In diesem Dokument werden der Entwicklungshintergrund von ISO15118, Versionsinformationen, die CCS-Schnittstelle, der Inhalt der Kommunikationsprotokolle und intelligente Ladefunktionen detailliert beschrieben und der Fortschritt der Ladetechnologie für Elektrofahrzeuge sowie die Entwicklung des Standards aufgezeigt.
I. Einführung von ISO15118
1. Einleitung
Die Internationale Organisation für Normung (IX-ISO) veröffentlicht ISO 15118-20. ISO 15118-20 ist eine Erweiterung von ISO 15118-2 zur Unterstützung der drahtlosen Energieübertragung (WPT). Jeder dieser Dienste kann mithilfe der bidirektionalen Energieübertragung (BPT) und automatisch verbundenen Geräten (ACDs) bereitgestellt werden.
2. Einführung von Versionsinformationen
(1) ISO 15118-1.0 Version
15118-1 ist die allgemeine Anforderung
Anwendungsszenarien basierend auf ISO 15118 zur Realisierung des Lade- und Abrechnungsprozesses und beschreibt die Geräte in jedem Anwendungsszenario und die Informationsinteraktion zwischen den Geräten
15118-2 befasst sich mit den Protokollen der Anwendungsschicht.
Definiert Nachrichten, Nachrichtensequenzen und Zustandsmaschinen sowie die technischen Voraussetzungen, die zur Realisierung dieser Anwendungsszenarien definiert werden müssen. Definiert die Protokolle von der Vermittlungsschicht bis hin zur Anwendungsschicht.
15118-3 Aspekte der Verbindungsschicht unter Verwendung von Stromträgern.
15118-4 testbezogen
15118-5 Physikalische Schicht bezogen
15118-8 Drahtlose Aspekte
15118-9 Aspekte der drahtlosen physikalischen Schicht
(2) Fassung ISO 15118-20
ISO 15118-20 verfügt über Plug-and-Play-Funktionalität sowie Unterstützung für die drahtlose Energieübertragung (WPT). Jeder dieser Dienste kann mithilfe der bidirektionalen Energieübertragung (BPT) und automatisch verbundenen Geräten (ACD) bereitgestellt werden.
Einführung in die CCS-Schnittstelle
Die Entwicklung unterschiedlicher Ladestandards auf den europäischen, nordamerikanischen und asiatischen Elektrofahrzeugmärkten hat weltweit zu Problemen hinsichtlich der Interoperabilität und des Ladekomforts bei der Entwicklung von Elektrofahrzeugen geführt. Um dieses Problem zu lösen, hat der Verband der europäischen Automobilhersteller (ACEA) einen Vorschlag für einen CCS-Ladestandard vorgelegt, der AC- und DC-Laden in einem einheitlichen System integrieren soll. Die physische Schnittstelle des Steckers ist als kombinierte Buchse mit integrierten AC- und DC-Anschlüssen konzipiert und unterstützt drei Lademodi: einphasiges AC-Laden, dreiphasiges AC-Laden und DC-Laden. Dies bietet flexiblere Lademöglichkeiten für Elektrofahrzeuge.
1. Schnittstelleneinführung
Ladeschnittstellenprotokolle für Elektrofahrzeuge
Anschlüsse zum Laden von Elektrofahrzeugen in den wichtigsten Regionen der Welt
2. CCS1-Anschluss
Die Stromnetze in den USA und Japan unterstützen nur einphasiges AC-Laden, daher dominieren Stecker und Anschlüsse des Typs 1 in diesen beiden Märkten.
3. Einführung des CCS2-Ports
Der Typ-2-Anschluss unterstützt einphasiges und dreiphasiges Laden, und dreiphasiges AC-Laden kann die Ladezeit von Elektrofahrzeugen verkürzen.
Links befindet sich der Typ-2-CCS-Ladeanschluss, rechts der Stecker der DC-Ladepistole. Der Ladeanschluss des Fahrzeugs integriert einen AC-Anschluss (oben) und einen DC-Anschluss (unten mit zwei dicken Steckern). Während des AC- und DC-Ladevorgangs erfolgt die Kommunikation zwischen Elektrofahrzeug (EV) und Ladestation (EVSE) über die Control Pilot (CP)-Schnittstelle.
CP – Die Control Pilot-Schnittstelle überträgt ein analoges PWM-Signal und ein digitales ISO 15118- oder DIN 70121-Signal basierend auf der Power Line Carrier (PLC)-Modulation eines analogen Signals.
PP – Die Proxmity Pilot-Schnittstelle (auch Plug Presence genannt) überträgt ein Signal, mit dem das Fahrzeug (EV) erkennen kann, ob der Stecker der Ladepistole angeschlossen ist. Sie erfüllt eine wichtige Sicherheitsfunktion: Das Fahrzeug kann sich nicht bewegen, solange die Ladepistole angeschlossen ist.
PE – Productive Earth, ist die Erdungsleitung des Geräts.
Zur Stromübertragung werden mehrere andere Anschlüsse verwendet: Neutralleiter (N), L1 (Wechselstrom, einphasig), L2, L3 (Wechselstrom, dreiphasig); DC+, DC- (Gleichstrom).
III. Einführung des ISO15118-Protokollinhalts
Das Kommunikationsprotokoll ISO 15118 basiert auf dem Client-Server-Modell. Dabei sendet der EVCC Anforderungsnachrichten (diese Nachrichten tragen die Endung „Req“) und der SECC gibt die entsprechenden Antwortnachrichten (mit der Endung „Res“) zurück. Der EVCC muss die Antwortnachricht vom SECC innerhalb eines bestimmten Timeouts (in der Regel zwischen 2 und 5 Sekunden) nach der entsprechenden Anforderungsnachricht empfangen. Andernfalls wird die Sitzung beendet. Abhängig von der Implementierung verschiedener Hersteller kann der EVCC eine neue Sitzung starten.
(1) Ladeablaufdiagramm
(2) AC-Ladevorgang
(3) DC-Ladevorgang
ISO 15118 verbessert den Kommunikationsmechanismus zwischen Ladestation und Elektrofahrzeug durch digitale Protokolle höherer Ebene, um umfassendere Informationen bereitzustellen, darunter vor allem: Zweiwegekommunikation, Kanalverschlüsselung, Authentifizierung, Autorisierung, Ladestatus, Abfahrtszeit usw. Wenn am CP-Pin des Ladekabels ein PWM-Signal mit 5 % Arbeitszyklus gemessen wird, wird die Ladesteuerung zwischen Ladestation und Fahrzeug sofort an ISO 15118 übergeben.
3. Kernfunktionen
(1) Intelligentes Laden
Intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen ermöglicht die intelligente Steuerung, Verwaltung und Anpassung aller Aspekte des Ladevorgangs. Dies geschieht durch Echtzeit-Datenkommunikation zwischen Elektrofahrzeug, Ladegerät, Ladestationsbetreiber und Stromversorger bzw. Energieversorger. Beim intelligenten Laden kommunizieren alle Beteiligten ständig und nutzen fortschrittliche Ladelösungen, um den Ladevorgang zu optimieren. Herzstück dieses Ökosystems ist die Smart Charging EV-Lösung, die diese Daten verarbeitet und es Ladestationsbetreibern und -nutzern ermöglicht, alle Aspekte des Ladevorgangs zu verwalten.
1) Smart Energy Tube: Es verwaltet die Auswirkungen des Ladens von Elektrofahrzeugen auf das Stromnetz und die Stromversorgung.
2) Optimierung von Elektrofahrzeugen; Charging It hilft Fahrern von Elektrofahrzeugen und Ladedienstanbietern, das Laden hinsichtlich Kosten und Effizienz zu optimieren.
3) Fernverwaltung und -analyse; ermöglicht Benutzern und Betreibern die Steuerung und Anpassung des Ladevorgangs über webbasierte Plattformen oder mobile Anwendungen.
4) Fortschrittliche Ladetechnologie für Elektrofahrzeuge Viele neue Technologien, wie z. B. V2G, erfordern intelligente Ladefunktionen, um ordnungsgemäß zu funktionieren.
Die ISO 15118-Norm führt eine weitere Informationsquelle ein, die für intelligentes Laden genutzt werden kann: das Elektrofahrzeug selbst. Eine der wichtigsten Informationen bei der Planung des Ladevorgangs ist die Energiemenge, die das Fahrzeug verbrauchen möchte. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, diese Informationen dem CSMS zur Verfügung zu stellen:
Benutzer können die angeforderte Energie mithilfe einer mobilen Anwendung (bereitgestellt von eMSP) eingeben und sie über eine Back-End-zu-Back-End-Integration an das CSMS des CPO senden. Ladestationen können eine benutzerdefinierte API verwenden, um diese Daten direkt an das CSMS zu senden.
(2) Intelligentes Laden und Smart Grid
Intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen ist Teil dieses Systems, da das Laden von Elektrofahrzeugen den Energieverbrauch eines Hauses, Gebäudes oder öffentlichen Bereichs erheblich beeinflussen kann. Die Kapazität des Netzes ist hinsichtlich der an einem bestimmten Punkt belastbaren Strommenge begrenzt.
3) Anschließen und Laden
Top-Funktionen der ISO 15118.
linkpower kann ISO 15118-konforme EV-Ladestationen mit entsprechenden Anschlüssen gewährleisten
Die Elektrofahrzeugbranche ist relativ neu und befindet sich noch in der Entwicklung. Neue Standards werden derzeit entwickelt. Dies stellt Hersteller von Elektrofahrzeugen und EVSE vor Herausforderungen hinsichtlich Kompatibilität und Interoperabilität. Die Norm ISO 15118-20 ermöglicht jedoch Ladefunktionen wie Plug-and-Charge-Abrechnung, verschlüsselte Kommunikation, bidirektionalen Energiefluss, Lastmanagement und variable Ladeleistung. Diese Funktionen machen das Laden komfortabler, sicherer und effizienter und tragen zu einer stärkeren Verbreitung von Elektrofahrzeugen bei.
Die neuen Ladestationen von Linkpower entsprechen der ISO 15118-20. Darüber hinaus bietet Linkpower Beratung und individuelle Anpassung der Ladestationen an alle verfügbaren Ladeanschlüsse. Linkpower unterstützt Sie dabei, die dynamischen Anforderungen der Elektrofahrzeugbranche zu meistern und maßgeschneiderte Ladestationen für alle Kundenanforderungen zu entwickeln. Erfahren Sie mehr über die kommerziellen Ladestationen und Funktionen von Linkpower für Elektrofahrzeuge.
Veröffentlichungszeit: 18. Oktober 2024