo e la tempistica per la pubblicazione degli standard ISO

La figura sopra illustra la cronologia di un processo di standardizzazione all'interno dell'ISO. Il processo inizia con una Proposta di Nuovo Elemento di Lavoro (NWIP o NP), che entra nella fase di Bozza di Comitato (CD) dopo un periodo di 12 mesi. Non appena la CD è disponibile (solo per gli esperti tecnici membri dell'organismo di standardizzazione), inizia una fase di votazione di tre mesi, durante la quale questi esperti possono fornire commenti editoriali e tecnici. Una volta completata la fase di commento, i commenti raccolti vengono elaborati tramite web conference online e incontri di persona.

Come risultato di questo lavoro collaborativo, viene redatta e pubblicata una Bozza di Norma Internazionale (DIS). Il Gruppo di Lavoro Congiunto può decidere di redigere una seconda CD nel caso in cui gli esperti ritengano che il documento non sia ancora pronto per essere considerato DIS. La DIS è il primo documento ad essere reso pubblico e può essere acquistato online. Un'altra fase di commenti e votazione si svolgerà dopo la pubblicazione della DIS, in modo simile a quanto avviene per la fase di CD.

L'ultima fase precedente alla norma internazionale (IS) è la bozza finale della norma internazionale (FDIS). Si tratta di una fase facoltativa che può essere saltata se il gruppo di esperti che lavora alla norma ritiene che il documento abbia raggiunto un livello di qualità sufficiente. La FDIS è un documento che non consente ulteriori modifiche tecniche. Pertanto, durante questa fase sono consentiti solo commenti editoriali. Come si può vedere dalla figura, un processo di normazione ISO può durare dai 24 ai 48 mesi in totale.

Nel caso della ISO 15118-2, la norma ha preso forma nell'arco di quattro anni e continuerà ad essere perfezionata secondo necessità (vedere ISO 15118-20). Questo processo ne garantisce l'aggiornamento costante e l'adattamento ai numerosi casi d'uso specifici in tutto il mondo.