In diesem Dokument werden der Entwicklungshintergrund von ISO15118, Versionsinformationen, die CCS-Schnittstelle, der Inhalt von Kommunikationsprotokollen und intelligente Ladefunktionen ausführlich beschrieben und der Fortschritt der Ladetechnologie für Elektrofahrzeuge sowie die Entwicklung des Standards demonstriert.
I. Einführung von ISO15118
1、Einführung
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 über bidirektionale Energieübertragung (BPT) und automatisch verbundene Geräte (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
In 15118-2 geht es um die Protokolle der Anwendungsschicht.
Definiert Nachrichten, Nachrichtensequenzen und Zustandsmaschinen sowie die technischen Anforderungen, die zur Realisierung dieser Anwendungsszenarien definiert werden müssen. Definiert die Protokolle von der Netzwerkschicht bis zur Anwendungsschicht.
15118-3 Link-Layer-Aspekte unter Verwendung von Leistungsträgern.
15118-4 testbezogen
15118-5 Bezogen auf die physikalische Schicht
15118-8 Drahtlose Aspekte
15118-9 Aspekte der drahtlosen physikalischen Schicht
(2) ISO 15118-20-Version
ISO 15118-20 verfügt über Plug-and-Play-Funktionalität sowie Unterstützung für Wireless Power Transfer (WPT), und jeder dieser Dienste kann über bidirektionale Energieübertragung (BPT) und automatisch verbundene Geräte (ACD) bereitgestellt werden.
Einführung in die CCS-Schnittstelle
Das Aufkommen unterschiedlicher Ladestandards auf den europäischen, nordamerikanischen und asiatischen Elektrofahrzeugmärkten hat zu Interoperabilitäts- und Ladekomfortproblemen bei der Elektrofahrzeugentwicklung auf globaler Ebene geführt. Um dieses Problem anzugehen, hat der europäische Automobilherstellerverband (ACEA) einen Vorschlag für einen CCS-Ladestandard vorgelegt, der darauf abzielt, AC- und DC-Laden in ein einheitliches System zu integrieren. Die physikalische Schnittstelle des Steckers ist als kombinierte Steckdose mit integrierten AC- und DC-Anschlüssen konzipiert, die mit drei Lademodi kompatibel ist: einphasiges AC-Laden, dreiphasiges AC-Laden und DC-Laden. Dies ermöglicht flexiblere Lademöglichkeiten für Elektrofahrzeuge.
1、Schnittstelleneinführung
Ladeschnittstellenprotokolle für Elektrofahrzeuge (EV).
Steckverbinder zum Laden von Elektrofahrzeugen in den wichtigsten Regionen der Welt
2、CCS1-Anschluss
Die inländischen Stromnetze der USA und Japans unterstützen nur einphasiges Wechselstromladen, daher dominieren Typ-1-Stecker und -Anschlüsse 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.
Auf der linken Seite befindet sich der Typ-2-CCS-Autoladeanschluss und auf der rechten Seite der DC-Ladepistolenstecker. Der Ladeanschluss des Autos umfasst einen AC-Teil (oberer Teil) und einen DC-Anschluss (unterer Teil mit zwei dicken Anschlüssen). Während des AC- und DC-Ladevorgangs erfolgt die Kommunikation zwischen dem Elektrofahrzeug (EV) und der Ladestation (EVSE) über die Control Pilot (CP)-Schnittstelle.
CP – Die Control Pilot-Schnittstelle überträgt ein analoges PWM-Signal und ein digitales Signal nach ISO 15118 oder DIN 70121 basierend auf Power Line Carrier (PLC)-Modulation auf einem analogen Signal.
PP – Die Proxmity Pilot-Schnittstelle (auch Plug Presence genannt) überträgt ein Signal, das es dem Fahrzeug (EV) ermöglicht, zu überwachen, ob der Stecker der Ladepistole angeschlossen ist. Wird verwendet, um eine wichtige Sicherheitsfunktion zu erfüllen – das Fahrzeug kann sich nicht bewegen, während die Ladepistole angeschlossen ist.
PE – Productive Earth, ist die Erdungsleitung des Geräts.
Für die Stromübertragung werden mehrere andere Anschlüsse verwendet: Neutralleiter (N), L1 (einphasiger Wechselstrom), L2, L3 (dreiphasiger Wechselstrom); DC+, DC- (Gleichstrom).
III. Einführung des ISO15118-Protokollinhalts
Das Kommunikationsprotokoll ISO 15118 basiert auf dem Client-Server-Modell, bei dem der EVCC Anforderungsnachrichten sendet (diese Nachrichten haben das Suffix „Req“) und der SECC die entsprechenden Antwortnachrichten (mit dem Suffix „Res“) zurückgibt. Der EVCC muss die Antwortnachricht vom SECC innerhalb eines bestimmten Timeout-Bereichs (im Allgemeinen zwischen 2 und 5 Sekunden) der entsprechenden Anforderungsnachricht empfangen, andernfalls wird die Sitzung beendet, und je nach Implementierung verschiedener Hersteller kann der EVCC erneut auftreten -Eine neue Sitzung starten.
(1) Ladeflussdiagramm
(2) AC-Ladevorgang
(3) DC-Ladevorgang
ISO 15118 verbessert den Kommunikationsmechanismus zwischen der Ladestation und dem Elektrofahrzeug durch höherstufige digitale Protokolle, um umfangreichere Informationen bereitzustellen, hauptsächlich einschließlich: bidirektionale Kommunikation, Kanalverschlüsselung, Authentifizierung, Autorisierung, Ladestatus, Abfahrtszeit usw. Wenn am CP-Pin des Ladekabels ein PWM-Signal mit 5 % Tastverhältnis gemessen wird, wird die Ladesteuerung zwischen Ladestation und Fahrzeug sofort an ISO 15118 übergeben.
3、Kernfunktionen
(1) Intelligentes Laden
Beim intelligenten Laden von Elektrofahrzeugen handelt es sich um die Möglichkeit, alle Aspekte des Ladens von Elektrofahrzeugen intelligent zu steuern, zu verwalten und anzupassen. Dies geschieht auf Grundlage der Echtzeit-Datenkommunikation zwischen dem Elektrofahrzeug, dem Ladegerät, dem Ladebetreiber und dem Stromversorger oder Versorgungsunternehmen. Beim Smart Charging kommunizieren alle Beteiligten ständig und nutzen fortschrittliche Ladelösungen, um das Laden zu optimieren. Das Herzstück dieses Ökosystems ist die Smart Charging EV-Lösung, die diese Daten verarbeitet und es Ladebetreibern und -nutzern ermöglicht, alle Aspekte des Ladens zu verwalten.
1) Intelligente Energieröhre; Es verwaltet die Auswirkungen des Ladens von Elektrofahrzeugen auf das Netz und die Stromversorgung.
2) Optimierung von Elektrofahrzeugen; „chargeing it“ hilft Fahrern von Elektrofahrzeugen und Ladedienstleistern, das Laden hinsichtlich Kosten und Effizienz zu optimieren.
3) Fernverwaltung und -analyse; Es ermöglicht Benutzern und Betreibern, das Laden über webbasierte Plattformen oder mobile Anwendungen zu steuern und anzupassen.
4) Fortschrittliche Ladetechnologie für Elektrofahrzeuge Viele neue Technologien, wie z. B. V2G, erfordern intelligente Ladefunktionen, um ordnungsgemäß zu funktionieren.
Die Norm ISO 15118 führt eine weitere Informationsquelle ein, die für intelligentes Laden genutzt werden kann: das Elektrofahrzeug selbst (EV). Eine der wichtigsten Informationen bei der Planung des Ladevorgangs ist die Menge an Energie, die das Fahrzeug verbrauchen möchte. Es gibt viele Möglichkeiten, diese Informationen dem CSMS bereitzustellen:
Benutzer können die angeforderte Energie über eine mobile Anwendung (bereitgestellt von eMSP) eingeben und über eine Back-End-zu-Back-End-Integration an das CSMS des CPO senden. Ladestationen können diese Daten über eine benutzerdefinierte API direkt an das CSMS senden
(2) Intelligentes Laden und Smart Grid
Das intelligente Laden von Elektrofahrzeugen ist Teil dieses Systems, da das Laden von Elektrofahrzeugen den Energieverbrauch eines Hauses, eines Gebäudes oder eines öffentlichen Bereichs stark beeinflussen kann. Die Kapazität des Netzes ist dadurch begrenzt, wie viel Strom an einem bestimmten Punkt verarbeitet werden kann.
3) Anschließen und aufladen
Top-Funktionen der ISO 15118.
linkpower kann ISO 15118-konforme Ladestationen für Elektrofahrzeuge mit entsprechenden Anschlüssen bereitstellen
Die Elektrofahrzeugbranche ist relativ neu und entwickelt sich noch weiter. Neue Standards sind in der Entwicklung. Dies stellt die Hersteller von Elektrofahrzeugen und Elektrofahrzeugen vor Herausforderungen hinsichtlich der Kompatibilität und Interoperabilität. Der ISO 15118-20-Standard ermöglicht jedoch Ladefunktionen wie Plug & Charge-Abrechnung, verschlüsselte Kommunikation, bidirektionalen Energiefluss, Lastmanagement und variable Ladeleistung. Diese Funktionen machen das Laden bequemer, sicherer und effizienter und werden zu einer stärkeren Akzeptanz von Elektrofahrzeugen beitragen.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 18. Okt. 2024